【应用】EFM8BB2系列8位单片机助力实现12bit高精度微型逆变器

时间： 2018-12-22 来源：世强

技术问答

在光伏行业中，微型逆变器以分布式放置灵活、发电可自用可入网等因素，被广泛应用在家用、商场、工厂等场所，使用规模很大。

微型逆变器为了实现高效率的功率转换、也为了更好地入网，在DC-DC输入级、DC-DC与DC-AC中间级以及AC输出级，都需要采样功率母线的电压及电流，而且， ADC速率要求快、精度要求高（12bit），这给MCU提出很高的要求。

图1 微型逆变器内部结构简图

世界知名精密混合信号半导体方案供应商SILICON LABS，其推出的EFM8BB2系列8位单片机，以其高速度、高精度、高集成度等特性，可以满足微型逆变器对MCU的要求。详细描述如下。

一、 高速度。

Ø 系统时钟快。系统时钟最高速率支持50MHz，而且，70%的指令都是单周期指令，使得EFM8BB2单片机可以拥有更快的数据处理及数据传输能力。

Ø ADC转换速度快。在高速模式下，当实现12bit精度时，ADC最高采样速率高达200ksps，这即保证了ADC的精度，也实现了更快速的模拟信号采集。

Ø UART速率快。如图1所示，在ADC采样后，MCU需要将ADC结果数据通过串口传送至主控制单元，此时需要高速数据传输能力。EFM8BB2系列单片机，集成了双串口，而且速率高达3Mbps，可以满足高速数据传输需求。

二、 高精度。

图2 EFM8BB2系列单片机ADC特性表

如上图可以看出，EFM8BB2系列单片机，内部集成的ADC，最高精度可以12位精度，这让信号采集的精度更有保障。

三、 高集成度。

微型逆变器，应用广、使用数量多，因此，要求所选的芯片，要有很高的性价比。EFM8BB2系列单片机，集成度高、可省去外扩器件，可以实现高性价比。

Ø 集成了高速、高精度震荡器。内置50MHz高速振荡器，且精度高达±2%，可以满足串口通信需求。

Ø 集成了温度传感器。内置温度传感器，可以实现对板上温度监控。

Ø 集成了内部参考电压。如图3所示，EFM8BB2系列单片机集成了高精度参考电压，可以免去外扩参考电压芯片。

图3 内部集成参考电压的指标

综上述，EFM8BB2系列8位单片机，具有速度高、ADC精度高等特性，还通过集成了高速振荡器、温度传感器及参考电压等外设、节省外扩器件成本，可很好地满足微型逆变器对MCU的要求。

最后，为了使读者更全面地掌握EFM8BB2系列8位单片机的特性，现将其特性整理如下，可供大家参考：

EFM8BB2的特点：

• 运行频率可达50MHz的CIP-51内核，完全兼容标准8051指令集

• RAM容量最大2304B，ROM容量最大16KB

• 集成最高分辨率12位A/D转换器

• 集成2个参考可调的低电流模拟比较器

• 2个UART，最高速度3Mbps

• 集成SPI(主/从)接口，最高速度12Mbps

• 集成SMBus/I2C(主/从)接口，最高400kbps

• 集成I2C从机接口，最高3.4Mbps

• 集成3通道可编程计数器阵列，支持PWM、捕获/比较和频率输出模式

• 集成式温度传感器

• 集成49MHz（精度±1.5%）、24.5MHz（精度±2%）、80KHz振荡器

• 预装UART引导装载程序

• 供电电压范围2.2V~3.6V或3V~5.25V

• 封装QSOP24、SOIC16、QFN20

• 工作温度范围-40℃~+85℃或-40℃~+125℃

• 经过AEC-Q100认证

EFM8BB2的应用：

• 电机控制

• 医疗器械

• 消费电子

• 传感器控制器

• 照明系统

• 高速通信集线器

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