意法半導(dǎo)體推出STM32數(shù)控電源微控制器

　　橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics，簡稱ST)推出最新的數(shù)控電源微控制器(STM32F334)，為推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長的云計(jì)算技術(shù)進(jìn)一步提高能效。

　　今天的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施耗電量巨大。在全球大約286,000千兆瓦時(shí)(GWh) 的年用電量中，僅數(shù)字中心一種產(chǎn)業(yè)就占據(jù)約1.3%。根據(jù)Uptime Institute機(jī)構(gòu)的能源利用率(PUE, Power Usage Effectiveness)估算報(bào)告稱，在全球用電量中，只有大約40%的電能用于生產(chǎn)活動(dòng)，而其余的電能主要是以熱量的形式被損耗掉，甚至排除這些熱量還需要運(yùn)行大型昂貴的制冷系統(tǒng)(cooling systems)。 隨著云計(jì)算運(yùn)營企業(yè)和云服務(wù)用戶人數(shù)高速增長，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)該應(yīng)用市場將會(huì)持續(xù)增長，提高基礎(chǔ)設(shè)施的能效具有十分重要的意義。

　　根據(jù)Uptime Institute機(jī)構(gòu)報(bào)告顯示，計(jì)算機(jī)電源數(shù)控等電源管理技術(shù)可根據(jù)電源需求變化不斷調(diào)整輸出功率，有助于將數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營能效提至60%以上。意法半導(dǎo)體的新微控制器在單片集成所有的主要的電源控制功能，可簡化數(shù)據(jù)中心向多相交錯(cuò)式或LLC諧振軟開關(guān)(resonant soft-switching)等高能效數(shù)字電源的轉(zhuǎn)型。STM32F334內(nèi)置217ps(皮秒)的高分辨率定時(shí)器，確保器件的控制精度領(lǐng)先市場，提高電源的能效，同時(shí)異步(asynchronous)快速反應(yīng)為運(yùn)行安全性提供保障。新產(chǎn)品將最大限度地發(fā)揮數(shù)字電源的影響力，提高云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的能效，將全球日用電需求降低大約280千兆瓦時(shí)(GWh)[1]，這相當(dāng)于荷蘭一個(gè)國家的發(fā)電量[2]。

　　意法半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Michel Buffa表示：“除了集成STM32 F3系列數(shù)字電機(jī)驅(qū)動(dòng)和太陽能逆變微控制器的經(jīng)過市場檢驗(yàn)的功能外，STM32F334數(shù)控電源系列微控制器還增加了高分辨率定時(shí)器等多項(xiàng)創(chuàng)新功能，使其成為業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的數(shù)字電源微控制器。這些微控制器內(nèi)部集成多功能引線、多路定時(shí)器輸出、性能強(qiáng)大的CPU，高速通信外設(shè)接口，可大幅簡化復(fù)雜電源拓?fù)涞臄?shù)控過程，目標(biāo)應(yīng)用包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、電信基礎(chǔ)設(shè)施、無線充電站、照明系統(tǒng)、電焊機(jī)和工業(yè)電源市場?！?/p>

　　新的STM32F334數(shù)控電源系列是STM32產(chǎn)品家族的后續(xù)產(chǎn)品，引腳和軟件完全兼容入門級(jí)微控制器STM32F301(PWM分辨率為7ns)，讓開發(fā)人員在一個(gè)統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)上使用不同的STM32微控制器。為協(xié)助開發(fā)人員設(shè)計(jì)高性能數(shù)控電源，STM32F334數(shù)控電源系列還配有經(jīng)過市場檢驗(yàn)的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。

　　STM32F334數(shù)控電源系列微控制器已經(jīng)開始量產(chǎn)，采用LQFP64、LQFP48或LQFP32封裝。

　　技術(shù)說明:

　　STM32F334微控制器擁有豐富的計(jì)算功能，這歸功于支持DSP指令集且內(nèi)置浮點(diǎn)單元(FPU, floating-point unit)的72MHz ARM? Cortex?-M4處理器內(nèi)核。內(nèi)部內(nèi)核耦合存儲(chǔ)器(CCM-SRAM)具有例行程序提速(routine boost)功能(90DMIPS相等于高于100MHz的CPU頻率)，可加快控制循環(huán)或關(guān)鍵例行程序的執(zhí)行速度。

　　基于217ps (皮秒)分辨率的模塊架構(gòu)，內(nèi)部高分辨率定時(shí)器保證電壓和溫度穩(wěn)定性，提供10余個(gè)獨(dú)立的PWM輸出，可控制有多個(gè)開關(guān)的電源轉(zhuǎn)換器或多個(gè)并聯(lián)轉(zhuǎn)換器。217ps分辨率保證微控制器精細(xì)控制應(yīng)用日益廣泛的諧振型軟開關(guān)轉(zhuǎn)換器。對于這類LLC轉(zhuǎn)換器，高分辨率可進(jìn)一步讓頻率和相位調(diào)理變得更加精細(xì)，提高電壓調(diào)整和瞬變電壓管理性能。內(nèi)部交叉互聯(lián)總線架構(gòu)使10個(gè)定時(shí)器輸出控制變得簡單且靈活。為控制電源開關(guān)而優(yōu)化的PWM控制器內(nèi)置關(guān)斷功能、死時(shí)(dead-time)控制、同步支持和安全功能。透明和高分辨率特性可簡化定時(shí)器設(shè)置，同樣地，高分辨率定時(shí)器可設(shè)為4.6GHz的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器。

　　除高分辨率定時(shí)器外，STM32F334專為數(shù)字電源控制而優(yōu)化的外設(shè)還包括：

　　· 兩個(gè)超高速5Msps(0.2μs)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采樣時(shí)間最低21ns，用于電壓電流同步測量。

　　· 三個(gè)超高速比較器，從模擬輸入到PWM輸出，響應(yīng)時(shí)間為25ns，有助于保證電源工作安全。

　　· 三個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和一個(gè)內(nèi)置增益的運(yùn)算放大器

　　· CAN、I2C (PMBus/SMBus)

　　此外，該微控制器還具有靈活的輸入輸出電路，輸出端可連接任何類型的驅(qū)動(dòng)器或邏輯電路，模擬或數(shù)字輸入端可接收內(nèi)部或外部故障信號(hào)。

?????? 該微控制器擁有最新版的STM32Cube軟件的全面支持：圖形用戶界面的STM32CubeMX初始化C代碼生成器可簡化高分辨率定時(shí)器的運(yùn)行和設(shè)置，STM32CubeF3嵌入式軟件庫包含簡化STM32F334外設(shè)代碼移植的硬件抽象層(HAL, Hardware Abstraction Layer)以及豐富的中間件。

　　現(xiàn)有的STM32F334開發(fā)板和開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)：

　　· 板載降壓升壓轉(zhuǎn)換器的探索套件(32F3348DISCOVERY)：

　　· 500W數(shù)字開關(guān)式電源(DSMPS, Digital Switched-Mode Power Supply)評估板(STEVAL-ISA147V2)：內(nèi)置諧振型LLC DC/DC轉(zhuǎn)換器和無半橋的功率因數(shù)校正器(PFC);

　　· STM32Nucleo開放式平臺(tái)NUCLEO-F334R8。

　　該系列微控制器還提供一個(gè)幫助用戶在各種電源拓?fù)渲羞\(yùn)行高分辨率定時(shí)器的應(yīng)用筆記 (AN4539)，以及LED調(diào)光和LLC控制專題應(yīng)用筆記。