近日，水芯電子重磅發(fā)布DSP和數(shù)字電源控制芯片——M2025及M3010。本文將重點為大家介紹這兩款產(chǎn)品以及基于無橋PFC和LLC的單芯片M3010的控制實現(xiàn)方案和基于微逆、PFC、LLC以及CLLLC的M2025的單芯片實現(xiàn)方案，覆蓋通信、工業(yè)控制、光伏、儲能、微逆、服務(wù)器等多應(yīng)用場景。

據(jù)悉，水芯電子的DSP芯片全面對標(biāo)TI的C2000系列芯片，數(shù)字電源控制芯片將全面對標(biāo)TI的數(shù)字功率控制器系列芯片。值得期待的是，水芯電子的DSP芯片和數(shù)字電源控制芯片都將在今年進入量產(chǎn)銷售階段，水芯電子力爭成為國內(nèi)首家擁有全系列自主知識產(chǎn)權(quán)DSP芯片產(chǎn)品線的芯片公司。

01——M2025

M2025是一款基于ARM核開發(fā)的數(shù)字信號處理芯片，其外設(shè)資源對標(biāo)TI C2000系列的F280025、F2813X等產(chǎn)品，主頻最大可達(dá)80MHZ，自帶硬件3P3Z，能快速完成環(huán)路計算，內(nèi)部FLASH為64KB、內(nèi)部RAM為32KB，自帶硬件CRC校驗，可最大限度確保代碼的運行安全。

產(chǎn)品亮點：

?高性能、多功能

?集成高速、低延遲的模擬和控制外設(shè)

?內(nèi)部集成硬件環(huán)路運算加速器

性能參數(shù)：

? 集成ARM Cortex      

-最高運行頻率：80 MHz     

-內(nèi)置Coresight調(diào)試接口     

-提供中斷控制器

? 定點硬件加速器     

-CRC 引擎和指令     

-支持3P3Z補償器

?片上存儲器     

-64KB FLASH     

-32KB RAM

?時鐘監(jiān)控系統(tǒng)

?3.3V單電源

?系統(tǒng)外設(shè)

?CLB

?豐富的通信接口

?模擬系統(tǒng)     

-兩個 4 MSPS 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器     

-兩個 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器     

-四個窗口比較器     

-四個可編程增益放大器

?增強控制外設(shè)

?溫度范圍：-50℃至125℃

（一）交錯圖騰柱PFC應(yīng)用

特點：

?高可靠和穩(wěn)定的ADC模塊，降低輸出紋波

?支持PWM的CBC和OST封波功能，最大限度確保系統(tǒng)安全

?支持PWM抖頻，降低EMI頻譜尖峰

?支持將程序直接加載到RAM中運行，提升程序運行速度

?支持硬件數(shù)學(xué)運算，最大限度縮短環(huán)路計算時間

?廣泛應(yīng)用于PC、服務(wù)器、通信/UPS、導(dǎo)軌、磚塊、充電樁、OBC等領(lǐng)域

（二）微型逆變器應(yīng)用

特點：

?電路體積小、結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝和維護

?較高精度和較穩(wěn)定的ADC，確保提升最大的追蹤效率

?支持復(fù)雜的防孤島效應(yīng)算法和高低壓穿越算法

?支持谷開關(guān)，確保每次谷底導(dǎo)通，提升系統(tǒng)效率

?支持與外部多種通信模式

?在電力、通信、交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用場景

（三）全橋LLC應(yīng)用

特點：

?通過硬件3P3Z，確保環(huán)路計算的硬件實現(xiàn)，最大限度提高環(huán)路運行速度

?電路控制采用PFM+PWM模式，極輕載采用打嗝模式提升效率

?采用可變死區(qū)時間，兼顧可靠性和效率

?支持硬件TZ，確保極端情況下功率硬件安全

?對外通信端口采用SCI、CAN、SPI等

?廣泛應(yīng)用于PC、服務(wù)器、通信/UPS、導(dǎo)軌、磚塊、充電樁、OBC等領(lǐng)域

（四）雙向DCDC（CLLLC拓?fù)洌?yīng)用

特點：

?較高精度和較穩(wěn)定的ADC，確保系統(tǒng)波紋小

?PWM支持打嗝輸出，可以支持系統(tǒng)運行在空載模式

?具備快速硬件保護功能，能最大限度確保系統(tǒng)的安全運行；

?系統(tǒng)對外支持CAN、SCI、SPI等多種通信方式；

?主要用于調(diào)峰、分擔(dān)負(fù)載、緊急備份等功能，主要可完成雙向能量的調(diào)節(jié)功能，多應(yīng)用于PCS、充電樁等領(lǐng)域；

02——M3010

水芯電子M3010是一款單芯片集成無橋PFC+LLC控制器的數(shù)字控制器芯片。

交錯圖騰柱PFC+全橋LLC

特點：

?單路低感量，單路紋波較大，交錯后紋波系數(shù)小于0.3 

?單路電流CBC及OST保護，CBC處理電網(wǎng)異常，不會誤觸發(fā)關(guān)機，極端情況可通過 OST保護硬件

?軟件有效值過流，有效值過壓，有效值過功率，溫度等全面保護

?軟件引入前饋占空比及電流采樣DCM校準(zhǔn)，并自主判斷CCM及DCM模式，提升輕載THD

?輕載關(guān)閉其中一相，提升輕載效率

?兩相間動態(tài)均流確保兩路電流一致

?電壓環(huán)快速環(huán)路功能確保后級突加載母線電壓穩(wěn)定

?開關(guān)頻率抖動，降低EMI頻譜尖峰

?電流的CBC保護及輸入前饋，確保再立即和電流電網(wǎng)異常下的可靠性

?軟件工頻陷波器濾除100hz紋波，可提升電壓環(huán)帶寬

?控制環(huán)路為輸出電壓環(huán)和輸出電流環(huán)，采取雙環(huán)競爭模式

?電路控制采用PFM+PWM模式，極輕載采用打嗝模式提升效率

?采用可變死區(qū)時間，兼顧可靠性和效率

?閉環(huán)緩起避免過沖，對不同特性負(fù)載適應(yīng)良好

?提供多重保護機制，包括過欠壓保護、多級過流保護以提升動態(tài)性能，過載保護、過溫保護等保護且可配置重啟時間提供靈活應(yīng)用

?對外通信端口采用SCI、CAN、SPI等

突破技術(shù)壟斷加速DSP國產(chǎn)替代

在電源數(shù)字化時代背景下，DSP已成為通信、計算機、消費電子等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。研發(fā)DSP芯片，除了需要較強的芯片硬件設(shè)計功底，還需要團隊掌握編譯器、指令集等軟件相關(guān)能力，研發(fā)技術(shù)門檻較高。 水芯電子擁有完整的芯片設(shè)計團隊，包括SoC/DSP架構(gòu)設(shè)計、DSP驗證、版圖設(shè)計&封裝測試設(shè)計以及數(shù)字電源/電機軟硬件和系統(tǒng)開發(fā)等研發(fā)人員，具有豐富的數(shù)字電源芯片研發(fā)經(jīng)驗。

水芯電子M2025、M3010完全實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)，將進一步突破國外對高端控制類DSP芯片和數(shù)字電源芯片設(shè)計的技術(shù)壟斷，為中國新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展貢獻力量。