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•基于RA6T2的三相5KW图腾柱无桥PFC方案（芯干线科技）

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•瑞萨 RA6T2 三相5kW图腾柱无桥PFC方案介绍

•X-IPM RA6T2 ACDC 三相5KW图腾柱无桥PFC 数字电源方案

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电磁流量计

电磁流量计使用法拉第电磁感应定律测量流量。该器件由产生磁场的线圈和感应导电液体感应电压的电极组成。电压与流速成正比，可实现精确测量。发射器处理信号、计算流量。电磁流量计具有高精度、高可靠性和多功能性等特点，适用于水管理和化学处理等各种行业。电磁流量计可处理湍流和泥浆，由于没有活动部件，因此维护成本低。然而，该器件需要导电流体，限制了其非导电流体的应用。电磁流量计为工业和商业用途提供精确的流量测量。

系统优势：

● MCU 提供集成的 16 位 SAR ADC、24 位 Σ-Δ ADC 和低功耗运算放大器。
● 3.3V 供电单收发器符合 RS-485 和 RS-422 平衡通信标准。
● 双通道放大器具有低噪声、低输入偏置电流、低偏移和温度漂移的特点。

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太阳能定位系统

Renesas 太阳能定位系统解决方案是一款通过 LTE Cat-M1/NB-IoT 调制解调器实现无线连接的模块化资产追踪器。此外，低功耗 (LE) 蓝牙和 Wi-Fi 连接可通过 Pmod™ 接口获得额外无线通信支持。该解决方案由平衡低功耗需求、接口、性能和灵活性的中心 MCU 控制。整个系统可通过光伏 (PV) 太阳能电池或 USB Type-C 接口充电或连接电源。

系统优势：

● LTE Cat-M1、NB-IoT 1 和 2
● 软件辅助 GNSS
● 支持 Wi-Fi 和低功耗 (LE) 蓝牙
● PV 能量采集
● 适用于多种无线电配置的统一固件
● 电源控制灵活，能够适应不断变化的条件
● 完整的 SUOTA 支持

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主动平衡电池组

这种简单有效的电池组解决方案具有主动平衡功能，可以延长电池系统的运行时间。此外，与被动平衡相比，主动平衡可以缩短充电时间并减少产生的热量。

系统优势:

● 利用 MCU 内部 16 位、高达 6.25Msps 的 ADC 对电压和电流进行采样
● 高分辨率PWM（156ps分辨率）控制升压后的电压，为整个电池组充电
● 具有 2 个 LDO 的高输入电压降压稳压器为系统供电

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20 至 28 芯电池组（高达 118V）

这款用于家用发电机的 20 至 28 芯电池组使用了瑞萨电子的多芯、单 IC 电池管理器，采用菊花链配置，确保安全有效的电池寿命监控。它集成了 RA 家族 32 位 Arm® Cortex®-M MCU 的系统控制，减少了成本，加强了电池组设计的可扩展性，能够管理各种电压并与各种负载设备安全连接。

系统优势:

● 高度集成的 BMS IC 减少了零件数量和系统成本。
● 内核 BMS 设计可以扩展以适应较大的电池组电压范围（42V 至 118V），从而缩短不同电池组尺寸的开发时间。
● 可以通过 Pmod™ 接口轻松添加蓝牙连接

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具有高端 HMI 的电车充电器壁挂式充电盒

该系统是一款多功能的 1 至 3 相 AC 电动汽车（EV）充电器壁挂式充电箱，提供 1 相 3.7kW/16A、7.4kW/32A 或 3 相 11kW/16A、22kW/32A 配置，具有多种物联网连接选项。它具有一个主要应用 MCU，用于执行监控功能并与车辆通信。多个 Pmod™ 扩展连接到应用 MCU，提供连接和计量功能。该系统还可以使用单板计算机（SBC）进行扩展，以提供高端触摸显示功能。

系统优势:

● OCPP Car2Charger 输入/输出接口，符合 IEC 62196-2 标准，Type 1 或 Type 2
● 可根据要求提供计量 Pmod 板，用于快速原型设计
● 可以通过 Pmod 扩展添加多个通信接口
   用于互联网连接的以太网/Wi-Fi
   用于智能手机/平板电脑集成的蓝牙®
   用于用户身份验证和计费的 NFC
   LTE-M/NB-IoT，用于远程位置的互联网访问
   PLC/SubG RF（G3、Prime），用于计费和负载平衡

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可插拔电池充电站

可插拔电池充电方法是电动汽车 (EV) 电池充电的未来趋势。电池充电站基础设施开发是一个高投资项目；小型充电站不仅自主性高，而且易于操作。凭借此方法，用户将大大缩短其等待时间。此外，还为非标准电池驱动车辆提供额外的紧急 DC 充电。

系统优势：

● 使用 RA6M1/RA6M3 微控制器 (MCU)，实现直观的图形显示和触摸式控制，以控制电池更换。
● 蓝牙低能耗 (LE) 和 Wi-Fi 使用 DA16600 Wi-Fi + 蓝牙 (LE) 组合式模块访问终端用户，实现移动式电池更换应用控制。
● 使用适用于单独电池充电的 RL78/I1C MCU 进行充电计量。
● 采用 3kW AC/DC 充电的模块化充电方法，在“3kW 非车载电动汽车 (EV) 充电器”解决方案中对该方法进行了描述。
● 设备间基于 CAN 的通信有助于获取电池运作状态和充电状态。
● 使用二维码通过服务提供商进行安全支付，而全球移动通信系统 (GSM) 可为充电站提供信息。
● 使用 iW1819 PWM 控制器为基于 RA6Mx 的前端系统提供辅助电源。

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智能 EV 充电器的 OCPP 接口卡（OIC）

开放充电点协议（OCPP）促进了联网充电站和充电管理系统之间的通信。该系统允许独立的 EV 充电器连接到 OCPP 服务器，从而实现远程 EV 授权、充电器配置、实时警报、会话控制和故障管理。它为用户和制造商提供了使用任何充电器或 EV 系统的灵活性，支持 CHAdeMO 和 Type-2 CCS 等各种充电技术，增强了互操作性和用户便利性。

系统优势：

● 支持 CHAdeMO 和 Type-2 CCS 连接器，允许灵活地与 CAN 或 PWM 通信一起使用。
● GSM、Wi-Fi 和低功耗蓝牙®（LE）等网络接口为与充电器连接提供了灵活性，并告知电池类型和车辆。
● 该系统可以通过 SPI/Pmod™ 作为接口卡连接到 3.3kW 或任何充电器。
● MCU 用于 OIC 卡，通过充电枪与车辆连接。

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并网太阳能微型逆变器

基于可再生能源的太阳能微型逆变器系统越来越受到消费者的欢迎。每个系统单元仅以数十伏的直流电压运行，并联连接，从而最大限度地减少了潜在的安全隐患。瑞萨电子提供高性能MCU以及所有其他关键电源和模拟器件。

系统优势：

● 240MHz MCU采用高分辨率PWM，实现DC/DC和DC/AC转换的高精度控制。
● MOSFET和驱动器确保了功率器件的高效运行。
● 光耦合隔离放大器可保护低压设备免受高压设备造成的损坏。

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智能电网故障指示器单元

该电网故障电流指示器是低功耗设计系统的一个例子，向客户展示了最有效的系统实现方法。
故障指示器单元采用瑞萨的高性能 RA2 MCU 系列，其中包括 16 位 SAR ADC、24 位 sigma-delta ADC、COMP、系统控制、触摸控制、超低功耗等。在数据收集单元中，RL78/G13 是一种低功耗标准功能 MCU，具有面向通用产品应用的丰富的产品系列。Bluetooth 用于两个板之间的通信。结合瑞萨的高性能电源和模拟解决方案，该系统可以最大程度地降低空闲状态的静态电流。这有助于节省待机状态下的功耗。

系统优势:

● 低静态功耗的电源器件和低功耗的 MCU 解决方案可实现最佳效率
● 用于精确系统监控的高性能模拟器件

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二级 EV 充电器壁挂式充电盒

电动汽车（EV）充电站专为家用和商业 EV 充电器而设计。它采用模块化设计，提供多种连接选项，包括 Wi-Fi、LTE Cat-M1 或电力线通信（PLC），还可通过 Modbus 接口添加以太网、低功耗蓝牙®（LE）或有线通信等其他接口。该充电站配有一个 NFC 读卡器，用于自定义计费和访问控制，还包括一个模块化计量装置，用于监测标准交流电源环境下的功耗。该充电站还支持负载平衡，并具有安全功能，可确保可靠运行。

系统优势：

●支持单相至三相充电系统的灵活配置。
●MCU 支持双闪存组操作，允许安全的无线（OTA）更新和回退。
●高压交流/直流（AC/DC）设计无需光耦合器，简化了系统架构。

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便携式 EV 充电器

本设计是一款多功能电池驱动电动汽车 (EV) 直流充电器解决方案（48V 多个电池组），旨在提供远程充电。它提供一个“虚拟汽油罐”，可以供服务公司和电动汽车安装使用，在没有交流电源充电器的情况下为车辆充电。可选蓝牙通信，节省了监控充电器状态控制面板的成本。

系统优势:

●远程支持2 档更快的每英里充电时间
●蓝牙连接到智能手机/平板电脑
●紧凑便携设计

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低成本直流电力线通信（PLC）

该设计为 1:1 RS-232 总线提供了一个简单的替代方案，传输距离比 RS-232 更远。 GreenPAK™ 被编程为用作通信转换器，从 MCU 获取串行输入/输出，并将高频信号插入直流电源线路，然后由第二个类似电路进行解码。

系统优势：

●电力线通信（PLC）消除了 RS-232 所需的额外电线，从而降低了系统成本。
●工作站之间的 UART 连接使设备能够使用专有的通信协议。
●GreenPAK 可以低成本实现直流 PLC。
●DC/DC 稳压器支持通过承载高达 36V DC 的直流电源线进行通信，适用于各种应用。

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智能单相电表

随着越来越多法律法规的出台，能源用户在电价和公用事业的选择方面拥将拥有更多自由，从而得以优化其能源成本。但是，随着可再生能源发电量的增加，本地公用事业需要一种更有效的方式来监控用户消耗的电量，以便调整常规的发电量。公用事业的业务模式 — 预付费与后付费，将主要由当地的消费和付款习惯决定。因此，未来的电表将需要可靠的双向通信路径来满足这些需求。要选择的解决方案将取决于当地情况，且可以是有线或无线的方案。尽管提出的解决方案针对单相并联电表，但相同的工作原理也适用于基于电流互感器和基于罗氏线圈的感测方法（通过感应提供固有隔离）。

系统优势：

● 作为建议的集成智能模拟前端 RL78/I1C 微控制器（MCU）的替代方案，最终解决方案可以使用具有成本效益的 RL78/I1B MCU（I1C 的一种设计变型，没有硬件加密）；这两款器件均集成了 24 位 Sigma–Delta (ΣΔ) ADC。
● 计算出的电能参数将被数字化，并通过光隔离器经 UART 传输到应用控制器。根据线路数量，串行接口基于可能需要的“n”个隔离器。
● 所选的应用程序控制器是一款具有 512kB 闪存和 256kB RAM 的 Arm® Cortex®-M4 器件。
● 所建议的 LED/IrDA 和 RS-485 接口解决了发电场所和/或用电场所双向串联连接的能力。
● 对于电网质量较差的偏远乡村部署，必须提供 2G 或 5G 无线连接。
● 机械开关是一种常用的篡改检测方法，在电表盒被打开时会触发寄存器标记。
● 对于城市部署，必须通过数据记录器实现 Sub-GHz 通信或通过电力线通信 (PLC) 实现有线连接；RAA604S00 支持专有的频移键控 (FSK) 或 Wi-SUN 协议，R9A06G037 以及后续的线路驱动器支持 3G-PLC 和 PRIME 规范。
● PS2561FL 光隔离器是符合 G3 过零检测要求设备的理想选择，过零检测要求对于非隔离和隔离耦合设计而言均是必需的。
● 无线模块的标称电压限定为 3.8V（最低 3.3V）。电源将必须通过自身的 DC/DC 降压稳压器单独提供；但是，是否必须将该系统与系统的其余部分电流隔离尚需讨论，且还需考虑成本问题。
● 系统的其余部分（计量除外）可以通过类似的独立 DC/DC 降压稳压器供电，因为其他组件的标称电源电压通常为 3.3V。
● 为了确保通过完整的信号路径实现电流隔离，必须通过单独的 LDO 来提供计量系统电源；还可以使用一个附加的 LDO 为 RS-485 调制解调器供电。

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智能三相电表

随着越来越多法律法规的出台，能源用户在电价和公用事业的选择方面拥将拥有更多自由，从而得以优化其能源成本。但是，随着可再生能源发电量的增加，本地公用事业需要一种更有效的方式来监控用户消耗的电量，以便调整常规的发电量。公用事业的业务模式 — 预付费与后付费，将主要由当地的消费和付款习惯决定。因此，未来的电表将需要可靠的双向通信路径来满足这些需求。要选择的解决方案将取决于当地情况，可以是有线或无线解决方案。尽管提出的解决方案针对三相并联电表应用，但相同的工作原理也适用于基于电流互感器和基于罗氏线圈的感测方法，与并联相比，区别在于通过感应提供固有隔离。

系统优势：

●计算出的电能参数将被数字化，并通过光隔离器经 UART 传输到应用控制器。
●通过光隔离器传输的数字化计量数据到达应用控制器，该控制器是一款具有 512kB 闪存和 256kB RAM 的 Arm® Cortex®-M4 器件。
●所建议的 LED 和 RS-485 接口解决了发电场所和用电场所双向串联连接的能力。
●对于电网质量较差的偏远乡村部署，必须提供 2G 或 5G 无线连接。
●机械开关是一种常用的篡改检测方法，在电表盒被打开时会触发寄存器标记。
●对于城市部署，必须通过数据记录器实现 Sub-1-GHz 通信或通过电力线通信 (PLC) 实现有线连接；RAA6045S00 支持专有的频移键控 (FSK) 或 Wi-SUN 协议，R9A06G037 支持 3G-PLC 和 PRIME 规范。
●建议的两个 DC/DC 降压稳压器可独立地为无线模块以及电表的应用部分供电；另一方面，三个 LDO 可独立地为每个计量阶段供电。
●如果 RS-485 接口自身需要电流隔离，对于现有的附加回扫输出，可以选择使用相同的 LDO。

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X-IPM RA6T2 48V 1KW逆变器方案

该方案基于瑞萨RA系列MCU产品RA6T2，采用单极性 SPWM 控制方法， PID 闭环算法实现了 48V DC 到 220V AC 的 1KW 逆变，整机效率大于95%。RA6T2 将 Arm Cortex®-M33 与用于电机控制的硬件加速器以及高速120MHz 闪存相结合。它还可以实现下一代高速、高响应电机算法以及先进数字电源算法，并提高通信处理等并行性。

系统优势：

使用最小资源实现的逆变核心模块
• Flash、RAM小于10KB
• 8通道ADC
• 6通道PWM
集成多种保护功能
• 输入软启动
• 输入欠压，输入过压保护
• 输出短路、过流保护
• 温度保护

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RA4T1 48V 1KW逆变器方案

本方案是两相交错boost+DC/AC的拓扑结构。目前市场上户外储能的应用，以24V和48V的电池为主流。24V一般做500W或600W。1KW以上一般用48V。额定输入48V的条件下对于1KW系统，额定单相输入电流可达1000W/48V约21A。系统所用电感和MOS管的选型比较困难。也会影响整机效率。所以我们采用两相交错boost，把电流分摊，一路按600W计算，仅有约600W/48V=12.5A。所以使用两相交错时，电流较小，纹波电流也会相应降低。
通过两相交错boost将48V，升压到DC340V左右。然后再通过后级图腾柱DC/AC电路，逆变输出AC220V/50Hz正弦交流电。如果将D1，D2二极管换成MOS管，可将电路改造为双向AC/DC。

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•【直播回放】基于瑞萨RA4T1的1kW逆变器解决方案

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产品/系列	管脚数量	ROM(KB)	RAM(KB)	操作频率(MHz)	电源电压(V)	特点
RA2A1	32-64	256	32	48	1.6-5.5	Arm CortexM23，256kB闪存，32kB RAM，32-64管脚，USB、CAN、24位∑-△ADC、16位SAR ADC、安全功能
RA2A2	64-100	512	48	48	1.6-5.5	Arm CortexM23，512kB 双区闪存，48kB RAM，64-100管脚，段码式LCD、IRTC、24位∑-△ADC、12位SARADC、安全功能
RA2E1	25-64	32-128	16	48	1.6-5.5	Arm CortexM23，128kB闪存，16kB RAM，30 通道电容式触控安全功能
RA2L1	48-100	128-256	32	48	1.6-5.5	Arm CortexM23，256kB闪存，32kB RAM，48-100管脚，CAN、32 通道电容式触控、安全功能
RA6M1	64-100	512	256	120	2.7-3.6	Arm CortexM4，512KB Flash,256KB RAM，64-100管脚，安全加密、USB、CAN
RA6M3	100-176	1024-2048	640	120	2.7-3.6	Arm CortexM4，2MB Flash,640KB RAM，100-176管脚，安全加密、USB、CAN、以太网、TFT-LCD控制器
RA6T2	48-100	512	64	240	2.7-3.6	Arm CortexM33，512KB Flash,64KB RAM，48-100管脚，TFU TrustZone、CAN-FD、带采样/保持的16位ADC、双二阶滤波器IIR Filter
RA8E2	224	1024	672	480	1.68 - 3.6	Arm Cortex-M85，Helium，1MB闪存，672KB RAM224管脚，TrustZone，USBFS，CAN-FD，Octa SPl，12C，LCDC，2DRW

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