意法半導體推出STM32數控電源微控制器

　　橫跨多重電子應用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST)推出最新的數控電源微控制器(STM32F334)，為推動(dòng)數字經(jīng)濟增長(cháng)的云計算技術(shù)進(jìn)一步提高能效。

　　今天的數字基礎設施耗電量巨大。在全球大約286,000千兆瓦時(shí)(GWh) 的年用電量中，僅數字中心一種產(chǎn)業(yè)就占據約1.3%。根據Uptime Institute機構的能源利用率(PUE, Power Usage Effectiveness)估算報告稱(chēng)，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行大型昂貴的制冷系統(cooling systems)。 隨著(zhù)云計算運營(yíng)企業(yè)和云服務(wù)用戶(hù)人數高速增長(cháng)，業(yè)內預計該應用市場(chǎng)將會(huì )持續增長(cháng)，提高基礎設施的能效具有十分重要的意義。

　　根據Uptime Institute機構報告顯示，計算機電源數控等電源管理技術(shù)可根據電源需求變化不斷調整輸出功率，有助于將數據中心的運營(yíng)能效提至60%以上。意法半導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(jiǎn)化數據中心向多相交錯式或LLC諧振軟開(kāi)關(guān)(resonant soft-switching)等高能效數字電源的轉型。STM32F334內置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(chǎng)，提高電源的能效，同時(shí)異步(asynchronous)快速反應為運行安全性提供保障。新產(chǎn)品將最大限度地發(fā)揮數字電源的影響力，提高云計算技術(shù)應用的能效，將全球日用電需求降低大約280千兆瓦時(shí)(GWh)[1]，這相當于荷蘭一個(gè)國家的發(fā)電量[2]。

　　意法半導體微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Michel Buffa表示：“除了集成STM32 F3系列數字電機驅動(dòng)和太陽(yáng)能逆變微控制器的經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗的功能外，STM32F334數控電源系列微控制器還增加了高分辨率定時(shí)器等多項創(chuàng )新功能，使其成為業(yè)內最先進(jìn)的數字電源微控制器。這些微控制器內部集成多功能引線(xiàn)、多路定時(shí)器輸出、性能強大的CPU，高速通信外設接口，可大幅簡(jiǎn)化復雜電源拓撲的數控過(guò)程，目標應用包括數據服務(wù)器、電信基礎設施、無(wú)線(xiàn)充電站、照明系統、電焊機和工業(yè)電源市場(chǎng)?！?/p>

　　新的STM32F334數控電源系列是STM32產(chǎn)品家族的后續產(chǎn)品，引腳和軟件完全兼容入門(mén)級微控制器STM32F301(PWM分辨率為7ns)，讓開(kāi)發(fā)人員在一個(gè)統一的開(kāi)發(fā)平臺上使用不同的STM32微控制器。為協(xié)助開(kāi)發(fā)人員設計高性能數控電源，STM32F334數控電源系列還配有經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統。

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

　　技術(shù)說(shuō)明:

　　STM32F334微控制器擁有豐富的計算功能，這歸功于支持DSP指令集且內置浮點(diǎn)單元(FPU, floating-point unit)的72MHz ARM? Cortex?-M4處理器內核。內部?jì)群笋詈洗鎯ζ?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)鍵例行程序的執行速度。

　　基于217ps (皮秒)分辨率的模塊架構，內部高分辨率定時(shí)器保證電壓和溫度穩定性，提供10余個(gè)獨立的PWM輸出，可控制有多個(gè)開(kāi)關(guān)的電源轉換器或多個(gè)并聯(lián)轉換器。217ps分辨率保證微控制器精細控制應用日益廣泛的諧振型軟開(kāi)關(guān)轉換器。對于這類(lèi)LLC轉換器，高分辨率可進(jìn)一步讓頻率和相位調理變得更加精細，提高電壓調整和瞬變電壓管理性能。內部交叉互聯(lián)總線(xiàn)架構使10個(gè)定時(shí)器輸出控制變得簡(jiǎn)單且靈活。為控制電源開(kāi)關(guān)而優(yōu)化的PWM控制器內置關(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(jiǎn)化定時(shí)器設置，同樣地，高分辨率定時(shí)器可設為4.6GHz的標準定時(shí)器。

　　除高分辨率定時(shí)器外，STM32F334專(zhuān)為數字電源控制而優(yōu)化的外設還包括：

　　· 兩個(gè)超高速5Msps(0.2μs)12位模數轉換器(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，響應時(shí)間為25ns，有助于保證電源工作安全。

　　· 三個(gè)模數轉換器(ADC)和一個(gè)內置增益的運算放大器

　　· 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(lèi)型的驅動(dòng)器或邏輯電路，模擬或數字輸入端可接收內部或外部故障信號。

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

　　現有的STM32F334開(kāi)發(fā)板和開(kāi)發(fā)生態(tài)系統：

　　· 板載降壓升壓轉換器的探索套件(32F3348DISCOVERY)：

　　· 500W數字開(kāi)關(guān)式電源(DSMPS, Digital Switched-Mode Power Supply)評估板(STEVAL-ISA147V2)：內置諧振型LLC DC/DC轉換器和無(wú)半橋的功率因數校正器(PFC);

　　· STM32Nucleo開(kāi)放式平臺NUCLEO-F334R8。

　　該系列微控制器還提供一個(gè)幫助用戶(hù)在各種電源拓撲中運行高分辨率定時(shí)器的應用筆記 (AN4539)，以及LED調光和LLC控制專(zhuān)題應用筆記。