STMicroelectronics STPM098C双环路数字8相控制器是一款双环路数字多相降压控制器，内置非易失性存储器 (NVM) 和PMBus ™ 接口，适用于汽车应用。 STPM098C用于管理需要大功率的负载电源，例如处理器内核和存储器。它控制多达八个外部驱动器+MOS，并通过两个环路提供多达两种不同的电压。 基于恒定导通时间 (COT) 方案的先进控制环路架构可提供快速瞬态响应和高效率。该器件还包括相位交错和动态相位增加/下降功能，可提高轻负载范围内的效率。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STPM098C双环路数字8相控制器数据手册.pdf

STMicroelectronics STPM098C支持符合第1.2版标准的PMBus通信，具有八个可能的接口地址值，用于报告电压、电流、功率、温度和故障信号的遥测数据。可编程参数可通过PMBus接口进行配置并存储于片上NVM，最大限度减少外部元器件数量。此外，STPM098C还提供广泛的监控单元系统和故障保护，包括输出电压的独立欠压/过压 (UV/OV)、环路反馈断开、相位电流不平衡，以及正负相电流的双阈值过流。

特性

• 保护和诊断
  • PMBus™可读输入遥测（电压、电流、功率）
  • PMBus为输入指标提供可配置过流、欠压和过功率诊断及保护
  • 每个环路的PMBus可读输出遥测数据（电压、电流、温度）
  • PMBus为每个环路的输出指标提供可配置欠流/过流、欠压/过压诊断及保护
  • PMBus为每个环路的输出级均提供可配置热警告和热关断诊断及保护
  • PMBus可读单相电流遥测
  • PMBus可配置单相过流诊断及保护
  • PMBus可配置通用UV/OV诊断彻底引脚AUX_SENSE
  • 反馈环路断开诊断
  • 内部过热诊断及保护
  • PMBus可读Tj测量
  • 接地损耗诊断
  • 系统时钟监控
  • 电源引脚VCC 、VREF1 、VREF2 过压和欠压诊断
  • 通过SM_ALERT、FAULT、VRRDY1和VRRDY2引脚输出故障状态标志
• 符合 AEC-Q100
• 两个环路之间的相位分配：8+0至4+4
• 输出电压范围：0.5 V至2 V
• 工作电压范围：4.75 V至5.25 V
• 开关频率范围：200kHz至1.5MHz
• 轻负载的可编程动态切相操作和超轻负载的有源二极管仿真
• 高性能数字控制环路
• 嵌入式CPU ARM cortex™ M0+，频率为40MHz
• 嵌入式NVM
• PmBus™ 1.2版（400kHz最大频率）
• 工作温度范围：-40 °C至+125 °C
• -40 °C至+150 °C结温范围
• 完全符合ISO26262标准，支持ASIL-D系统
• 7.0mm x 7.0mm x 0.9mm，VFQFN 48+4L封装

简化框图

内部电源简化框图

VREF1稳压器简化框图

VREF2稳压器简化框图

STPM098C：面向汽车与高性能计算的数字多相控制器

引言

随着汽车电子系统（如 ADAS、车载信息娱乐系统）和高性能处理器（如 CPU、GPU、DDR 内存）对电源管理的要求日益严苛，电源控制器需具备高精度、高可靠性、高集成度以及强大的诊断与保护功能。STMicroelectronics 推出的 STPM098C 正是一款满足这些需求的先进双环路数字多相降压控制器。

产品概述

STPM098C 是一款符合 AEC-Q100 标准的汽车级电源控制器，具备以下核心特性：

• 双环路架构 ：支持 8 相 PWM 输出，可在两个独立环路之间灵活分配（如 8+0、4+4 等）。
• 宽输出电压范围 ：0.5 V 至 2.0 V，适用于现代低电压大电流负载。
• 高频开关能力 ：支持 200 kHz 至 1.5 MHz 的开关频率。
• 数字控制环路 ：基于 ARM Cortex-M0+ 内核，集成 NVM（非易失存储器），支持 PMBus™ 1.2 通信。
• 全面的诊断与保护功能 ：包括输入/输出电压、电流、功率、温度的监控与故障保护。

关键功能详解

1. 灵活的多相配置

STPM098C 支持最多 8 相 PWM 输出，并可通过 PMBus™ 动态配置各相分配到两个独立控制环路。这种灵活性使其能够同时为两个不同电压域的负载供电，例如处理器核心与 DDR 内存。

2. 高效率与动态相位管理

• 动态相位增减 ：根据负载电流自动启用或禁用相位，优化轻载和重载下的效率。
• 主动二极管仿真 ：在极轻载时进入 DCM 模式，进一步降低开关损耗。

3. 高精度遥测与监控

STPM098C 集成多路 ADC，用于实时监测：

• 输入电压、电流、功率
• 输出电压、各相电流、温度
• 外部温度传感器（TSEN）与辅助电压（AUX_SENSE）

所有数据均可通过 PMBus™ 接口读取，支持系统级电源管理与故障记录。

4. 多重故障保护机制

设备提供丰富的硬件与软件可配置保护功能，包括：

• 过压/欠压保护（输入/输出）
• 过流保护（快速/慢速、正/负电流）
• 过温保护（芯片内部与外部）
• 反馈回路断开检测
• 时钟监控与自检功能

5. 符合功能安全标准

STPM098C 设计符合 ISO 26262 ASIL-D 等级要求，具备：

• 内置自检机制
• 双时钟监控
• 安全状态管理
• 故障处理与恢复机制

典型应用场景

• ADAS 系统 ：为视觉处理器、雷达模块提供高效电源。
• 高性能微处理器 ：适用于服务器、工作站中的多核 CPU/GPU。
• DDR 内存供电 ：支持高速内存模块的低噪声、高精度电源需求。