ST IHM023V1 User Manual

STEVAL-IHM023V1

1 kW 3-phase motor control demonstration board based on the L6390 drivers and STGP10NC60KD IGBT

Data brief

Features

Complete solution of 1 kW power inverter

Single phase connecting - supply AC voltage from 90 VAC to 285 VAC

Direct DC line input up to 400 VDC

Possibility to use wide range of HV motors or LV motors with BEMF sensing

Input inrush limiter with bypassing relay

Brake feature with overvoltage comparator

Tacho input, hall sensor or encoder input feature

Overtemperature and overcurrent hardware

STEVAL-IHM023V1

 

 

protection

AM05056v1

Compact, safety and fully evaluated design

 

 

RoHS Compliant

 

Description

The STEVAL-IHM023V1 is a demonstration board designed to implement general purpose low power 3-phase inverter for 3-phase asynchronous motors, bi-phase AC motors or PMAC motors up to 1000 W.

It is fully equipped and convenient for evaluating customers solution in applications like: drum motor control for washing machine, power white goods application, medical beds, water pump for home appliance white goods, transfer pumps for waste sludge – sewerage plants and high efficiency transfer pumps for outlet condensation water in gas furnace application.

July 2009

Doc ID 16033 Rev 1

1/5

For further information contact your local STMicroelectronics sales office.

www.st.com

ST IHM023V1 User Manual

2/5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Schematic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input part with bridge

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+3.3V linear

 

 

 

circuits control & supply Power .1 Figure

circuits Schematic

circuits

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DC_bus_voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Bus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

relay_A

relay_B

 

+

D1

C1

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W1

Vdd

Vdd_micro

 

J1

 

6.25A TEMP

 

VR1

 

 

 

 

 

4n7/Y2

100k

 

 

 

 

 

 

 

 

470K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd_micro

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L78L33ACD13TR

 

 

 

 

 

 

F1

FUSE-1

 

10R

 

 

 

 

 

 

R3

 

+

 

 

 

+

 

 

R4

 

D2

 

 

 

 

 

 

+15V

8

IN

OUT

1

 

 

+3.3V

 

3

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

100k

 

 

 

 

 

 

 

 

470K

 

BAT48JFILM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INPUT

 

 

C4

 

 

 

KBU6K

 

 

 

 

220u/450V

220u/450V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3 6 7

 

 

 

 

 

 

 

 

220n/X2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6

 

 

 

C7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bus_voltage

 

 

 

2 3 6 7

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n7/Y2

R6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C9

R5

120R

 

 

 

 

 

100n

 

 

 

100n

C8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22u/6.3V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100k

 

 

 

 

 

 

 

 

R7

 

10n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor output

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W2

 

 

 

 

 

Buck converter

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LV DC bus supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47uH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35V max!

U2

 

 

 

 

Rev16033 ID Doc

J2

phase_A

 

 

 

 

 

 

+Bus

 

 

 

 

 

 

 

 

U3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W3

 

 

 

D3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 14

15

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Bus

 

 

L7815ACP

 

 

 

+15V

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HV-supply

 

 

 

VIPer16LN

 

 

 

 

 

R8

5k6

 

 

 

1

IN

OUT

3

 

2

phase_B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

R9

 

R10

 

 

 

 

1_shunt

 

 

GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Drain4

Drain3

Drain2

Drain1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

C10

 

 

C11 STPS1150

phase_C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

1k2

 

1k2

 

 

 

 

 

 

 

 

MOTOR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LIM

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n

2

 

 

100n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Source4

Source3

Source2

Source1

FB

 

 

 

C12

C13

 

C14

 

 

 

D4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n2

22n

 

220n

 

 

 

SM6T36A

 

 

D5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C15

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

D6

 

 

 

 

 

 

1N4148

 

 

 

+15V ex. supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COMP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220n/X2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STTH1L06A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 3

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+15V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

C16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1u/50V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

D7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2

2.2mH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+15VDC

C17

 

LED RED

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+15V

 

 

 

NTC bypass

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

C19

R12

 

 

 

 

 

 

 

 

+15V

 

 

 

R11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STTH1L06A

 

 

 

D9

 

 

 

100n

100u/25V

nc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3k9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BZV55C18SMD

 

 

 

 

 

 

R13

 

 

 

 

relay_A

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NTC_bypass_relay

 

 

 

LS1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hall/Encoder

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor connector

 

 

 

 

 

 

D10

11

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1N4148

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd_micro

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor connector

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EM_STOP

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

relay_B

 

 

 

 

 

R14

R15

R16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

Q1

 

FINDER 4031-12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PWM-A-H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4k7

4k7

4k7

 

 

 

W4

H1/A+

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

6

 

 

 

 

 

 

 

BC847

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PWM-A-L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M_phase_A

 

 

 

 

 

 

7

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PWM-B-H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H1/A+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

10

 

 

 

 

 

 

R17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PWM-B-L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2/B+

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M_phase_B

 

 

 

PWM-C-H

 

 

 

11

 

12

 

 

 

 

 

 

10k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3/Z+

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M_phase_C

 

 

 

PWM-C-L

 

 

 

13

 

14

 

 

Bus_voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd_micro

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Current_A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C21

 

C22

 

C23

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GND

5

 

 

 

 

 

 

 

OCP off

1

 

 

Current_B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C20

 

 

 

10p

 

10p

 

10p

 

 

 

 

 

 

19

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Encoder/Hall

100n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W5

 

 

Current_C

 

 

 

21

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

NTC_bypass_relay

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

23

 

24

 

 

Het_temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

26

 

 

 

 

 

 

BEMF Daughter board

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

28

 

 

 

 

Vdd_micro

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

PWM_Vref

 

 

 

29

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

32

 

 

 

W6

Vdd_mcu

 

 

 

 

J7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Software Brake

 

 

 

M_phase_A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

34

 

 

M_phase_C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M_phase_B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

phase_A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+15V

+Bus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tacho sensor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

phase_B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Brake control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

phase_C

 

 

IHM023V1-STEVAL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R Brake

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M_phase_A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

 

4

 

 

 

 

Vdd_micro

 

 

 

 

 

 

W7

Tacho

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+15V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Bus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Bus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R18

BC557B

Q3

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

C24

 

R20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+3.3V

 

 

 

 

 

 

R19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C25

 

 

 

 

6.8k

 

 

STGF7NC60HD

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd_micro

 

 

 

 

 

 

100n

nc

10k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.7u

 

 

 

+15V

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

R22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R23

 

R24

 

 

 

R25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R26

R21 220

 

 

 

 

8

 

 

 

 

AM05057v1

 

10k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PWM_Vref

 

 

J8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

470k

 

470k

 

 

1.5k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R27 10k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

C26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.54 linebar

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

-

 

 

100n

 

 

 

R28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BC847

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tacho

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D11

 

D12

 

R29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U4

 

 

R33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C27

BAT48JFILM

 

BAT48JFILM

C28

100R

C29

 

 

 

R30

C30

 

R31

 

 

 

R32

 

 

2

TS391ILT

 

 

1k

 

Q5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n

 

100n

 

2n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nc

4.7n

 

33k

 

 

 

6.8k

 

 

 

 

 

 

 

 

BC847

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R34

 

 

 

R35

 

 

Brake control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Software Brake

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Loading...
+ 3 hidden pages