相关元器件

       型号：RL78     品牌：Renesas

　　The RL78 Family 16-bit microcontrollers are the convergence of the high CPU performance of the 78K0R and the superb on-chipfunctions of the R8C and the 78K, and offer a comprehensive lineup of 10-128 pin and 1-512 KB products for the 8/16-bit market.

　　Realizing industry-leading low power consumption at 46 μA/MHzconsumption during normal operation and 0.57 μA/MHz during clock operation, you can expect greatly improved power efficiency using RL78 microcontrollers. Built-in features such as a high-precision(±1%) high-speed on-chip oscillator, background operation data flash capable of 1 million rewrites, temperature sensor, and interface ports for multiple power supplies help reduce system costs and size.

　　目前，随着网络数据系统的迅猛发展，人们对电源系统的故障安全备份需求也随之不断增加。由于UPS(不间断电源)技术具有非常高的可靠性，现已被广泛用来提高备份的安全性。而Renesas(瑞萨)生产的微控制器(MCU)，以及高效功率半导体器件(绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金氧半场效晶体管(MOSFET))，专门为全数字控制系统而设计，能够通过连续离线逆变器提供不间断CVCF(恒定电压、恒定频率)输出。

　　图1 离线UPS(不间断电源)系统

　　与传统模拟系统相比，UPS系统的全数字控制的具有关键性优势，即所有的电源转换都由MCU处理，可大幅度降低所需的元器件数量。因此，UPS系统不仅提供了更稳定的控制方法，还降低了总体成本。UPS应用通常需要带有多个片上逆变和转换PWM功能的高速MCU，而RL78/I1A采用64MHz定时器，可实现最小0.98ns分辨率的PWM输出。通过PWM定时器和比较器/外部中断输入的配合，可以通过硬件实现PFC控制和保护功能。电源控制期间的低消耗电流仅为为3.3 mA，等待UART(DALI)通信时为0.23μA，大大降低了系统的功耗。另外，还支持电源管理总线(PMBus)和系统管理总线(SMBus)电源通信。具有极高的扩展性和兼容性。

　　如图3所示，除了MCU之外，Renesas(瑞萨)还提供了其他各种半导体器件，为UPS应用提供最佳解决方案。

　　图3 Renesas为UPS应用提供最佳解决方案

　　UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

　　UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。

　　UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等;②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。

　　UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。

　　UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。

　　其中，我们最常用的是后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。

　　后备式UPS电源又分为后备式正弦波输出UPS电源和后备式方波输出UPS电源。

　　后备式正弦波输出UPS电源：单机输出可做到0.25KW~2KW，当市电在170V~264V间变化时，向用户提供经调压器处理的市电;当市电超出170V~264V范围时，才由UPS提供高质量的正弦波电源。

　　后备式方波输出UPS电源：与后备式正弦波输出UPS电源不同的只是为用户提供50Hz方波电源。

　　在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。

　　在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。