疫情期间观看了很多EE直播间组织的的在线研讨会及新产品发布会，期间在面包板社区评测中心留意到了大联大公司推出的B-G474E-DPOW1 是ST数字电源评测套件，公司刚好有一些数字电源/UPS的相关产品设计，所以有幸申请了一块测试板子，在此非常感谢面包板社区的小姐姐们！
由于工作的原因，收到板子期间，一直不在公司，所以测试的工作一直处于停滞状态，直到最近回到深圳！ 废话不多说，先开箱看看收到的板子的外观结构，
1. 产品开箱
产品正面1 |
产品正面2 |
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还是ST一贯的包装风格，简约不简单，里面装有开发板主板，和一根USB type-C 线，板子做工非常精致
之前看到相关公司基于TI DSP 设计出来的大功率DC-DC, 效率非常高，相对我们长期使用ADI/TI等集成IC设计出来的电源类产品，有许多突出的性能，不过内心还是有些忐忑，毕竟是高速定时器驱动的高精度数字电源，之前没有玩过，这次ST的开发板倒是给了我们尝鲜的机会，有助于我们将来设计数字电源类的产品。
既然初次入门小白，先从用户手册开始，先上ST官方网站下载”UM2577 - Discovery kit withSTM32G474RE MCU User manual”,里面非常清楚的介绍了开发套件的基本使用方法，这里就不再赘述。
2. 应用思路：
公司本次申请”B-G474E-DPOW1” 数字电源开发板主要想通过对ST G4系列MCU的学习，设计一款BUCK-BOOST电源，用于中小功率UPS电压输出的调整，产品主要实现以下功能
1. 12-48 V 输入， 12-36V 输出电压调整
2. 负载响应速度快
3，输入输出电压、电流采集
4. 过压、过流、短路、保护
5. 纹波不超过0.5%
6. 高效率（达97%）
3. 数字电源基础：
既然是数字电源，按照我们传统电源的构造方式，高精度的PWM一定要有，高速的A/D采样，环路运算处理能力，这些功能普通单片机很难具备的
1. 基本架构
Figure1
数字电源需要实现下面基本功能：
l PWM 控制
l 电源管理
l 参数测量
l 通信网络
l 并联冗余
基本的数字电源架构如上图1所示，我们来看看ST的的B-G474E-DPOW1数字电源能给我们提供什么样功能模块，
l HRTimer 高精度定时器（最高184PS） 厉害了，产生高精度PWM用
l 数学运算加速器（FOC, 3P3Z ）
l 5路12BIT 过采样达到16BIT，采样速度到4MBIT/S
以上三个模块是我们设计数字电源必要用到的模块。
HRTimer数字高精度定时器（负责产生PWM）
HRTimer 定时器是ST专门为数字电源推出的MCU外设备，要熟悉其用法,请参考“AN4539- HRTIM cookbook“，里面有针对不同电路的拓扑配置高精度定时器，HRTIM由7+1个定时器组成，分别是1个主定时器（Master Timer6个独立的定时器单元，从Timer A到Timer F。主定时器（Master Timer）
l 16 位递增计数器。
l 4 个比较单元
l 置位/ 复位 12 路输出中的任何一路，
l 并向6 个定时器单元提供同步信号。
其主要用途是使定时器单元受唯一的时钟源控制。交错降压转换器是一个典型的应用示例，主定时器在其中管理多个单元之间的相移。
6个子定时器Timer A到TimerF定时器子定时器单元组成
l 16-BIT 计数器
l 4*16BIT 比较寄存器
l 2*16BIT 捕获寄存器每个单元包括2路PWM输出
l 交叉互联总线控制PWM输出
l 2*32BIT SET/RESET 寄存器
l 多达32种SET/RESET 事件可选
l 多个事件选择（“或”关系）
数学运算加速器
l CORDIC三角函数协处理器之前没有接触过，网上学习下这个主要用来产生正弦波信号来用的，应该在逆变器等类似产品上使用，
l 滤波加速器：数字电源应用中主要实现增益补偿，3P3Z 等数字滤波的应用，这些概念对长期使用专用电源IC设计电源的应该有所了解，采用数字信号来处理滤波，不明白的可以去查查相关资料，
4 操作方法/体验：
仔细阅读“UM2577-用户手册“，基本了解了板子的使用方法，时间比较紧，没有时间设计单独的4开关电源功率板，暂时先利用板载4 开关BUCK-BOOST来测试一下效果
BUCK-BOOST 硬件基础
电源测试
降压测试
Figure2
先通过硬件了解一下板载小功率buck-boost 基本构造, 上图的M1 M2, M3,M4 构成升降压电路的基本结构， 下面图3-图6，描述了常规4开关拓扑结构对应工作的MOS管电感电流变化图，B-G474E-DPOW1板子采用高速定时器产生PWM波形。
Figure3 降压（VIN>VOUT）
Figure4升降压(VIN<=VOUT)
Figure5降压(VIN>VOUT)
Figure6升压(VIN<VOUT)
电流采样
B-G474E-DPOW1板载伍尔特电流检测变压器，如下图所示
| Figure7 电流检测电路 | 
Figure 8电压采集（电阻网络） |
BUCK- boost软件
ST 官网上下载STM32CubeG4MCU Firmware Package固件包，软件包里包括G4系列固件的中间件，外设测试程序，找到对应子目录Projects\B-G474E-DPOW1\Demonstrations，里面有“B-G474E-DPOW1Demo”，使用Keil开发环境导入项目->编译->下载(调试)
程序结构
Figure 9 Keil 程序结构
Main.c 文件里面通过板载按键顺序执行四个独立的线程。
l LEDs demo
l RGB LED Color demo
l RGB LED White demo
l Buck/Boost demo
对应数字电源，只需要执行“buck/boost demo” 线程，下面来看一下数字电源软件基本的执行流程Demo_BuckBoost();
l BuckBoost_Init
l GPIO_Init：
l DMA_Init()：利用DMA进行ADC采样
l RTC_Init();
l ADC1_Init();
配置ADC采样通道
PA1------>ADC1_IN2：输入电压通道
PA2 ------>ADC1_IN3: 输入电流通道
PA3 ------>ADC1_IN4: 输出电压通道
PB11 ------>ADC1_IN14:
l HRTIM1_Init()： 配置输出PWM
l FMAC_Init()： 滤波数学加速器初始化,
简单的执行流程，
初始化配置后，启动数字滤波器,PWM。ADC 采样，根据初始化设置的寄存器值，ADC通过DMA桥将采样的数据传输的FMAC 数学加速器，数学加速器结果运算，把输出的结果输出到HRTIM定时器，从而控制PWM波形的输出。具体代码，请参考B-G474E-DPOW1 Demo。
电源测试
通过前面的知识，基本了解了ST数字源的基本架构，现在需要测试一下其板载buck boost电源的设计效果，ST板子本身自带电阻网络负载，但是负载比较小，板子参数如下
板子负载测试l B-G474E-DPOW1 升降压电路带有板载负载
l 板载负载过载保护400mA
l 输入小于15V
l 输出小于16V.
l 负载小于1.5 A.
接上USB type-C 连接线，通过ST-LINK 下载程序，进入在线调试状态，按选择B2 五向选择开关，执行到BUCK-BOOST 应用，一切正常 ，输出电压比较稳定。
外部负载测试：
因为板子负载的限制，把R57,R58拆掉，利用外部电源、电子负载进行动态测试，主要想测试一下板载BUCK/BOOST的负载、效率、动态响应能量， 测试接线如下图
Figure 10 测试接线图
主要想测试一下板载BUCK/BOOST的负载、效率、动态响应能量
降压测试
Figure 11 空载波形
Figure 12 0.5A负载波形
Figure 12 1A负载波形
Figure9 probe1 为PWM 开关波形，probe2 为输出电压
降压（BUCK）
| Num | 输入电压 | 输出电压 | 输入电流 | 输出电流 | 效率 | 占空比 |
空载 | 11.02 | 5.98 | 0 | 0 | / | 50 |
0.5A负载 | 10.99 | 4.92 | 0.27 | 0.5 | 83 | 45 |
1A负载 | 10.94 | 4.91 | 0.55 | 1 | 82 | 45 |
通过上表测量得到的结果
l 0.5A时输出效率为83%
l 1A时输出效率为80%
从上面的测试结果看，板子的转换效率不高，当然作为一个DEMO板子，能跑起来已经非常不错了，要提供效率，还必须从降低MOS的Rdson, 开关频率，以及对应高效的驱动调整电路，低损耗电感等方面入手。
升降压测试
很不幸的时当我把输入调到6V左右，负载调到最大1A 板载MOS瞬间烧毁，看来数字电源之路任重道远，很遗憾下面测试无法继续，这次测试暂时结束，下次layout一个功率板，继续本次测试。本次测试只能到此为止！
客观评价
首先感谢面包板社区的小姐姐，和大联大友尚公司，很荣幸得到本次测试的机会，对数字电源的新手来说还是非常的有帮助的，B-G474E-DPOW1开发板上面的外设模块还是比较全的，自带ST-LINK, 板子也比较精美，基本模块的学习已经足够,更高级一点的学习，也可以layout一块功率板子连接到开发板的扩展接口上，完成复杂数字电源的测试。
-官方的资料确实比较多，对HRTIM 和FMAC 等较新的模块也有一些相关实例。总的来说不错的。
还是
对于新手来说还有很多学习的地方，官方的资料还是理论化的较多，建议新手还是了解一下数字电源的基础知识y，比方说环路补偿滤波器，过流的实现方式，自激振荡的去除，优化动态响应。
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