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來源：半導體行業觀察 近日，水芯電子重磅發布DSP和數字電源控制芯片——M2025及M3010。本文將重點為大家介紹這兩款產品以及基于無橋PFC和LLC的單芯片M3010的控制實現方案和基于微逆、PFC、LLC以及CLLLC的M2025的單芯片實現方案，覆蓋通信、工業控制、光伏、儲能、微逆、服務器等多應用場景。 
據悉，水芯電子的DSP芯片全面對標TI的C2000系列芯片，數字電源控制芯片將全面對標TI的數字功率控制器系列芯片。值得期待的是，水芯電子的DSP芯片和數字電源控制芯片都將在今年進入量產銷售階段，水芯電子力爭成為國內首家擁有全系列自主知識產權DSP芯片產品線的芯片公司。 01——M2025 M2025是一款基于ARM核開發的數字信號處理芯片，其外設資源對標TI C2000系列的F280025、F2813X等產品，主頻最大可達80MHZ，自帶硬件3P3Z，能快速完成環路計算，內部FLASH為64KB、內部RAM為32KB，自帶硬件CRC校驗，可最大限度確保代碼的運行安全。
產品亮點： •高性能、多功能 •集成高速、低延遲的模擬和控制外設 •內部集成硬件環路運算加速器 性能參數： • 集成ARM Cortex -最高運行頻率：80 MHz -內置Coresight調試接口 -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 •時鐘監控系統 •3.3V單電源 •系統外設 •CLB •豐富的通信接口 •模擬系統 -兩個 4 MSPS 12 位模數轉換器 -兩個 12 位數模轉換器 -四個窗口比較器 -四個可編程增益放大器 •增強控制外設 •溫度范圍：-50℃至125℃ （一）交錯圖騰柱PFC應用
特點： •高可靠和穩定的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 •支持硬件數學運算，最大限度縮短環路計算時間 •廣泛應用于PC、服務器、通信/UPS、導軌、磚塊、充電樁、OBC等領域 （二）微型逆變器應用
特點： •電路體積小、結構簡單、便于安裝和維護 •較高精度和較穩定的ADC，確保提升最大的追蹤效率 •支持復雜的防孤島效應算法和高低壓穿越算法 •支持谷開關，確保每次谷底導通，提升系統效率 •支持與外部多種通信模式 •在電力、通信、交通、農業等領域有廣泛的應用場景 （三）全橋LLC應用
特點： •通過硬件3P3Z，確保環路計算的硬件實現，最大限度提高環路運行速度 •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 •廣泛應用于PC、服務器、通信/UPS、導軌、磚塊、充電樁、OBC等領域 （四）雙向DCDC（CLLLC拓撲）應用
特點： •較高精度和較穩定的ADC，確保系統波紋小 •  WM支持打嗝輸出，可以支持系統運行在空載模式•具備快速硬件保護功能，能最大限度確保系統的安全運行； •系統對外支持CAN、SCI、SPI等多種通信方式； •主要用于調峰、分擔負載、緊急備份等功能，主要可完成雙向能量的調節功能，多應用于PCS、充電樁等領域； 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，交錯后紋波系數小于0.3 •單路電流CBC及OST保護，CBC處理電網異常，不會誤觸發關機，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，并自主判斷CCM及DCM模式，提升輕載THD •輕載關閉其中一相，提升輕載效率 •兩相間動態均流確保兩路電流一致 •電壓環快速環路功能確保后級突加載母線電壓穩定 •開關頻率抖動，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，可提升電壓環帶寬 •控制環路為輸出電壓環和輸出電流環，采取雙環競爭模式 •電路控制采用PFM+PWM模式，極輕載采用打嗝模式提升效率 •采用可變死區時間，兼顧可靠性和效率 •閉環緩起避免過沖，對不同特性負載適應良好 •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用 •對外通信端口采用SCI、CAN、SPI等 突破技術壟斷加速DSP國產替代 在電源數字化時代背景下，DSP已成為通信、計算機、消費電子等領域的基礎器件。研發DSP芯片，除了需要較強的芯片硬件設計功底，還需要團隊掌握編譯器、指令集等軟件相關能力，研發技術門檻較高。 水芯電子擁有完整的芯片設計團隊，包括SoC/DSP架構設計、DSP驗證、版圖設計&封裝測試設計以及數字電源/電機軟硬件和系統開發等研發人員，具有豐富的數字電源芯片研發經驗。 水芯電子M2025、M3010完全實現自主知識產權，將進一步突破國外對高端控制類DSP芯片和數字電源芯片設計的技術壟斷，為中國新質生產力發展貢獻力量。 |
