意法半导体 (ST) 是世界领先的半导体供应商,涵盖多种电子应用,已推出其最新的数控功率微控制器 (),以进一步提高推动数字经济增长的云计算技术的能源效率。
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当今的数字基础设施消耗大量电力。仅数字中心行业就占全球每年约 286,000 吉瓦时 (GWh) 用电量的约 1.3%。根据该机构的能源利用(PUE,Power Usage)估算报告,全球仅约40%的电力消耗用于生产活动,而其余电力则主要以热能的形式流失,甚至被淘汰。这种热量还需要运行大型且昂贵的制冷系统( )。随着云计算运营商和云服务用户的快速增长,业界预计应用市场将持续增长,对提高基础设施能效具有重要意义。
据机构报告称,计算机电源数控等电源管理技术可以根据电力需求的变化不断调整输出功率,有助于将数据中心的运营能效提高到60%以上. ST 的新型微控制器将所有主要电源控制功能集成在一个芯片上,简化了数据中心向节能数字电源的过渡,例如多相交错式或 LLC 谐振软开关 (soft-)。内置217ps(皮秒)高分辨率定时器,确保设备控制精度领先市场,提高电源能效。同时异步()的快速响应为操作安全提供了保障。新产品将最大限度地发挥数字电力的影响,提高云计算技术应用的能源效率,使全球每日电力需求减少约 280 吉瓦时(GWh)[1],相当于一个国家的发电量荷兰 [2]。
意法半导体微控制器产品事业部总经理 Buffa 表示:“除了 STM32 F3 系列数字电机驱动和太阳能逆变器微控制器经过市场验证的特性外电源控制器,CNC 电源微控制器系列还增加了高分辨率定时器等诸多创新功能使其成为业界最先进的数字电源微控制器,这些微控制器集成了多功能引线、多个定时器输出、强大的CPU、高速通信外设接口,显着简化了复杂电源拓扑的CNC工艺,针对应用包括数据服务器、电信基础设施、无线充电站、照明系统、焊机和工业电源市场。”
新的数控电源系列是 STM32 产品系列的后续产品,与入门级微控制器(7ns PWM 分辨率)完全引脚和软件兼容,允许开发人员在统一的开发平台控制器上使用不同的 STM32 微控制器为了帮助开发人员设计高性能 CNC 电源,CNC 电源系列还具有经过市场验证的开发生态系统。
NC电源系列微控制器已经开始量产、采用或封装。
技术说明:
单片机具有丰富的计算能力,这得益于支持DSP指令集的72MHz ARM®-M4处理器内核,并具有内置的浮点单元(FPU,-point unit)。内部内核耦合内存 (CCM-SRAM) 具有例程提升(相当于更高的 CPU 频率),可加快控制循环或关键例程的执行。
基于217ps(皮秒)分辨率模块架构,内部高分辨率定时器确保电压和温度稳定,提供10多个独立PWM输出,可以控制具有多个开关或多个并行转换器的电源转换器。 217ps 的分辨率使微控制器能够精细控制日益广泛使用的谐振软开关转换器。对于这种类型的 LLC 转换器电源控制器,高分辨率可实现更精细的频率和相位调节,从而提高电压调节和瞬态电压管理性能。内部交叉连接总线架构使10个定时器输出控制简单灵活。为控制电源开关而优化的 PWM 控制器具有内置关断、死区时间控制、同步支持和安全功能。透明度和高分辨率功能简化了计时器设置,以及可设置为 4.6GHz 标准计时器的高分辨率计时器。
除了高分辨率定时器外,针对数字电源控制进行了优化的外设包括:
· 两个超高速 5Msps (0.2µs) 12 位模数转换器 (ADC),最小采样时间为 21ns,用于同时测量电压和电流。
·三个超高速比较器,从模拟输入到PWM输出,响应时间25ns,保障电源安全运行。
·三个模数转换器 (ADC) 和一个内置增益的运算放大器
·CAN、I²C (PMBus/SMBus)
此外,单片机具有灵活的输入输出电路,输出可连接任何类型的驱动器或逻辑电路,模拟或数字输入可接收内部或外部故障信号。
微控制器全面支持最新软件版本:图形用户界面初始化 C 代码生成器简化了高分辨率定时器的操作和设置,嵌入式软件库包含简化外围代码移植层(HAL、层)和丰富的中间件。
现有的板子和开发生态系统:
· 板载降压-升压转换器探索套件():
· 500W 数字开关模式电源(DSMPS,-Mode Power)评估板(-):内置谐振 LLC DC/DC 转换器和无半桥功率因数校正器(PFC);
· 开放平台-.
该微控制器系列还提供了帮助用户在各种电源拓扑中运行高分辨率定时器的应用说明 ( ),以及用于 LED 调光和 LLC 控制的专用应用说明。
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