文章内容目录
国民技术N32H474系列MCU在数字电源的应用
- 网页编辑： 吴丽英 Ameko Wu
- 原创作者：张佳豪 Jiahao Zhang
- 分类： NATIONS TECH, 产品线, 工业控制, 方案
- 标签： 32 bit Arm® Cortex®-M4F, AI数字电源
一、AI电源趋势
美国Financial Times（金融时报）指出：“预计到 2028 年，AI 数据中心的新增电力需求将达到 44 吉瓦（GW），但由于电网基础设施的瓶颈，只有大约 25 吉瓦的新增电力供应能够上线。这意味着将出现约 19 吉瓦的电力缺口，占总需求的 40% 。” AI电源是驱动瓦特向比特转化的智能神经中枢，通过极致能效比与动态调度实现“每度电产出最大有效算力”的价值跃迁。
二、数字电源的重要特性
- 高精度波形调控
- 可靠的故障防护与恢复
- 低空载功耗优化
- 硬件级实时保护
- 单芯片系统级控制
三、为何推荐国民H474系列
⚙️ 国民H474系列 涵盖了上述的重要特性
国民技术N32H474系列凭借高匹配度的性能与资源，可以实现数字电源方案的系统级高指标。
针对以上特性有如下硬件去完美适配：
- 125ps的超高精度PWM分辨率实现显著的平滑波形输出
- 自动延迟的PWM死区控制实现逐周期保护与恢复，保障系统的持续可靠运行
- 32bit突发模式计数器，可支持更长空载空闲时间，降低空载时功耗
- 外部中断时间和比较器的快速响应实现硬件级的实时保护
- （ 从COMP_INP 输入到SHRTIM_CHxy 输出的传输延迟： 22ns 、从外部事件SHRTIM_EXEVx 数字输入到SHRTIM_CHxy输出的传输延迟：（30pF负载）11ns）
- 高主频（240MHz）以及充足的PWM通道和ADC（支持差分模式和硬件过采样，可提升至16bit）数量实现单芯片控制整个系统等。
⚙️ 有完整参考方案
整体的典型方案设计参考如下
该方案会软件上融入了国民自研的HunterOS操作系统，并提供了相关的调试上位机供用户可视化调试，支持功率修改，如果需要调整外部拓扑电路，方案中的软件基本也只是小改即可
⚙️ 方案优势
① 超高能效与功率因数，能耗管控更卓越
- 整机峰值效率可达 97.7% 以上，在 50%~100% 宽负载区间内功率因数（PF）均大于 0.99，既能最大化降低能源转换损耗，又能减少对电网的谐波污染，契合高算力场景的绿色节能与电网友好型供电要求。
② 先进拓扑设计，纹波与动态响应双优化
- 输入侧采用 CCM 两相交错图腾柱 PFC 拓扑，可有效降低输入电流纹波，且 100% 负载下总谐波失真（THD）低于 5.0%，提升输入侧供电质量；
- 输出侧搭载三相交错式半桥 LLC 拓扑，在保障高效率的同时，实现低输出纹波与快速动态负载响应，可精准匹配 AI 算力设备的负荷波动需求。
③ 多重防护 + 寿命提升，系统耐用性更强
- 配备过温、输出过流 / 过压、输入过压 / 欠压等全维度保护机制，可全方位规避各类运行风险；同时借助交错式拓扑设计，大幅减小输出母线电容需求，有效延长系统整体使用寿命，降低后期运维更换成本。
④ 智能管控生态，调试运维效率倍增
- 基于自研 Hunter OS 实时操作系统，集成上位机可视化工具生态，支持供电参数在线配置、波形实时分析及一站式保护策略管理，显著提升系统智能化水平，同时大幅缩短调试周期，降低运维难度与人力成本。
⚙️ 支持
① 提供完整的软硬件设计参考方案
② 提供完整的工具链–国民自研的可视化调试上位机、图形化分析上位机如下：
四、应用领域
方案除了支持上述的AI数据中心电源外，还支持如下应用领域：
- 户外一体化电源
- 电动汽车充电桩
- 通信整理模块
- 工业AC-DC电源
- 电动汽车车载充电机
- 工商储能系统功率转换单元
>>>>
国民技术介绍
国民技术股份有限公司主营产品包括：通用MCU、安全芯片、可信计算芯片、智能卡芯片、非接读写芯片、蓝牙芯片、RCC创新产品等，广泛应用于网络安全认证、电子银行、电子证照、移动支付与移动安全、物联网、工业联网及工业控制、智能家电及智能家庭物联网终端、消费电子、电机驱动、电池及能源管理、智能表计、医疗电子、汽车电子、安防、生物识别、通讯、传感器、机器自动化等应用方向。
>>>>
丰宝介绍
上海丰宝电子信息科技有限公司创办于1998年5月，本土知名的元器件代理商。总部位于上海，在北京、深圳、苏州、香港、台湾设有分公司，并在广州、东莞、厦门、南京、杭州、 武汉、西安等15个城市设有办事处。公司主营电子元器件世界品牌在中国大陆的代理销售，并致力于代理芯片产品的应用设计开发，整体解决方案在通讯、家电、工业控制得到广泛应用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Nation和Torex等。
丰宝电子系上海市高新技术企业，2003至2014年连续十二年被《国际电子商情》评选为“读者最满意的十家大陆电子元器件分销商”。在2008至2011年三次获得“Omron优秀代理商销售奖”，2009至2012年三次获得“SGMC杰出成长奖”，2010年荣获“Bourns杰出业绩奖”，2011年荣获“NXP年度增长最快ID奖”，2012年荣获“NXP最佳FAE支持团队奖”，2013荣获 Torex合作伙伴奖。丰宝电子视诚信经营为企业至高荣誉，一直致力于上海市“诚信创建企业”工作认定，截止到2017年已荣升为五星级企业。
