意法半導體推出STM32數(shù)控電源微控制器

　　橫跨多重電子應用領域、全球領先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)推出最新的數(shù)控電源微控制器(STM32F334)，為推動數(shù)字經(jīng)濟增長的云計算技術進一步提高能效。

　　今天的數(shù)字基礎設施耗電量巨大。在全球大約286,000千兆瓦時(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機構的能源利用率(PUE, Power Usage Effectiveness)估算報告稱，在全球用電量中，只有大約40%的電能用于生產(chǎn)活動，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(tǒng)(cooling systems)。 隨著云計算運營企業(yè)和云服務用戶人數(shù)高速增長，業(yè)內(nèi)預計該應用市場將會持續(xù)增長，提高基礎設施的能效具有十分重要的意義。

　　根據(jù)Uptime Institute機構報告顯示，計算機電源數(shù)控等電源管理技術可根據(jù)電源需求變化不斷調(diào)整輸出功率，有助于將數(shù)據(jù)中心的運營能效提至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，可簡化數(shù)據(jù)中心向多相交錯式或LLC諧振軟開關(resonant soft-switching)等高能效數(shù)字電源的轉型。STM32F334內(nèi)置217ps(皮秒)的高分辨率定時器，確保器件的控制精度領先市場，提高電源的能效，同時異步(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(shù)字電源的影響力，提高云計算技術應用的能效，將全球日用電需求降低大約280千兆瓦時(GWh)[1]，這相當于荷蘭一個國家的發(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(shù)字電機驅(qū)動和太陽能逆變微控制器的經(jīng)過市場檢驗的功能外，STM32F334數(shù)控電源系列微控制器還增加了高分辨率定時器等多項創(chuàng)新功能，使其成為業(yè)內(nèi)最先進的數(shù)字電源微控制器。這些微控制器內(nèi)部集成多功能引線、多路定時器輸出、性能強大的CPU，高速通信外設接口，可大幅簡化復雜電源拓撲的數(shù)控過程，目標應用包括數(shù)據(jù)服務器、電信基礎設施、無線充電站、照明系統(tǒng)、電焊機和工業(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微控制器STM32F301(PWM分辨率為7ns)，讓開發(fā)人員在一個統(tǒng)一的開發(fā)平臺上使用不同的STM32微控制器。為協(xié)助開發(fā)人員設計高性能數(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。

　　技術說明:

　　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(nèi)置浮點單元(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)或關鍵例行程序的執(zhí)行速度。

　　基于217ps (皮秒)分辨率的模塊架構，內(nèi)部高分辨率定時器保證電壓和溫度穩(wěn)定性，提供10余個獨立的PWM輸出，可控制有多個開關的電源轉換器或多個并聯(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關轉換器。對于這類LLC轉換器，高分辨率可進一步讓頻率和相位調(diào)理變得更加精細，提高電壓調(diào)整和瞬變電壓管理性能。內(nèi)部交叉互聯(lián)總線架構使10個定時器輸出控制變得簡單且靈活。為控制電源開關而優(yōu)化的PWM控制器內(nèi)置關斷功能、死時(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器設置，同樣地，高分辨率定時器可設為4.6GHz的標準定時器。

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

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

　　· 三個超高速比較器，從模擬輸入到PWM輸出，響應時間為25ns，有助于保證電源工作安全。

　　· 三個模數(shù)轉換器(ADC)和一個內(nèi)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型的驅(qū)動器或邏輯電路，模擬或數(shù)字輸入端可接收內(nèi)部或外部故障信號。

?????? 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器的運行和設置，STM32CubeF3嵌入式軟件庫包含簡化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(xiàn)有的STM32F334開發(fā)板和開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)：

　　· 板載降壓升壓轉換器的探索套件(32F3348DISCOVERY)：

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

　　· STM32Nucleo開放式平臺NUCLEO-F334R8。

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