STM 32“不止于芯”，ST在数字电源领域的“定制化”设计

电子发烧友网报道（文/李诚）随着电子科技的不断发展，数字电源作为一种基于数字信号处理技术的电源，它可以通过高效的数字控制方式，实现各种电压、电流输出的精确调节和稳定性控制，具有更高的可编程性、自动化程度和抗干扰能力，近年来在各大领域得到了广泛的应用。
 
在本月举办的“STM 32不止于芯”第六届STM32中国峰会上，意法半导体中国区通用微型控制器市场部门韩旭同，就数字电源领域的相关应用、问题，展开了关于“STM32构建数字电源新方案”的主题演讲，并向大家介绍了数字电源对主控的需求，以及意法半导体目前针对数字电源领域，推出的一些定制化设计。
 
对于数字电源对主控的需求，韩旭同表示主要集中在CPU算力、ADC/PWM、通信接口和可靠性四个方面。例如，高算力CPU可以通过先进的内核、超高的主频，以及高执行效率和数字加速器，将数字电源从单一的模块到系统性集成。高精度、多通道的ADC，以高精度PWM和灵活的输出配置，可以在数字电源应用实现更高的采样精度、更快的控制响应速度和更多的输出互补。
 

意法半导体中国区通用微型控制器市场部门 韩旭同

 
针对这四大方面的需求，意法半导体的STM32数字电源平台现已推出STM32F3、STM32G4和STM32H7三大系列产品线，涵盖从入门级到高性能的全系列产品，确保数字电源在性能方面，实现最大可扩展性与灵活性。
 
会议上韩旭同还多次强调，意法半导体STM32数字电源平台与通用型MCU有着显著的差别，STM32数字电源平台针对数字电源应用MCU的PWM和ADC进行了加强，能够提供更全面、更高精度的PWM支持和更多的ADC输入通道。
 
这一定制化的设计，不仅提高了数字电源的稳定性和精度，更为开发者提供了更多的硬件支持，帮助他们更加方便快捷地实现数字电源系统的开发和部署。
 
以STM32G474 MCU为例，STM32G474为意法半导体推出的高精度数字电源控制芯片，以Arm Cortex-M4为处理器内核，主频最高可达170MHz，支持浮点运算、数学运算加速器和高分辨率时钟计时器（HRTIMer）。
 
其中，STM32G4平台内部的HRTIMer可同时发出12路PWM任意波，支持交叉互补或独立工作模式。在不同电压、温度或制造偏差等情况下，HRTIMer始终可以实现精度高达184ps的PWM信号调制，为数字电源常用的图腾柱PFC、交错型PFC、LLC等电路拓扑提供复杂PWM支持，让数字电源系统配置更加灵活。
 
另外，通过韩旭同介绍了解到，STM32G4系列MCU内部配备的数学运算加速器是一款独立于CPU之外的硬件加速模块。它可以在处理PFC、LLC等电路拓扑中的cos、sin、tan、平方根等三角函数运算时，直接通过数学运算加速器进行独立运算，不占用任何CPU资源，减轻CPU负担。
 
值得注意的是，相比于软件计算方式，使用数学运算加速器在计算三角函数时，至少能够带来5倍的速度提升，且精确度高达10倍以上。在意法半导体的实际测试中，数学运算加速器还可为电机驱动应用带来约12%的环路控制速度提升。数学运算加速器的加入不仅提高了数字电源的精度和效率，更为整个系统的性能提供了强有力的保障。
 

 
凭借着多年的经验与技术积累，意法半导体在数字电源领域，不仅有着清晰的产品线，更为开发者构建了完整的生态系统。该生态系统包括开发工具、参考设计、技术支持等诸多方面，涵盖了从原型设计、样片制造到批量生产的全套解决方案。在保证产品性能和质量的同时，也大幅缩短了用户的设计、调试时间和成本。
 
近年来，意法半导体也在积极推动数字电源技术的创新与发展，不断扩展其在各个领域的应用。相信在不久的将来，数字电源将在智能家居、智能办公、工业自动化等领域发挥越来越重要的作用，为人们的生活和工作带来便捷与高效。