【技术】使用RX单片机实现数字电源控制的示例

2023-01-30 瑞萨电子公众号
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作为使用RX单片机进行逆变器控制的应用,以UPS为例对基于MCU的电源控制可行性进行介绍。


RX-T系列主要应用于空调室外机和工业逆变器,在逆变器控制领域享有盛誉。近年来,还广泛用于UPS、太阳能逆变器和EV充电器等电源控制应用中。本次以UPS电源控制应用为例,对基于MCU实现的电源控制进行介绍。UPS是一种具有以下三大功能的设备,是表现MCU控制电源基础功能的最佳设备。


UPS功能

  • AC-DC转换器(以下简称AC-DC),包括将市电转换为直流电源的PFC。

  • DC-DC转换器(以下简称DC-DC),用于将高压直流电源转换为低压直流电源,并充电到电池,或将低压直流电源的电池电源放电,并转换为高压直流电源。

  • DC-AC逆变器(以下简称DC-AC),可将直流电源转换为交流电源,以支持电源插座连接型电子设备。


这些电源控制是使用RX产品家族中的以下通用功能在一个MCU中实现的。虽然本次使用的MCU属于RX产品家族的RX66T系列,但是RX产品家族中,只要具有如下功能,也可以实现类似的或部分功能。例如RX72TRX24T


RX产品家族使用功能

  • PWM输出定时器(MTU3d,GPTW)

  • 12位A/D转换器(S12ADH)

  • 端口输出使能(用于PWM输出紧急停止)(POE3B)

  • 比较器(用于过流检测)(CMPC)

  • 12位D/A转换器(用于比较器参考电压)(R12DAb)


利用这些RX产品家族中的适合逆变器控制的功能,构建了以下电路方式的电源控制功能。


UPS电路

AC-DC

通过基于MTU3的互补PWM输出(载波频率60KHz)对电机控制设备中经常使用的电流连续模式交错配置PFC电路进行驱动,从而输出电流纹波较少的DC电源。


DC-DC

  • 升压电路和降压电路相结合的斩波电路通过MTU3互补PWM

  • 输出(载波频率40KHz)进行驱动,从而无电压波动实施AC-DC电源充电至电池(降压模式)以及电池电源放电向DC-AC供电(升压模式)


DC-AC

通过GPT互补PWM输出(载波频率20kHz)实现功率半导体的开关功能,从而使电机控制等类似的桥式电路产生110V@50Hz的正弦波。控制算法通过矢量控制输出无失真的正弦波。


将这些电路进行组合形成UPS,电源效率可高达98%以上,性能与专用产品相当。这使得除了AC-DC的PFC IC和DC-DC的功率IC等专用产品外,还可以实现基于MCU的电源控制产品,从而为客户提供更多的选择,做到适材适所。


本次为大家介绍了电源控制(UPS)作为逆变器控制应用的可行性。瑞萨将继续推出符合客户需求的优质产品,为客户的创新事业添砖加瓦。

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型号- NP82N055NUG,SUPERH,NP80N04NUG,ΜPD166033T1U,NP60N04VUK,NP45N06PUK,NP75N04YUK,RSF10BGC,RSF10BGD,NP75N04YUG,NP35N04YUG,RSF10BGE,RSF10BGF,R5S726A2P216FP,R5S726B0P216FP,R5F10DMJXFB,NP80N055NDG,R5S72670W144FP,R5F 10DLDXFB,R8C/3X,R5S72691W266FP,NP82N055MUG,RSF1OBME,R5F109LD,R5F109LC,R5F109LB,R5F109LA,RL78/,NP36P04SDG,R5F109LE,NP82N04MLG,NP82N06PLG,R5F72531DKFPU,NP52N06SLG,V850E2M,SH-2A,R5F72A06K3BFFM,NP160N055TUK,NP82N03PUG,R5S72680W266FP,NP82N055PUG,NP16N04YUG,NP100N04PDG,R5F72A06K2BFFM,NP40N10PDF,RL78/F13-CAN,NP160N04TDG,NP50P04SDG,RH850/P1M,NP55N04SUG,R5S726B1D216FP,V850,R5F10DPEXFB,NP82N04NLG,NP84N055NHE,R5S72690P266BG,NP80N055PDG,ΜPD166031AT1U,RSF10BLD,RSF10BLE,RSF10BLC,NP60N055NUK,RSF10BLF,RSF10BLG,R5F10DPEXFB,NP90N055NUK,R5F10BAG,NP20N10YDF,R5F10BAF,R5F10BAE,R5F10BAD,R5F10BAC,NP89N04PUK,R5F72A06K3CFFM,R5F72A28KADFFP,NP20P06YLG,RSF10BMF,R5F71476AK64FPV,RSF10BMG,R5F10BBG,R5F10BBF,R5F10BBE,R5F10BBD,R5F10BBC,NP75P04YLG,ΜPD166034T1U,RL78/F12,NP55N03SUG,NP60N03SUG,RL78/F13,RL78/F14,RL78/F15,R5S72680P266FP,R5F10AAA,R5F71424A 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32-BIT MCU FAMILY RENESAS RA4M2 GROUP

型号- RA4M2 GROUP,RA4 SERIES,R7FA4M2AB3CN,RA4,R7FA4M2AD3CNE,R7FA4M2AC3CFP,RA4M2,R7FA4M2AC3CFL,R7FA4M2AC3CFM,RTK7EKA4M2S00001BE,R7FA4M2AD3CFM,R7FA4M2AD3CFL,R7FA4M2AB3CFP,R7FA4M2AD3CFP,R7FA4M2AB3CFM,R7FA4M2AC3CNE,R7FA4M2AB3CFL

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品牌:瑞纳捷

品类:高性能防复制加密芯片

价格:¥0.7000

现货: 1,234,500

品牌:瑞纳捷

品类:MCU

价格:¥0.5500

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品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥8.4750

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品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥7.6275

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品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥7.0625

现货: 300,000

品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥7.6275

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品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥4.8025

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品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥4.8025

现货: 300,000

品牌:合科泰电子

品类:MOS管

价格:¥0.1568

现货: 300,000

品牌:武汉芯源

品类:通用MCU

价格:¥7.0625

现货: 300,000

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品牌:RENESAS

品类:32-BIT GENERAL MCU

价格:¥28.2636

现货:500

品牌:RENESAS

品类:MCU

价格:¥15.6370

现货:480

品牌:RENESAS

品类:MCU

价格:¥8.9740

现货:80

品牌:RENESAS

品类:16-BIT MCU

价格:¥5.5190

现货:910,635

品牌:RENESAS

品类:MCU

价格:¥5.1500

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品牌:RENESAS

品类:microcontroller

价格:¥2.8532

现货:188,410

品牌:RENESAS

品类:MCU

价格:¥5.8041

现货:86,925

品牌:RENESAS

品类:32-BIT GENERAL MCU

价格:¥7.3800

现货:76,715

品牌:RENESAS

品类:32-BIT GENERAL MCU

价格:¥15.3000

现货:75,000

品牌:RENESAS

品类:32-BIT GENERAL MCU

价格:¥257.6400

现货:58,799

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车规级电感定制

可定制车规级电感的电流范围0.3~17.9A,尺寸最小1x0.55x0.5mm到最大12.5x12.5x6mm,工作频率100KHz~2MHz,感值范围:0.47uH~4.7mH。符合IATF16949和AECQ-200。SPQ为5K。

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可烧录IC封装SOP/MSOP/SSOP/TSOP/TSSOP/PLCC/QFP/QFN/MLP/MLF/BGA/CSP/SOT/DFN;IC包装Tray/Tube/Tape;IC厂商不限,交期1-3天。支持IC测试(FT/SLT),管装、托盘装、卷带装包装转换,IC打印标记加工。

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