STMicroelectronics STNRG328S數字控制器（用于STC/HSTC開環諧振轉換器）設計用于電源轉換。該器件在40V至60V典型輸入電壓范圍內執行電源轉換，輸出電壓的可編程轉換比為2:1至10:1，具有固定占空比和140kHz至300kHz可編程頻率。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics STNRG328S數字控制器（用于STC，HSTC）數據手冊.pdf

STNRG328S數字控制器支持500W至2KW輸出功率，在寬負載范圍內具有非常高的效率，效率峰值為98.4%。

狀態機事件驅動 (SMED) 實現重要功能，確保所有STC/HSTC控制功能正常。SMED驅動ZCD（零電流檢測）功能，可管理死區時間和開關頻率，從而不管外部元件變化實現完美的LC諧振和最高效率。STNRG328S固件專門設計用于對SMED進行編程，并實施控制策略。

STNRG328S與STPRDC02A柵極驅動器（設計用于STC應用）以及熱插拔電路（通常為電子保險絲）結合，可避免輸入48V總線熱插拔時造成損壞。

特性

• 數字控制器，用于STC/HSTC拓撲
• 支持2:1至10:1寬轉換比，提供多種Vout
• 狀態機事件驅動 (SMED) 實現關鍵控制功能：
  • 與熱插拔控制器結合，可限制電流
  • 工作輸入電壓窗口
  • 轉換比控制
  • PWM頻率和死區時間管理，確保ZCD功能
  • 軟啟動控制
  • 驅動程序管理
  • 溫度控制
• 典型應用：服務器直流/直流中間總線生成，輸入電壓范圍為40V至60V，輸出功率范圍為200W至2kW
• 外設
  • 10位ADC
  • UART接口
  • I^2^C主設備快/慢速數據率
  • GPIO
• 存儲器
  • 具有可同時讀寫功能 (RWW) 和糾錯碼 (ECC) 的閃存和EEPROM
  • 程序存儲器：32KB閃存；數據保留：55℃條件下1000次擦寫周期后，55℃條件下保留20年
  • 數據存儲器：1KB真數據EEPROM；數據保留：85℃條件下1000次擦寫周期后，55℃條件下保留20年
  • RAM：6KB
• 工作溫度范圍：-40°C至105°C
• VFQFPN32 5mm x 5mm封裝

STC典型應用

器件架構

STNRG328S數字控制器技術詳解與應用指南

一、產品概述與技術定位

?STNRG328S?是STMicroelectronics推出的專為STC/HSTC拓撲設計的數字控制器芯片。該器件主要面向服務器領域的DC/DC中間總線生成應用，典型輸入電壓范圍為40V至60V，輸出功率覆蓋500W至2kW。其核心競爭力在于通過? 狀態機事件驅動(SMED) ?架構實現高效能功率轉換，峰值效率可達98.4%。

核心技術特點

• 支持寬轉換比：2:1至10:1
• 開關頻率可編程：140kHz至300kHz
• 工作溫度范圍：-40°C至105°C
• 封裝形式：VFQFPN32 (5x5 mm)

二、系統架構深度解析

2.1 SMED核心架構

SMED（State Machine Event Driven）是STNRG328S的控制核心，具備以下關鍵特性：

• 生成6路獨立PWM信號
• 無需軟件干預即可響應內外事件
• 與STM8微控制器協同工作，實現智能電源管理

2.2 完整功能模塊

• ?處理器核心?：STM8微控制器
• ?存儲系統?：
  • 32KB Flash程序存儲器（20年數據保持）
  • 1KB EEPROM數據存儲器
  • 6KB RAM
• ?通信接口?：
  • UART異步通信（支持SW流控制）
  • I2C主設備接口（快/慢速模式）
• ?模擬子系統?：
  • 10位SAR ADC（6通道）
  • 4路模擬比較器
• ?時鐘系統?：內部PLL提供96MHz高頻時鐘

三、關鍵引腳功能分析

3.1 功率管理與保護引腳

? EFUSE_Enable (Pin 2) ?：SMED PWM4通道輸出，用于控制EFUSE電路。正常狀態為高電平，保護觸發時設置為低電平。

? PGOOD (Pin 3) ?：開漏輸出，軟啟動結束時上升。高電平表示STC正常運行且輸出電壓已調節。

3.2 電壓檢測與保護引腳

? VOUT_OVP (Pin 8) ?：基于VIN的VOUT過壓保護比較器正輸入端。

? VDRV_Prot (Pin 9) ?：Vdriver保護比較器正輸入端，檢測MOSFET柵極供電的危險低電平。

3.3 ADC采樣通道配置

• TEMP (Pin 20)：NTC溫度傳感器讀取
• VOUT_Efuse (Pin 19)：軟啟動和過流保護采樣
• ZCD1/ZCD2 (Pins 17-18)：零電流檢測管理
• VOUT (Pin 16)：輸出電壓采樣
• VIN (Pin 15)：STC輸入電壓采樣

四、固件架構與PMBus協議實現

4.1 固件功能模塊

STNRG328S采用完全固化的二進制文件包，包含以下核心功能：

• ?主控制?：管理狀態機切換活動或穩態模式
• ?SMED初始化?：設置初始PWM頻率和死區時間
• ?PMBus通信接口?：外部編程參數和STC/HSTC控制

4.2 ZCD矩陣算法

ZCD矩陣在RAM和EEPROM中定義了基于輸入電壓的ZCD板配置頻率和死區時間，并實現了ZCD表的寫入、讀取和搜索功能。

五、電氣特性與設計考量

5.1 絕對最大額定值

• ?VDS最大電壓?：決定器件耐壓能力
• ?工作溫度范圍?：-40°C至105°C
• ?存儲溫度?：-65°C至150°C

5.2 典型工作條件

• ?供電電壓?：3.3V至5V（優化性能在5V）
• ?內部參考電壓?：1.25V（典型值）
• ?熱阻?：ΘJA = 26°C/W

六、典型應用場景與設計建議

6.1 服務器電源架構

在典型4:1轉換比應用中，STNRG328S與STPRDC02A柵極驅動器以及熱插拔電路（通常為e-fuse）協同工作，防止輸入48V總線熱插拔期間損壞。

6.2 布局與熱管理要點

1. ?電源濾波?：VDD和VDDA必須正確濾波
2. ?參考電壓?：VREF引腳需連接1μF濾波電容
3. ?熱設計?：確保結溫不超過150°C