【选型】丰富的单相电表控制微控制器阵容助力功率计选型

时间： 2018-05-29 来源：Renesas

技术问答

电子式电能表作为支持AMR（自动抄表）和AMI（高级电表基础设施）的一种手段已经应用越来越广泛。节能和环保产品是当前的中发展趋势。家用设备的智能仪表的使用范围正在扩大，最终目标是实现智能电网以提高地理区域的能源效率。功率计是电网智能化的重要器件。

功率计的选型需求：

功率计必须在出厂前通过内部电池进行校准，还需要每个AMR和AMI支持的通信接口，用于抄表的红外通信以及预付卡数据传输。瑞萨拥有丰富的单相电表控制微控制器阵容。带有内置24位ADC的RL78 / I1A，RL78 / I1C，RL78 / I1D和RL78 / I1E可以降低成本及减少外部元件的使用。RL78 / I1C和RL78 / I1E也支持增强安全功能。瑞萨也提供一系列内置ZigBee / IEEE802.15.4和电力线通信（PLC）功能的微控制器，这些功能对智能电表来说至关重要。设计示意图如图1所示：

图1 基于RL79/L1x的功率计设计示意图

RL78 / I1A是瑞萨公司推出的一款可输出高分辨率PWM微控制器，用于精确调光和调节LED照明。RL78 / I1A微控制器采用64 MHz定时器操作和抖动功能实现最小0.98 ns分辨率的PWM输出，支持精确调光和调色。通过PWM定时器和比较器/外部中断输入的配合，PFC控制和保护功能可以通过硬件实现。LED和电源控制期间的低消耗电流为3.3mA，等待UART（DALI）通信时为0.23μA，可以降低系统的功耗。支持DALI / DMX512照明通信和电源管理总线（PMBus）和系统管理总线（SMBus）电源通信。这些微控制器可用于LED照明设备和数字电源。输出高分辨率PWM的微控制器，用于精确调光和调节LED照明。在功率计中可以稳定输出PWM信号进行调控，可作为功率计的数字电源。

优势：

·8/10位A / D转换器

·可编程增益放大器

·串行接口UART（支持LIN总线和DMX512）

·CSI / UART（支持LIN总线和DMX512）

·工作环境温度-40至+105℃（R5F107xxxGSP）/ -40至+125℃（R5F107xxxMSP），符合汽车级标准

瑞萨推出用于高端智能电表市场的业界最低功耗微控制器RL78 / I1C，RL78 / I1C微控制器集成了高精度智能电量计量功能， 24位Delta-Sigma A / D操作，AES H / W集成，高达256 KB闪存阵列，32位MAC功能，为RTC提供独立电源，增强电池管脚（Vbat）功能以实现断电操作以及硬件过零检测。支持8-COM的LCD驱动控制。用于需要低功耗和模拟集成的应用，例如探测器和传感器。该器件ADC精度较高，可以作为功率计的主控使用。

优势：

·32位MAC

·24位Delta-Sigma A / D，检测精度高。

·具有8-COM的LCD驱动，可以直接驱动显示器。

·低功耗性能优异，可减少功率计的耗电。

RL78 / I1D微控制器具有24 MHz的内部振荡器，工作电压范围为1.6-3.6V，工作环境温度范围为-40至+ 105°C，具有多达42个IO口，有4个N沟道漏极开路输出端口，4个8/16位间隔定时器，12位分辨率A / D转换器，4通道运算放大器及2通道的比较器，有强大的增强模拟功能，如运算放大器和窗口比较器。该MCU还支持非常低功耗的操作（124μA @ 1 MHz）和高速4μs唤醒，具有片上调试功能（启用跟踪）和可配置的AFE。该器件低功耗性能优异，可以作为功率计的主控使用。

优势：

·具有4个N沟道漏极开路输出端口

·12位分辨率A / D转换器

·强大的增强模拟功能

·低功耗124μA @ 1 MHz，可以减小功率计的耗电。

RL78 / I1E微控制器是一款智能灵活的模拟MCU，适用于工业和医学传感应用，如流量测量，应变计，压力或温度传感。输入电压范围为2.4 V至5.5 V，模拟输入范围为模拟电压：2.7 V至5.5 V，工作环境温度为= -40至+ 125°C，凭借增强的模拟功能，如具有可编程增益的可配置OpAmps，支持反相，非反相拓扑或仪表放大器，RL78 / I1E可以成为不同类型传感器的平台。RL78 / I1E具有一个24位Δ-ΣA / D和一个单独的10位A / D模块，带有一个12位D / A。 RL78 / I1E MCU的封装阵容可缩小至4 mm x 4 mm或5 mm x 5 mm，从而减少PCB占位面积。该器件增益系数较大，放大效果显著，适合应用于功率计。

优势：

·具有乘法器/除法器的CPU RL78 CPU，MAC指令

·高达32MHz 的内部振荡器，具有11个CMOS接口，16位定时器

·10通道10位A / D转换器和1通道12位D / A转换器，4通道24位Delta-Sigma A / D转换器，具有64倍的增益，具有模拟前端温度传感器和3通道可配置的放大器，

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全部评论（101）

larrychen Lv7. 资深专家 2020-12-01

学习
plhust Lv7. 资深专家 2020-07-27

不错
WallE Lv7. 资深专家 2019-01-23

不错啊
Chase Lv7. 资深专家 2019-01-23

了解
静若安好 Lv6. 高级专家 2019-01-23

不错不错，学习了

Tonyxing Lv8. 研究员 2019-01-15

不错
用户81524749 Lv4. 资深工程师 2019-01-11

不错，王工写的吧
大方 Lv7. 资深专家 2019-01-10

学习
V766 Lv7. 资深专家 2019-01-09

学习了
Jin Lv8. 研究员 2019-01-07

好东西！

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系列,NUC121SC2AE,M031TD2AE,NANO102ZC2AN,M054ZDN,NUC126SE4AE,NUC029LDE,NUC980,M251EC2AE,M031KG6AE,NUC505,ML51EC0AE,M031GGC2AE,M031SC2AE,M031SG8AE,ML54LD1AE,NANO112RB1AN,M252LG6AE,N32903R5DN,NUC240LC2AE,NUC126LE4AE,M252LE3AE,M0518SD2AE,NUC970,NUC131SD2AE,NANO103LD3AE,M4521LE6AE,NUC131LD2AE,M451MLG6AE,M071SE3AE,N76E,NANO100SE3BN,NANO112RC2AN,ML51TB9AE,NUC029NAN,M467KJHAE,NUC123SD4AN0,NANO100LE3BN,NUC240SC2AE,NUC123ZC2AN1,M453LC3AE,M263KIAAE,M463SJHAE,M453LE6AE,NUC976DK63YC,NANO100KD3BN,M2354,M0518LD2AE,M451RG6AE,M2351,MINI51LDE,M451,M453,M452,NUC123ZD4AN0,NANO103SD3AE,M071R1D3AE,M463SGCAE,M451 系列,M031GGD2AE,M252SG6AE,M467SJHAE,M252SE3AE,NUC029LAN,M058LBN,M451MSD3AE,MS51BA9AE,ML51EB9AE,M032KIAAE,M485KIDAE,N329 系列,M252LD2AE,M463KIHAE,M251FC2AE,M252ZD2AE,M484SIDAE,M463LGCAE,M451MLD3AE,M256KE3AE,M481ZIDAE,NUC505YO13Y,M252SD2AE,NANO103ZD3AE,N76E003AQ20,NUC240SD2AE,M471,N32905U3DN,M463KJHAE,M252LC2AE,M464KGCAE,N79E815AT28,N329,M262SIAAE,M453LD3AE,M452VG6AE,M058LDE,M0564LG4AE,NUC240 CAN,NANO112SB1AN,NUC029 系列,M0516LDE,M481LIDAE,M263SIAAE,NANO100KE3BN,M251LC2AE,M032BTAG8AN,NANO130KE3BN,NUC1311LC2AE,M480,M032SIAAE,M058LDN,M0516LDN,N9H20,NANO100SC2BN,NUC240SE3AE,M460,M0516LBN,M453VG6AE,M464,M463,M467,NANO112SC2AN,NUC131LC2AE,M071R1E3AE,N32905K5DN,M0518SC2AE,MINI55TDE,M071SD3AE,NUC131/ NUC230/ NUC240 CAN 系列,N76E003AT20,NUC505YLA,NANO100SD3BN,N79E815AT20,M253,M252,M251,M2354 系列,M256,M487KMCAN,M254,M258,M252ZC2AE,M463SIHAE,M464YGCAE,M485SIDAE,ML51PC0AE,M484,ML54SD1AE,M483,M482,M481,M051 系列,M487,NUC972DF,MS51,M485,ML51FB9AE,M463KGCAE,M481SGCAE,MS51XC0BE,NANO130KD2BN,NUC123LD4AN0,NUC123SC2AN1,M0564SE4AE,M451MSC3AE,NANO100SD2BN,M032,M031,NUC125SC2AE,M030GTD1AE,ML51LD1AE,M464LGCAE,M031KIAAE,NUC240VE3AE,NUC123ZC2AE1,M262KIAAE,M058ZDN,N9H 系列,NUC131U 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