Nuove innovative funzioni per i micro della famiglia RX63T di Renesas


Renesas_RX63T

Renesas Electronics annuncia l’introduzione di due innovative funzioni per i suoi prodotti della famiglia di microcontrollori RX63T che si compone di 41 elementi con package che variano dai 100 pin fino ai 144 pin e che fa parte della famiglia Renesas RX600 ad alte prestazioni. Le nuove funzioni riguardano la generazione di ritardi per aumentare la risoluzione delle uscite PWM e una funzione di gestione digitale per i sistemi di controllo della potenza DPC (Digital Power Control). Queste nuove funzioni sono utili per semplificare lo sviluppo dei nuovi sistemi digitali di gestione e di controllo della potenza che sono diventati sempre più importanti per ottenere i più elevati livelli di efficienza energetica richiesti dalla “Smart Society”.

La nuova funzione di generazione dei ritardi del controllore PWM consente la modifica della durata del periodo del segnale in uscita in passi di dimensione ridotta che arrivano fino a 312,5 pico secondi, consentendo una gestione molto più accurata rispetto a quella che si poteva ottenere con i dispositivi precedenti. Il sistema di controllo digitale della potenza è composto da un modulo hardware denominato DPC, in grado di gestire un robusto algoritmo che si occupa di compensare automaticamente la variazione delle caratteristiche elettriche dei componenti di potenza utilizzati nell’alimentatore digitale. Ciò consente una notevole riduzione dei costi e dei tempi di produzione grazie all’eliminazione dei lunghi tempi di calibrazione manuali. Entrambe le nuove funzioni sono controllate via hardware e, consentendo l’utilizzo di una frequenza di switching più elevata, contribuiscono a ridurre le dimensioni del sistema di alimentazione grazie alla minore dimensioni dei componenti ferromagnetici.

La necessità di adottare uno stile di vita che riduca l’impatto ambientale deriva dai noti problemi relativi al riscaldamento globale, alla riduzione della disponibilità energetica e all’ aumento dei costi per l’approvvigionamento dell’energia stessa: per questa ragione aumenta l’interesse del cliente per elettrodomestici e prodotti consumer, quali condizionatori e frigoriferi, che presentano migliori caratteristiche di efficienza nei consumi. Allo stesso tempo è evidente la richiesta di progettazione di sistemi a basso consumo per i prodotti che utilizzano microcontrollori in ambiente industriale. Il controllo digitale dell’alimentazione viene, sempre più spesso, adottato come alternativa per gli alimentatori analogici tradizionali. Come risultato notiamo un aumento dell’importanza associata allo sviluppo di sistemi di alimentazione che devono essere più accurati, che devono fornire un livello di efficienza più elevato e che devono essere più competitivi sia dal punto di vista dei tempi di sviluppo che da quello dei costi di produzione.

Anche se l’utilizzo di microcontrollori nello sviluppo di sistemi di alimentazione digitale è ormai comune, il numero di dispositivi in grado di fornire un controllo PWM ad alta risoluzione è ancora piuttosto limitato. Inoltre viene richiesto un processo di calibrazione lungo ed accurato, per compensare la variazione delle caratteristiche elettriche dei dispositivi che compongono lo stadio di potenza dell’alimentatore digitale, così come un complesso algoritmo di calcolo per la regolazione che utilizza i segnali di feedback che provengono dal sistema. Dato che questo sistema di regolazione deve essere eseguito via software, è necessario utilizzare microcontrollori provvisti di una CPU in grado di fornire un livello di prestazioni molto elevato.

Per questo tipo di applicazioni Renesas propone la famiglia di microcontrollori denominata RX63T che rappresenta l’ultima evoluzione della già ampia e scalabile famiglia RX a 32 bit e che fornisce, oltre alle prestazioni della CPU a 100 MHz, anche tutti i meccanismi di calibrazione per consentire la progettazione di un sistema di alimentazione digitale ad alta efficienza utilizzando un singolo dispositivo di controllo.

Queste le caratteristiche principali del nuovo sistema di generazione del ritardo integrato nel controllore PWM e quelle del nuovo modulo DPC della famiglia:

1) PWM ad alta risoluzione: 312,5 pico secondi.

L’accuratezza dell’uscita PWM è essenziale per la corretta gestione di un alimentatore digitale. Il nuovo modulo PWM fornisce una risoluzione massima di 312.5 pico secondi alla frequenza di sistema di 100 MHz e con consumi tipici di soli 40 mA. L’elevata risoluzione, quando combinata con le prestazioni della CPU Renesas RX, consente livelli di accuratezza del controllore inverter e del controllore convertitore più elevati. Come risultato abbiamo la possibilità di sviluppare controllori digitali più efficienti per applicazioni quali alimentatori digitali, gruppi di continuità ed inverter per conversione di energie rinnovabili quali quella solare o eolica.

2) Robusto algoritmo di compensazione delle deviazioni delle caratteristiche elettriche dei componenti utilizzati nello stadio di potenza.

Implementando via hardware l’algoritmo di controllo richiesto negli alimentatori digitali si ottengono prestazioni superiori e si possono utilizzare frequenze di switching più elevate riducendo così la dimensione dei componenti ferromagnetici ed aumentando l’accuratezza della regolazione. Il robusto algoritmo di controllo compensa le deviazioni delle caratteristiche elettriche dei componenti utilizzati nello stadio di potenza incrementando il livello di stabilità. Ciò elimina la necessità di eseguire una calibrazione durante la fase di produzione del sistema di alimentazione digitale; il risultato è una notevole riduzione sia della complessità che dei tempi di produzione. Le funzioni prima descritte, essendo implementate via hardware, consentono di non intaccare le notevoli prestazioni della CPU RX a 32 bit che possono essere utilizzate per eseguire complessi algoritmi (quali controllo motore, inverter, ecc.) mentre la gestione dell’alimentatore DC/DC viene eseguita in parallelo.

Per semplificare lo sviluppo con il microcontrollore RX63T, Renesas mette a disposizione uno starter kit e due emulatori: il primo, a basso costo e ad alte prestazioni – denominato E1 – è già presente nella confezione dello starter kit e può essere utilizzato anche come programmatore di FLASH per produzioni limitate; il secondo, con prestazioni ancora più elevate – denominato E20 – include un TRACE più profondo, un RAM monitor più esteso ed altre funzioni avanzate. In alternativa possono essere utilizzati anche gli emulatori Segger denominati J-Link.

Ulteriori informazioni sono disponibili qui.

www.renesas.eu

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