使用外部SMPS的STM32L4xxxx的设计建议,超低功耗高性能应用指南1 C# H8 P. `) `3 e8 u" N 4 O9 b' X* t$ H, i 引言 STM32L4xxxx微控制器使用具有高度灵活性和高级外设集的新型架构,获得一流的超低功耗值。STM32L4和STM32L4+系列产品提供最佳能效,在超低功耗领域首屈一指。 P) R8 y( I' I+ r% c9 v + \6 g- s3 Q9 v0 K6 Z# \0 _, E STM32L4xxxx器件基于Arm® Cortex®-M4,具有FPU内核。 `3 G0 u# i8 d% a4 S 6 A# J% K7 ^0 _/ ?% T STM32L4系列微控制器的工作频率最高80 MHz,在频率为80 MHz时达到100 DMIPS的性能,而STM32L4+系列的工作频率最高120 MHz,在频率为120 MHz时达到150 DMIPS的性能。它们全部集成了Chrom_ART Accelerator™,同时还能保持尽可能小的动态功耗。 STM32L4和STM32L4+系列采用灵活的功耗模式管理,可降低应用的整体功耗。 为了进一步使蓄电池使用寿命最大化,STM32L4xxxx超低功耗控制器具有外部SMPS(开关模式电源)版本通过从外部DC/DC(直流/直流)转换器而不是集成LDO生成VCORE逻辑供电来提高运行模式下的能效。这些器件(标有后缀“P”)使用不同的引脚排列,用两个必须连接到外部SMPS的VDD12供电引脚取代两个GPIO引脚。因此,可用GPIO的数量减少了2个。“运行”模式下的预期功耗增益可高至~60%。 本应用笔记仅适用于表 1中所列产品(详情请参见相应数据手册[3]的订货代码)。 . T; a6 I% \: q: h5 R( k , ~/ u0 W0 g. j 1 预期功率增益 ' e( z5 n, w6 K通过使用外部开关模式电源(SMPS)而不是集成低压降调节器(LDO),可使用等于内部VCORE供电电压与VDD电压之比的因子来优化功耗。SMPS带来的改善只取决于SMPS效率和VDD电压。 . P' K! F, R% `% e+ u表2代表了在Nucleo -144 SMPS板[2]上使用STM32L496器件获得的典型增益,其中VDD12 =1.1 V且VDD = 3.3 V(在运行模式下)。 4 t7 z! l, `& g$ O r# J如上面的表格所示,使用SMPS可以显著降低微控制器的能耗,在该Nucleo板下增益可达63%。 % M* Z9 J9 P3 h7 c6 j) m8 ~ u) m2 硬件说明 5 H# o# G& [; b3 J$ e6 ~2.1 硬件概述 ( R" e; m; b9 ?! z* jSTM32L4xxxx超低功耗微控制器内置两个线性调压器,用于为其数字部分供电。 关于STM32L4系列各种功耗状态的详细信息,请参见AN4621[5]。 1 {4 E9 O9 J y7 O9 D当STM32L4xxxx处于运行、睡眠或停止0模式时,它使用其内部主调压器。STM32L4 SMPS封装允许将外部电源连接到VDD12引脚。这种情况下,如果连接到VDD12引脚的外部电源超过内部生成的电压(VDD12I)50 mV或更多,主调压器(MR)会被自动禁用,并由外部源提供数字电流。 2 A3 l1 E5 [/ N. V+ s6 G' p# |3 ^ |
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