ST低压伺服驱动解决方案：智能驱动新纪元

意法半导体（ST）近期推出的低压伺服驱动解决方案，以其先进的电机控制技术为基础，提供了单轴与双轴两大架构的产品布局，广泛适用于人形机器人、自动引导车（AGV）、服务机器人和割草机等应用。本文将详细介绍其紧凑型双轴低压伺服驱动解决方案、高功率密度单轴低压伺服驱动解决方案以及带EtherCAT接口的双轴低压伺服驱动解决方案。

1. 紧凑型双轴低压伺服驱动解决方案

STSPIN32G4 + STDRIVE101 控制架构

这款紧凑型双轴低压伺服驱动解决方案采用了 STSPIN32G4 和 STDRIVE101 的组合。其中，STSPIN32G4是一款高度集成的高性能三相电机控制器，集成了MCU、栅极驱动器和电源管理单元，简化了系统设计并降低了成本。该方案采用堆叠设计，分为接口板和核心板，支持双路150W的额定功率，尺寸仅为 4cm x 4.5cm，非常适合空间受限的应用场景。

创新专利与性能优化

共享电流采样网络：通过专利性的共享采样拓扑结构，实现了双电机系统共用一路电流检测网络，减少了传感器数量，优化了PCB布局。

交错式功率器件布局：提升了系统的可靠性和热保护管理能力。

动态响应特性：在16kHz PWM频率下实现约3kHz的电流环控制带宽，展示了优异的动态响应特性。

适配灵巧手与关节电机应用

针对人形机器人灵巧手的需求，该方案通过分布式架构和CAN总线连接中央运动控制板与多个本地驱动模块，每个模块可独立控制两路空心杯电机，满足了高自由度和紧凑结构的双重需求。

2. 高功率密度单轴低压伺服驱动解决方案

基于 STSPIN32G4 控制器，该方案在仅 8cm × 5cm 的紧凑板卡尺寸上，实现了高达 3kW 的功率输出（带主动散热器时），被动散热时也可达到 2kW。硬件配置上，采用了 STL160N10F8 MOSFET 并联方案以降低导通损耗，并集成了完备的速度与位置检测接口，支持绝对编码器、增量编码器及霍尔传感器。

通信与保护机制

CAN总线接口：确保工业噪声环境下的可靠通信。

全面保护机制：包括过流、过压、过温保护以及STO安全转矩关断功能和外部再生制动电阻管理电路。

该方案特别适用于对体积和性能有苛刻要求的应用场景，如工业机器人关节、服务机器人和自动化设备等。

3. 带EtherCAT接口的双轴低压伺服驱动解决方案

为满足工业自动化中对多轴同步控制的需求，ST推出了带 EtherCAT接口 的双电机伺服驱动器解决方案，额定功率为 2 x 1kW，工作电压为 48V。该方案的核心在于实现了单颗 STSPIN32G4 系统级芯片驱动两台三相永磁同步电机，并采用了共享电流采样网络与针对不平衡负载优化的PCB布局。

软件层面

完整的工业电机控制固件栈：包含电机控制软件开发套件、CiA 402驱动行规协议栈以及EtherCAT协议栈。

改进的编码器校准技术和实时调度器：确保了双电机控制的实时性与性能。

该方案特别适用于轮式移动底盘、人形机器人关节及AGV等对空间布局和运动同步性要求极高的场景。

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