【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

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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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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型号- EFM8UB20F32G,EFM8UB20F64G,EFM8,EFM8SB20F64G,SLSTK2000A,SLSTK2022A,SLSTK2010A,SLSTK2020A,SLSTK2030A,EFM8UB10F8G,EFM8SB20F32G,EFM8SB20F16G,SLTB005A,EFM8LB11F32E,EFM8UB11F16G,EFM8SB10F2G,EFM8BB21F16G,EFM8SB10F4G,EFM8LB11F16E,EFM8BB10F2G,EFM8SB10F8G,EFM8 FAMILY,EFM8LB12F64E,EFM8LB10F16E,EFM8LB12F32E,EFM8UB10F16G,EFM8UB31F40G,EFM8BB31F32G,EFM8BB31F64G,SLSTK2001A,SLSTK2011A,SLSTK2021A,EFM8BB10F4G,EFM8BB31F16G,EFM8UB30F40G,EFM8BB10F8G,EFM8BB22F16G

AUGUST 2018 - SILICON LABS - 选型指南 - REV C 代理服务技术支持采购服务

BL8023K 400mA双向继电器驱动器

描述- BL8023K是一款双向继电器驱动电路，适用于控制磁性保持型继电器。它具有大电流输出能力、超低功耗等特点，广泛应用于智能电表和其他脉冲、级联控制应用。该产品提供典型400mA的驱动电流，输入高电平阈值为2V，与大多数单片微控制器兼容。

型号- BL8023KCD8TR,BL8023KCB6TR,BL8023K

2023/4/27 - 上海贝岭 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SK6117C，适用于智能电表应用的三端稳压LDO

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2024-09-30 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

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描述- 该资料主要介绍了EFM32™ Gecko微控制器在智能电表中的应用。EFM32™ Gecko以其快速唤醒时间、极低待机电流消耗和可扩展的RAM及闪存而著称。资料中提到，土耳其的智能电表开发商MANAS选择了EFM32™ Gecko，以克服其原有MCU产品的平台限制和有限的RAM可扩展性。通过使用EFM32™ Gecko，MANAS成功开发出了一种环保、节能、寿命长达15年的智能水表，同时获得了Silicon Labs团队的全面支持。资料还简要介绍了EFM32™ Gecko的MCU基础特性，如自主外设、能量分析器、高效能源模式等。

型号- EFM32

2017/01/14 - SILICON LABS - 应用及方案代理服务技术支持采购服务查看更多版本

BL8123 400mA双向驱动器

描述- BL8123是一款双向继电器驱动电路，用于控制磁性保持型继电器。它具有大输出能力、超低功耗的特点，适用于智能电表和其他脉冲、级联控制应用。该产品提供典型400mA的驱动电流，输入高电平阈值为1.5V，与大多数单片微控制器兼容。

型号- BL8123CB6TR,BL8123

2023/6/16 - 上海贝岭 - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

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描述- BL8023F是一款双向继电器驱动电路，适用于5至36伏输入电压范围，用于控制磁性保持型继电器。它具有低功耗（典型电流小于1微安）、高驱动能力（最大300毫安），并支持多种单芯片微控制器脉冲和电平控制应用。

型号- BL8023FCB6TR,BL8023FCD8TR,BL8023F

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BL8023D 300mA双向继电器驱动器

描述- BL8023D是一款双向继电器驱动电路，适用于5至36伏输入电压范围，用于控制磁性保持型继电器。它具有低功耗（典型值小于1微安）、高驱动电流（最大500毫安）的特点，并支持大多数单芯片微控制器脉冲和电平控制应用。

型号- BL8023D,BL8023DCB6TR

2016/6/12 - 上海贝岭 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

BL8023C 300mA双向继电器驱动器

描述- BL8023C是一款双向继电器驱动电路，适用于5至36V输入电压范围，用于控制磁性保持型继电器。它具有低功耗（典型值小于1uA）、高驱动电流（最大500mA）等特点，兼容大多数单芯片微控制器脉冲和电平控制应用。

型号- BL8023C

2016/6/12 - 上海贝岭 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

超低功耗＋快速唤醒，智能表要的都在这颗MCU里！

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描述- LC5226是一款双向继电器驱动电路，适用于5至40伏输入电压范围，用于控制磁性保持型继电器。它具有低功耗（典型值小于1微安）的输出能力，超低功耗设计。该产品与大多数单片机兼容，广泛应用于智能电表和其他单芯片微控制器脉冲、级联控制应用。

型号- LC5226,LC5226CB6TR

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型号- C8051F991-C-GM,C8051F902-GM,C8051F931-GM,C8051F902-GU,C8051F968-B-GM,C8051F966,C8051F967,C8051F964,C8051F965,C8051F920-G-GQ,C8051F990-C-GM,C8051F968,C8051F969,C8051F983-GM,C8051F967-B-GM,C8051F962,C8051F963,C8051F960,C8051F961,C8051F966-B-GM,C8051F911-GU,C8051F969-B-GM,C8051F975,C8051F975-A-GM,C8051F996-GMR,C8051F911-GM,C8051F970,C8051F973,C8051F974,C8051F964-A-GM,C8051F971,C8051F964-B-GQR,C8051F988-GM,C8051F972,C8051F996-GUR,C8051F974-A-GM,C8051F988,C8051F930-G-GDI,C8051F989,C8051F920-GQ,C8051F901,C8051F986,C8051F920-G-GQR,C8051F990-GM,C8051F987,C8051F920-GM,C8051F96X,C8051F902,C8051F980,C8051F985-GM,C8051F981,C8051F981-C-GMR,C8051F964-B-GM,C8051F985,C8051F982,C8051F983,C8051F990-GMR,C8051F911,C8051F97X,C8051F912,C8051F997,C8051F901-D-GM,C8051F991,C8051F990,C8051F982-GM,C8051F996,C8051F997-C-GU,C8051F912-GU,C8051F996-GM,C8051F90X,C8051F997-C-GM,C8051F990-C-GMR,C8051F980-C-GMR,C8051F971-A-GM,C8051F996-GU,C8051F996-C-GUR,C8051F98X,C8051F996-C-GM,C8051F961-B-GM,C8051F920,C8051F921,C8051F970-A-GMR,C8051F996-C-GMR,C8051F996-C-GU,C8051F960-B-GQR,C8051F987-GM,C8051F911-D-GM,C8051F981-GMR,C8051F963-B-GM,C8051F912-D-GUR,C8051F91X,C8051F960-B-GM,C8051F991-GM,C8051F930-G-GQ,C8051F930-G-GMR,C8051F931,C8051F901-GU,C8051F99X,C8051F930-G-GM,C8051F921-GM,C8051F972-A-GM,C8051F930,C8051F966-A-GM,C8051F960-A-GQ,C8051F966-A-GQ,C8051F965-B-GM,C8051F92X,C8051F930-G-GQR,C8051F920-GMR,C8051F912-D-GMR,C8051F991-C-GMR,C8051F980-GMR,C8051F931-G-GMR,C8051F921-G-GMR,C8051F989-GM,C8051F973-A-GM,C8051F901-D-GMR,C8051F902-D-GDI,C8051F920-G-GMR,C8051F997-GM,C8051F986-C-GM,C8051F93X,C8051F901-GMR,C8051F997-C-GMR,C8051F962-B-GM,C8051F912-D-GU,C8051F930-GQ,C8051F997-C-GUR,C8051F980-C-GM

2010年06月01日 - SILICON LABS - 应用及方案 - June 10,Rev D 代理服务技术支持采购服务

EFM32 Gecko 产品系列 EFM32TG 数据表

描述- EFM32 Gecko 微控制器是一款专为电池供电和高性能低能耗系统设计的微控制器。该系列产品采用 ARM Cortex-M3 内核，具备超低功耗特性，包括停止模式下的 0.6 μA 和运行模式下的 150 μA/MHz 功耗。产品支持多种外设接口和丰富的模拟功能，适用于智能电表、水表、天然气表、工业和家庭自动化设备、警报和安全系统以及卫生和健身应用等领域。

型号- EFM32TG222F8-D-QFP48,EFM32TG,EFM32TG822F8-D-QFP48,EFM32TG842F8-D-QFP64,EFM32TG225F16-D-BGA48,EFM32TG110F32-D-QFN24,EFM32TG108F8-D-QFN24,EFM32TG232F8-D-QFP64,EFM32TG840F16-D-QFN64,EFM32TG230F16-D-QFN64,EFM32TG210F8-D-QFN32,EFM32TG108F32-D-QFN24,EFM32TG825F16-D-BGA48,EFM32TG110F4-D-QFN24,EFM32TG210,EFM32TG825F8-D-BGA48,EFM32TG232F16-D-QFP64,EFM32TG842F16-D-QFP64,EFM32TG222F32-D-QFP48,EFM32TG225F8-D-BGA48,EFM32TG822F32-D-QFP48,EFM32TG842,EFM32TG840,EFM32TG210F16-D-QFN32,EFM32TG840F8-D-QFN64,EFM32,EFM32TG225F32-D-BGA48,EFM32TG222F16-D-QFP48,EFM32TG825F32-D-BGA48,EFM32TG842F32-D-QFP64R,EFM32TG840F32-D-QFN64,EFM32TG110F16-D-QFN24,EFM32TG230F8-D-QFN64,EFM32TG230F32-D-QFN64,EFM32TG230,EFM32TG232,EFM32TG110,EFM32TG108F4-D-QFN24,EFM32TG110F8-D-QFN24,EFM32TG232F32-D-QFP64,EFM32T3108F16-D-QFN24,EFM32TG825,EFM32TG108,EFM32TG842F32-D-QFP64,EFM32TG822,EFM32TG222,EFM32TG822F16-D-QFP48,EFM32TG225,EFM32TG210F32-D-QFN32

July, 2020 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 2.11 代理服务技术支持采购服务