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使用RX單片機實現數字電源控制的示例

發(fā)布時間:2023-02-14 來源:瑞薩電子 責任編輯:wenwei

【導讀】作為使用RX單片機進行逆變器控制的應用,以UPS為例對基于MCU的電源控制可行性進行介紹。


RX-T系列主要應用于空調室外機和工業(yè)逆變器,在逆變器控制領域享有盛譽。近年來,還廣泛用于UPS、太陽能逆變器和EV充電器等電源控制應用中。本次以UPS電源控制應用為例,對基于MCU實現的電源控制進行介紹。UPS是一種具有以下三大功能的設備,是表現MCU控制電源基礎功能的最佳設備。


UPS功能


●   AC-DC轉換器(以下簡稱AC-DC),包括將市電轉換為直流電源的PFC

●   DC-DC轉換器(以下簡稱DC-DC),用于將高壓直流電源轉換為低壓直流電源,并充電到電池,或將低壓直流電源的電池電源放電,并轉換為高壓直流電源

●   DC-AC逆變器(以下簡稱DC-AC),可將直流電源轉換為交流電源,以支持電源插座連接型電子設備


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


RX產品家族使用功能


●   PWM輸出定時器(MTU3d,GPTW)

●   12位A/D轉換器(S12ADH)

●   端口輸出使能(用于PWM輸出緊急停止)(POE3B)

●   比較器(用于過流檢測)(CMPC)

●   12位D/A轉換器(用于比較器參考電壓)(R12DAb)


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


UPS電路


AC-DC


●   通過基于MTU3的互補PWM輸出(載波頻率60KHz)對電機控制設備中經常使用的電流連續(xù)模式交錯配置PFC電路進行驅動,從而輸出電流紋波較少的DC電源。


DC-DC


●   升壓電路和降壓電路相結合的斬波電路通過MTU3互補PWM;


●   輸出(載波頻率40KHz)進行驅動,從而無電壓波動實施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GPT互補PWM輸出(載波頻率20KHz)實現功率半導體的開關功能,從而使電機控制等類似的橋式電路產生110V@50Hz的正弦波??刂扑惴ㄍㄟ^矢量控制輸出無失真的正弦波。


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將這些電路進行組合形成UPS,電源效率可高達98%以上,性能與專用產品相當。這使得除了AC-DC的PFC IC和DC-DC的功率IC等專用產品外,還可以實現基于MCU的電源控制產品,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)作為逆變器控制應用的可行性。我們將繼續(xù)推出符合客戶需求的優(yōu)質產品,為客戶的創(chuàng)新事業(yè)添磚加瓦。敬請期待瑞薩RX產品家族的進一步發(fā)展。


來源:Kohei Aida,瑞薩電子



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