Digital Power

Digitale Leistungssteuerung senkt den Stromverbrauch

26.03.12 | Redakteur: Holger Heller

RX62G-MCUs von Renesas: 32-Bit-Leistung für die digitale Regelung von Stromversorgungen
RX62G-MCUs von Renesas: 32-Bit-Leistung für die digitale Regelung von Stromversorgungen

Wie lassen sich digitale Motorsteuerungen mit Leistungsfaktorkorrektur, digitale Stromversorgungen, unterbrechungsfreie Stromversorgungen und Solar-Umrichter mit einer 32-Bit-MCU optimieren?

Anwendungen zur digitalen Leistungssteuerung benötigen eine Kombination aus hoher Leistung und hoher Auflösung, wobei sie gleichzeitig Kriterien in punkto Stromverbrauch und Kosten erfüllen müssen. Für digitale Leistungsanwendungen nutzen Entwickler bisher spezielle DSP- oder anwendungsspezifische Bausteine, um eine ausgeglichene Energie-/Leistungsbilanz zu erzielen. Deren Entwicklung ist jedoch meist komplex und kostspielig. Außerdem bieten diese Bausteine geringere Flexibilität und nur eine begrenzte Auswahl an Bauteilen zur Auswahl. Zudem erfordert ihre Entwicklung gegenüber universellen MCUs spezielle Werkzeuge und Software.

Eine Kombination aus Analogschaltungen, hoher Rechenleistung und hoher Auflösung sowie integrierte Timer-Funktionen macht die RX62G-MCUs von Renesas für genaue, digitale Steuerungen für Umrichter/Wandler, Power-Management und digitale Stromversorgungen, wie Stromversorgungssysteme und universelle Server-Versorgungen, tauglich. Die RX62G-Serie führt komplexe Algorithmen und präzise Steuerungsaufgaben zu erschwinglichen Kosten aus, ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad bei digitalen Leistungssteuerungen und sorgt damit für einen geringeren Stromverbrauch.

Die RX62G-MCUs sind pinkompatibel zur RX62T-Serie und softwarekompatibel zu anderen Mitgliedern der RX600-Familie. Sie arbeiten mit einer Taktfrequenz von 100 MHz und bieten eine konstante Rechenleistung von 1,65 DMIPS/MHz. Damit ermöglichen sie maximale Leistungseffizienz beim Betrieb bei niedrigeren Taktfrequenzen und hohe Leistung bei höheren Taktgeschwindigkeiten.

Rechenleistung erhöhen, Firmware-Entwicklung vereinfachen

Integrierte DSP-Befehle und eine FPU erlauben das Implementieren komplexer Algorithmen und Steuerschleifen. Die Single-Precision FPU entlastet die RX-CPU und vereinfacht die Berechnung mit Dezimalbrüchen, was die gesamte Rechenleistung verbessert und die Firmware-Entwicklung vereinfacht. Durch den integrierten Flash-Speicher, der ohne Waitstates bei CPU-Taktgeschwindigkeit arbeitet, liefert der RX62G eine voll deterministische Echtzeit-Rechenleistung von 165 DMIPS bei 100 MHz Taktfrequenz.

Die neue Serie umfasst zudem vier hochauflösende Timer zur Generierung von PWM-Signalen mit 312,5 ps Auflösung, die für die Steuerung von Leistungssteuerungsbrücken erforderlich sind, um einen hohen Wirkungsgrad und eine niedrige Verlustleistung zu gewährleisten. Ähnlich wie bei den RX62T-MCUs enthält der RX62G zwei 12-Bit-A/D-Wandler und einen 10-Bit-A/D-Wandler, die analoge Eingangswerte aus bis zu 20 Kanälen mit einer minimalen Wandlungszeit von 1 µs erfassen können.

Jede der A/D-Einheiten lässt sich über Timer-Einheiten triggern und kann drei Phasen parallel zueinander abtasten. Die RX62G-MCUs enthalten weiterhin einen neuen 16-Bit-General-Purpose-Pulsbreiten-Modulations-Timer (GPT) sowie MTU3 Multifunktions-Timerpulseinheiten speziell für die Motorsteuerung. Durch diese Kombination kann eine RX62G-MCU gleichzeitig bis zu drei 3-Phasen-Motoren steuern.

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