【选型】丰富的单相电表控制微控制器阵容助力功率计选型

2018-05-29 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 / I1CRL78 / 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(124 uA @ 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124 uA @ 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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