发力电力能源!N32系列MCU全面助力“绿色化”发展
2023-03-09 14:31:40

智能电网(SmartGrid)指电网的智能化(智能电力),也被称为“电网2.0”,它是基于集成的高效双向通信网络,采用先进的传感技术和测量技术,先进的设备技术与控制方法,以及先进的决策支持系统而构建的智能化应用,以实现电网的可靠、安全、经济、高效运行,环境友好和使用安全目标。为了实现更高效率的电能转换,发电、输电、变电、配电、用电等智能化设备设施使用的控制芯片需要具有更高的性能、更强的实时性,更好的运行稳定可靠性。

国民技术拥有高性能SoC架构技术、低功耗技术、数模混合设计架构技术、高可靠性技术、安全性技术等核心技术并持续创新,基于成熟的ARM内核,在业内率先推出了40nm工艺制程的32位N32系列通用MCU产品,凭借高可靠性、高稳定性、高集成特性等优势特点,N32系列MCU可用于采集器、专变采集终端、能源控制器、断路器、电表、数显表等低压配电场景。芯片内置有国际/国密双标准密码算法硬件加速引擎,支持HPLC升级应用。今年将推出的更高性能N32H系列MCU产品可满足电网配变电终端新标准要求,可用于高压配电FTU/TTU/DTU三合一统一平台应用,进一步拓展电力能源领域市场。

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目前,N32系列通用MCU的多款型号已批量应用于光伏关断器、智能断路器、继电器、采集器、营配终端、变频器、逆变器、电能计量、BMS与储能电源、充电桩等多个电力能源产品,并获得行业客户广泛认可。

电力应用案例

1. 低压配电端案例--光伏关断器

当电网侧停电时,光伏关断器既能通过失压保护、防孤岛保护功能辅助防止光伏系统反送电,又能实时监测开关状态,验证涉网保护是否正确和可靠地动作,可实现电力载波信号的调制解调,市电异常检测,异常时发送关机命令,温度采样及过温保护,以及相关信息监控等。通过电力载波方式进行通信无需另外增加通信线,可以降低系统成本及减少系统故障点。 

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N32G430、N32G435等系列产品的功能与性能满足光伏关断器主控MCU要求,并且已经得到量产使用。

N32G430实现光伏关断器具有如下应用优势:

1) 采用高性能M4F内核,具有128MHz主频,64KBFlash配备16KBSRAM,执行保护算法效率更高,响应更及时。

2) 高达5Msps采样率的12bitADC,采样及异常响应速度更快。

3) 自带硬件加密存储及分区隔离保护功能,可防止对软件算法的破解。 

2. 低压配电端案例--智能断路器

相比传统断路器,智能断路器集监控、保护、通信为一体,增加了计量、故障指示、远程控制、APP控制等功能,对于电力系统运行的稳定性、可靠性、安全性非常重要,不仅可防止过载而引发火灾,还可实现高用电量设备的节电管理和能耗分析等智能化管理,可用于建筑智能化系统、移动基站、智慧充电桩等各种用电场所的供电系统的安全用电管理。

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根据智能断路器产品性能要求不同,国民技术有多款产品可以很好匹配,并已得到广泛量产使用,包括N32G031、N32G430、N32L40x、N32G455、N32G457、以及N32WB452(蓝牙MCU)。

基于N32G455芯片实现的智能断路器具有人机交互、电压和电流监控测量、继电器开关控制、ADC模拟量采集、E2PROM读写、液晶显示等功能。

N32G455应用优势:

1) 具有144MHz高主频,高达180DMIPS,提升算法运行效率和产品实时响应能力。

2) 5Msps高速12bitADC,保证温度等模拟量的精确实时采样。

3) 支持SPI、UART等多种接口,接口资源丰富,可拓展性好。

4) 内置硬件加密,保护敏感数据和算法代码安全。

5) -40℃~105℃工业级温度范围和±4kVESD抗静电,提升抗干扰能力。

3. 用电端案例--智能变频器

随着工业自动化程度的不断提高,变频器应用十分广泛。变频器根据电机的实际需要来调整输出电源电压,进而达到节能、调速的目的。除了产品性能和品质保障要求,过流、过压、过载保护等故障保护,以及知识产权保护等因素,也是变频器需要考虑的问题。

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该类应用中已获得量产的型号包括N32G031、N32G435、N32G455、N32G457等,其中国民技术N32G435等系列具有接口丰富、系统稳定、开发简易、加密安全等特点,可为变频器实现人机UI交互、电机PWM驱动、ADC多路模拟量采集、SPIFlash读写、片内Flash加密存储以及读写保护等多种功能提供支持。

N32G435应用优势:

1) 采用Cortex-M4F内核,108MHz主频,支持浮点运算和DSP指令,达135DMIPS,内置2KB指令缓存,支持Flash加速单元执行程序0等待。

2) PWM触发ADC采样,死区时间可编程的互补输出,外部信号与定时器互联的同步电路,具有对电机的精确控制能力。

3) 高达52个GPIO,2路SPI,6路UART,16路ADC等丰富资源。

4) 硬件密码引擎,Flash加密存储,不可逆的读写保护设置。

电力行业应用N32系列MCU主要资源 

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