新能源与表计
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新能源与表计
瑞萨电子为电池管理、能源生产和采集、电力线通信和公用表计(电表、燃气表和水表)等能源基础设施提供解决方案。
解决方案及系统框图
计量主控单芯片单相智能电表
样机方案基于瑞萨RA2A2或者RL78/I1C 电表专用MCU和瑞萨提供的高精度计量库。计量库可支持多种电流传感器,比如锰铜,CT等,经优化后可达0.2S电表精度。

计量库支持有功功率,无功功率,视在功率的计量,谐波计算等。参考方案支持电表DLMS协议栈,还包括PC端GUI工具,方便用户tune样机,评估信号以及检测log输出。
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计量主控单芯片三相智能电表
样机方案基于瑞萨RA2A2或者RL78/I1C 电表专用MCU和瑞萨提供的高精度计量库。计量库可支持多种电流传感器,比如锰铜,CT等,经优化后可达0.2S电表精度。

计量库支持有功功率,无功功率,视在功率的计量,谐波计算等。参考方案支持电表DLMS协议栈,还包括PC端GUI工具,方便用户tune样机,评估信号以及检测log输出。
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计量主控分离方案单/三相智能电表
RL78/I1C具有4路高精度ADC(24位分辨率,4K或者8K采样率),搭配3路10位分辨率SAR ADC,分别测量电流和电压。经由瑞萨专用的计量库,可达0.2S计量精度。

RA4L1具有低功耗高性能,搭载支持TrustZone的Cortex-M33内核。片上集成段码屏驱动和触摸感应通道,让电表的人机交互更加便利,进一步提高防水性能。
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多相直流表
目标应用:EV充电设备,数据中心服务器供电计量,家用/商用直流网络,光伏发电设备.

方案参数:电压范围(0~1000V),电流范围(0 ~ ±1000A),计量精度0.5S级;样机最大功耗不超过3W。
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X-IPM RA6T2 AC/DC三相无桥PFC数字电源解决方案
该方案的输出电压700V为设计目标,控制电路要求将输出电压稳定在700V,同时实现电网侧的电压和电流同相位。
方案主要特点
交流输入整流功能:
• 3相输入相电压220V,频率45Hz到60Hz,输出电压700V额定电压。
• 输出功率5KW,开关频率80K,PF值0.98,THD小于5%,最高效率97%。

离线逆变器功能:
• 直流电压700V,输出3相相位相差120度的380V离线逆变器,输出功率5KW,开关频率80K.输出频率50Hz,THD小于5%,最高效率不低于97%。
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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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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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3.6kW 双向数字电源 DAB 系统
随着市场对于灵活、高效、可靠的双向功率流的需求日渐增长,可再生能源、电动汽车(EV)、数据中心、工业自动化和智能电网等行业越来越青睐能够提高效率、节约成本、具有更高灵活性和控制力的电力系统。

这款系统采用高性能 Arm® Cortex® MCU 和 650V GaN FET,通过双有源桥(DAB)实现数字 DC/DC 转换。
系统优势:
· 具有更高的功率容量,可满足高功耗环境的需求
· 提供高效的 AC/DC 转换,减少了谐振,提高了功率因数,并大幅降低了能源损耗,这一点对于高输出应用场景至关重要
· 经优化后非常适用于注重稳定高效功率转换的工业自动化和数据中心
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3.6kW 双向数字电源 PFC 系统
随着市场对于灵活、高效、可靠的双向功率流的需求日渐增长,可再生能源、电动汽车(EV)、数据中心、工业自动化和智能电网等行业越来越青睐能够提高效率、节约成本、具有更高灵活性和控制力的电力系统。

这款系统采用高性能 Arm® Cortex® MCU 和 650V GaN FET,通过图腾柱无桥功率因数校正(PFC)实现双向数字 AC/DC 功率转换。
系统优势:
· 利用 Arm Cortex MCU 和先进的 650V GaN FET 实现高性能双向功率转换。
· 包含了瑞萨电子的基础数字电力软件算法,可简化与加速开发过程。
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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
RL78/I1C 64-100 64-512 6-32 24-32 1.6-5.5

RL78 核心,24 位 ΔΣ A/D 转换器、32 位乘法累加器、独立电源实时时钟、支持多达 8 个 com 的分段 LCD 驱动程序以及支持 DLMS 标准的 AES 硬件引擎

RA2A2 64-100 512 48 48 1.6-5.5 Arm Cortex-M23,512kB 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
RA4L1 48-100 256-512 64 80 1.6-3.6 Arm Cortex-M33,512kB闪存,64kB RAM,48-100管脚,工作电压低至 1.6V,待机电流低至 1.65µA,段码 LCD 显示驱动、CAN FD、USB
RA6T2 48-100 256-512 64 240 2.7-3.6 240MHz,Cortex-M33,512kB 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
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