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工程師說(shuō) | 使用RX單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電源控制的示例

2023/01/20
709
閱讀需 4 分鐘
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作為使用RX單片機(jī)進(jìn)行逆變器控制的應(yīng)用,以UPS為例對(duì)基于MCU電源控制可行性進(jìn)行介紹。

RX-T系列主要應(yīng)用于空調(diào)室外機(jī)和工業(yè)逆變器,在逆變器控制領(lǐng)域享有盛譽(yù)。近年來(lái),還廣泛用于UPS、太陽(yáng)能逆變器和EV充電器等電源控制應(yīng)用中。本次以UPS電源控制應(yīng)用為例,對(duì)基于MCU實(shí)現(xiàn)的電源控制進(jìn)行介紹。UPS是一種具有以下三大功能的設(shè)備,是表現(xiàn)MCU控制電源基礎(chǔ)功能的最佳設(shè)備。

UPS功能

AC-DC轉(zhuǎn)換器(以下簡(jiǎn)稱AC-DC),包括將市電轉(zhuǎn)換為直流電源PFC

DC-DC轉(zhuǎn)換器(以下簡(jiǎn)稱DC-DC),用于將高壓直流電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源,并充電到電池,或?qū)⒌蛪褐绷麟娫吹碾姵仉娫捶烹?,并轉(zhuǎn)換為高壓直流電源

DC-AC逆變器(以下簡(jiǎn)稱DC-AC),可將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源,以支持電源插座連接型電子設(shè)備

這些電源控制是使用RX產(chǎn)品家族中的以下通用功能在一個(gè)MCU中實(shí)現(xiàn)的。雖然本次使用的MCU屬于RX產(chǎn)品家族的RX66T系列,但是RX產(chǎn)品家族中,只要具有如下功能,也可以實(shí)現(xiàn)類似的或部分功能。例如RX72T、RX24T。

RX產(chǎn)品家族使用功能

PWM輸出定時(shí)器(MTU3d,GPTW)

12位A/D轉(zhuǎn)換器(S12ADH)

端口輸出使能(用于PWM輸出緊急停止)(POE3B)

比較器(用于過(guò)流檢測(cè))(CMPC)

12位D/A轉(zhuǎn)換器(用于比較器參考電壓)(R12DAb)

我們利用這些RX產(chǎn)品家族中的適合逆變器控制的功能,構(gòu)建了以下電路方式的電源控制功能。

UPS電路

AC-DC

通過(guò)基于MTU3的互補(bǔ)PWM輸出(載波頻率60KHz)對(duì)電機(jī)控制設(shè)備中經(jīng)常使用的電流連續(xù)模式交錯(cuò)配置PFC電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng),從而輸出電流紋波較少的DC電源。

DC-DC

升壓電路降壓電路相結(jié)合的斬波電路通過(guò)MTU3互補(bǔ)PWM;

輸出(載波頻率40KHz)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),從而無(wú)電壓波動(dòng)實(shí)施AC-DC電源充電至電池(降壓模式)以及電池電源放電向DC-AC供電(升壓模式)。

DC-AC

通過(guò)GPT互補(bǔ)PWM輸出(載波頻率20KHz)實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)功能,從而使電機(jī)控制等類似的橋式電路產(chǎn)生110V@50Hz的正弦波??刂扑惴ㄍㄟ^(guò)矢量控制輸出無(wú)失真的正弦波。

將這些電路進(jìn)行組合形成UPS,電源效率可高達(dá)98%以上,性能與專用產(chǎn)品相當(dāng)。這使得除了AC-DC的PFC IC和DC-DC的功率IC等專用產(chǎn)品外,還可以實(shí)現(xiàn)基于MCU的電源控制產(chǎn)品,從而為客戶提供更多的選擇,做到適材適所。

本次為大家介紹了電源控制(UPS)作為逆變器控制應(yīng)用的可行性。我們將繼續(xù)推出符合客戶需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,為客戶的創(chuàng)新事業(yè)添磚加瓦。敬請(qǐng)期待瑞薩RX產(chǎn)品家族的進(jìn)一步發(fā)展。

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瑞薩電子

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(RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半導(dǎo)體部門和三菱電機(jī)半導(dǎo)體部門合并成立。RENESAS結(jié)合了日立與三菱在半導(dǎo)體領(lǐng)域方面的先進(jìn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、汽車、消費(fèi)與工業(yè)市場(chǎng)設(shè)計(jì)制造嵌入式半導(dǎo)體的全球領(lǐng)先供應(yīng)商。創(chuàng)立日期2003年4月1日公司法人董事長(zhǎng)&CEO伊藤達(dá)業(yè)務(wù)范圍單片機(jī)邏輯模擬等的系統(tǒng)LSI、分立半導(dǎo)體元件、SRAM等的存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)的提供。集團(tuán)成員44家公司(日本20家,日本以外24家)年度銷售額2006財(cái)年(截止至2007年3月):9526億日元(約83億美元)從業(yè)人員:26000人(全世界20個(gè)國(guó)家、43家公司)瑞薩科技是世界十大半導(dǎo)體芯片供應(yīng)商之一,在很多諸如移動(dòng)通信、汽車電子和PC/AV 等領(lǐng)域獲得了全球最高市場(chǎng)份額。瑞薩集成電路設(shè)計(jì)(北京)有限公司蘇州分公司(RDB-SU)是瑞薩科技全資子公司,2004年1月成立以來(lái),現(xiàn)已擁有150多名優(yōu)秀工程師,承擔(dān)著家電和汽車電子領(lǐng)域MCU的一系列設(shè)計(jì)工作,并在2006年4月開(kāi)始開(kāi)發(fā)面向中國(guó)市場(chǎng)的MCU。

(RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半導(dǎo)體部門和三菱電機(jī)半導(dǎo)體部門合并成立。RENESAS結(jié)合了日立與三菱在半導(dǎo)體領(lǐng)域方面的先進(jìn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、汽車、消費(fèi)與工業(yè)市場(chǎng)設(shè)計(jì)制造嵌入式半導(dǎo)體的全球領(lǐng)先供應(yīng)商。創(chuàng)立日期2003年4月1日公司法人董事長(zhǎng)&CEO伊藤達(dá)業(yè)務(wù)范圍單片機(jī)邏輯模擬等的系統(tǒng)LSI、分立半導(dǎo)體元件、SRAM等的存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)的提供。集團(tuán)成員44家公司(日本20家,日本以外24家)年度銷售額2006財(cái)年(截止至2007年3月):9526億日元(約83億美元)從業(yè)人員:26000人(全世界20個(gè)國(guó)家、43家公司)瑞薩科技是世界十大半導(dǎo)體芯片供應(yīng)商之一,在很多諸如移動(dòng)通信、汽車電子和PC/AV 等領(lǐng)域獲得了全球最高市場(chǎng)份額。瑞薩集成電路設(shè)計(jì)(北京)有限公司蘇州分公司(RDB-SU)是瑞薩科技全資子公司,2004年1月成立以來(lái),現(xiàn)已擁有150多名優(yōu)秀工程師,承擔(dān)著家電和汽車電子領(lǐng)域MCU的一系列設(shè)計(jì)工作,并在2006年4月開(kāi)始開(kāi)發(fā)面向中國(guó)市場(chǎng)的MCU。收起

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瑞薩電子提供創(chuàng)新嵌入式設(shè)計(jì)和完整半導(dǎo)體解決方案。作為專業(yè)微控制器供應(yīng)商、模擬功率器件和SoC產(chǎn)品領(lǐng)導(dǎo)者,瑞薩電子為汽車、工業(yè)、家居、辦公自動(dòng)化、信息通信等應(yīng)用提供綜合解決方案。詳見(jiàn)瑞薩官網(wǎng)。我們將與您分享近期產(chǎn)品技術(shù)資訊和新聞動(dòng)態(tài)。