STM32数字电源生态系统
STM32 D-Power产品线
STM32F3、STM32G4和高性能STM32H7 MCU系列可凭借一系列功能为数字电源设计提供支持。
STM32F334、STM32G4x4、STM32H74x和STM32H75x MCU系列内嵌了高分辨率定时器 (HRTimer),并配备了一个功能强大、灵活且分辨率可低至184ps的脉宽调制 (PWM) 发生器。
该嵌入式HRTimer具有很高的分辨率,其中包含了波形生成器和事件处理器:
高分辨率
- 184ps(使用STM32G474)或217ps(使用STM32F334)
- 最多12通道的定时器,由支持交叉耦合或独立工作的单元组成
- 无论电压、温度或制造偏差情况如何,所有通道均可全程支持高分辨率
波形生成器和事件处理器
- 利用最少的软件生成高级PWM波形
- 硬件突发模式控制器、自动延迟模式、外部事件窗口、延迟和重新启用空闲态均衡、斜坡补偿、跃谷、保护特性等智能功能
- 每个定时器都有一路DMA通道
- 一处参数修改可改变多个事件(定时器链接)
- 复杂事件管理
- 12个或10个外部事件输入以及最多6个故障输入
- 大量互连
进化的生态系统STM32 D-Power
STM32 D-Power生态系统能够满足数字电源领域从初学者到专家级开发人员的各类要求。
步骤1 - 数字电源入门
通过以下两个视频了解数字电源的基础知识:
您可观看以下在线研讨会录像,以提升自己在数字电源方面的知识水平:
步骤2 - 数字电源探索套件
硬件 | 照片 | 说明 | 应用笔记 |
STM32G474探索套件 | B-G474E-DPOW1探索套件是一款数字电源解决方案,也是一个完整的演示和开发平台,该套件基于STM32G474RET6微控制器,可充分利用HRTimer的性能。 | AN4539:高分辨率定时器菜单编程 | |
STM32F334探索套件 |
步骤3 - 动手研讨会,可将您的项目提升到新的水平
使用STM32设计数字电源和PFC的研讨会
意法半导体携手Biricha,依靠STM32开发生态系统提供有关数字电源应用设计的专家级培训。
学习如何设计、编码、实现和测试面向电压和电流模式下的DC/DC应用以及数字功率因数校正 (PFC) 应用的稳定数字电源,以满足最新的行业需求。
步骤4 - PSU和PFC软件开发套件
探索一系列PC软件工具和嵌入式软件示例,以便为PSU和PFC开发数字解决方案。
我们的授权合作伙伴Biricha开发了两款能够与STM32Cube兼容且简单易用的软件工具,可帮助您计算所有数字闭环系数,使之匹配拓扑,并可快速获得稳定的PSU和PFC设计。
STM32CubeMX中提供了X-CUBE-DPOWER软件包,其中包含的嵌入式软件示例(降压/电流模式和降压/电压模式)可通过B-G474E-DPOW1和32F3348DISCOVERY探索套件运行。
- 以下为可供选择的拓扑:
- 平均电流控制模式下的交织升压PFC转换器
- 恒定电压/电流输出下的相移全桥DCDC
- 电压和电流控制模式下的降压和升压PSU转换器
- 基于PID或是极点和零点(2P2Z、3P3Z)补偿器的控制回路
- 性能和稳定性更强的高级控制回路
- III类控制器的数字实现
- 利用Biricha Digital提供的ST-WDS/ST-PLD工具(供STM32用户使用的免费版本)生成的系数
探索有助于改进设计过程的实用工具和资源:
资源 | 说明 |
X-CUBE-DPOWER | 该扩展包可直接通过STM32CubeMX GUI生成启动项目文件,并根据应用情况对库进行初始化。 |
STM32CubeG4 | HAL、底层API和CMSIS、USB、文件系统、RTOS、图形以及在面向STM32G4 MCU系列的意法半导体板件上运行的示例。 |
STM32数字电源工作台 | 该设计工具可简化复杂电源转换器的设计。凭借STM32G4 MCU,用户能够以全数字控制的方式对多种拓扑结构进行评估、分析和定制。 |
STM32CubeMX | STM32CubeMX能够帮助硬件工程师、嵌入式软件开发人员以及各行各业的研发团队更加轻松地处理项目。 |
STM32CubeIDE | STM32CubeIDE可简化软件开发周期内的所有任务,从而实现更快的应用部署。 |
STM32CubeProgrammer | 全功能多操作系统软件工具,用于编程STM32产品。它通过调试接口(JTAG和SWD)和自举程序接口(UART、USB DFU、I2C、SPI和CAN)提供了一个易用的环境,用于读取、写入和验证设备内存。 |
STM32CubeMonitor | STM32CubeMonitor工具可通过实现数据实时可视化,帮助用户评估STM32应用在运行时的性能。 |
数字电源手册 | 了解更多有关典型数字电源管理架构以及数字电源设计所需的构建模块信息。 |
步骤5 - 交钥匙解决方案
可提供意法半导体的工具、开发板和参考设计,帮助您将面向PSU和PFC应用的数字设计提升到新的水平。
数字电源工作台 – 现已在eDesignSuite中提供
利用STM32G4微控制器,以全数字控制的方式对多种拓扑的设计进行评估、分析和定制。
- 支持的拓扑(AC/DC、DC/DC)
- ZVS交错图腾柱、Vienna整流器、3级T型逆变器
- FB LLC
硬件 | 照片 | 电源 | 输出电压 | PFC | DC-DC | 注释 | ||
拓扑 | 控制模型(PID或Type 2) | 拓扑 | 控制模型(PID或Type 2) | |||||
STEVAL-ISA172V2 | 2 kW | 48 V | 2通道交错CCM升压 | PID | ZVS相移FB(采用SR) | PID | ||
STEVAL-DPSLLCK1 | 3 kW | 48 V | 不适用 | 不适用 | FB LCC(采用SR) | PID | DC-DC转换器 | |
STEVAL-ISA147V3 | 500 W | 12 V | 双路升压半无桥 | PID | HB LCC(采用SR) | PID | 基于STM32F051的PFC | |
STEVAL-DPSTPFC1 | 3.6 kW | 400 V | 图腾柱(无桥) | PID | 不适用 | 不适用 | PFC转换器 | |
STEVAL-LLL009V1 | 300 W | 48 V | TM升压 | 模拟控制 | HB LCC(采用SR) | PID | CC和CV操作 | |
STDES-PFCBIDIR | 15 kW | 直流电压:800 VDC。交流电压:400 VAC(@50 Hz) | 拓扑:3相3级双向AC/DC、DC/AC电源转换器 | PID | 不适用 | 不适用 | STDES参考设计为非卖品,我们可通过提供相关文档为您的原型开发工作提供支持 |
嵌入式软件示例可实现“标准PID模型”,并可作为这些拓扑的快速入门工具使用。我们很快就会更新这些示例,使之匹配Biricha的PC软件工具所支持的型号,从而达到提升稳定性和性能的目的。