MCU在新能源和电力电子的应用

lfjtjj Post at 2012/9/15 11:44:29
大家好。我们这个题目是新能源,上午主要是从器件特性、测量这个方面处理,下午讲一下MCU相关的东西。控制器主要是节能,比如使冰箱功耗更低,需要的时侯打开、不需要的时候关掉。
下午第一个部分我会分两个部分跟大家讲。第一个部分是想介绍一下我们丰宝公司,在座各位对分销商不是很了解,对丰宝也不是很了解。我们丰宝是电子元器件分销商,也是业内比较早起步的。从2002年到现在一直是十佳大陆分销商,这证明了丰宝在行业内的位置。后面最近三年,10年、11年、12年。这期间曾获得一个奖杯,我们拿的增长最快的奖,去年颁发的。2012年的会议刚刚结束,我们拿到是最佳AFE团队奖、技术支持奖。我们丰宝代理的产品线比较多,比如电路保护、继电器、连接器、麦克风、RS模块,MCU等。丰宝销售网络在整个中国所有主流的电子业比较发达的地方都有办事处,包括成都我们也有办公室。我们总部在上海,在深圳、北京和台北有分公司,在其他的地方都是办事处,方便就近服务。像西部,郑州、西安、成都、重庆,中部的武汉,我们都有办事处。我们的口号是希望我们是本土化里面最专业的元器件经销商,不只是与各位客户建立买卖的关系,更希望各位在真正推出产品的时候,能够实实在在的帮助到大家,跟各位成为伙伴。本讯由中国电子展 (www.aidzz.com)、电子元件技术网(www.cntronics.com)和我爱方案网(www.52solution.com)以及深圳会展中心( www.0755hz.cn )联合报道!
下面介绍一下丰宝的NXP产品线,这么多产品线里面这一条比较特殊,NXP是国际上比较大的半导体厂商,目前来说我们NXP产品线都是集中精力放在MCU 上面。我们在MCU上面,有一个比较完整的团队,包括我们在北京、深圳、上海都是有FA支持的,苏州有研发中心。这几幅图片是我们跟贵电联合举办一些竞赛。左上角这个图我们都会做开发板,基本上新的产品出来,都会提供相应的开发版。左下角是我们提供的解决方案,热敏微打的解决方案。右下角所表示的意思是,我们除了在硬件上面、解决方案做一些投入之外,我们还会做软件的协议站,就是我们自己有软件著作权之类的协议站。包括USP协议站,文件系统、小型操作系统。前面是介绍一下丰宝公司的背景。
   
第二部分是这次讲演的重点,想探讨一下MCU在新能源的应用。应该这样讲,我们对这个行业的看法,现在MCU是无处不在,任何一个你想要对他进行控制的地方,基本上都会有MCU的影子,现在没有用到的领域,我们想不远的将来也会有MCU的介入。比如讲物流,要把所有的东西连成一个网,物联网核心的技术是什么?就是需要我们一个一个微控制器作为他的心脏,来调度他。我们在这个部分会讲三个部分的内容。一个是智能的能源保护,我们现在大家都在讲物流,实际上最核心的骨干网络是能源网。这个包括水、电、煤气、热能,因为这个能源的供给、分配,包括如何收费,如何让它这个网络变得智能、更加有效率,这个跟大家切实生活非常紧密,这是最早推进物联网的部分。像走得最远的是中国电网,中国电网花很大力气在做智能电网改造。能源网后面我们会介绍两个比较新颖的产品,比如说MCU绝大部分都做的是通用型MCU,也就是适合于各种各样的MCU,但是它有两个产品比较特殊,一个是做电能监测的芯片,然后另外一个是做太阳能的逆变器,提过光组合效率。这两个特殊的应用,为能源部分特殊定制的IC。
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在智能和能源网这个部分,我们看一下整个电网发展的过程,最早期的时候,电发明之后,供电比较简单,最开始有一个发电厂,周边拉个电线过去可以用,更远的地方怎么办呢?再建一个发电厂。它的网络是隔绝开来。到20世纪,这个能源、这个电力已经变成了一张网,像中国是国家电网  ,已经是一张网,这张网的能力可以覆盖到整个一个国家,如果全球上要连起来,技术上也没有很大的问题。联网的好处是说,所有的用户不用关心发电厂在哪里,只要一开关、这个灯泡能电亮就OK了,这个电是三峡发的还是煤炭发电厂发的你不用关心。
到20世纪以后,主要的变化,可以看到图里面最重要的变化,从单向箭头变成双向箭头。什么意思呢?大家以前电力据给我们供电,找我们收钱,结束了。在未来,随着清洁能源发展,包括风力发电,太阳能发电,这是技术发展造成的局面,我自己在家里,我也可以发电,我利用风能或者太阳能,我自己有一个发电设备,我这个发电设备发出来的电,除了供自己用之外,我有多余的怎么办呢?那不是浪费了?事实上在欧美一些发达国家,他如果在家里驾一个发电装置,多余的电可以反馈到电网上,我卖给你多少钱,这就变成双向的网络,事实上在这种双向网络里面,不仅限于电能方向可以从电厂到家庭,也可以从家庭到电厂,甚至更多的应用。比如说当我们的网络智能化之后,现在我们也可以用智能煤气表,以前智能电网和智能煤气表可以自动抄表,数据不需要人工查询,通过智能网络,数据直接到终端,直接发帐单就完了。还有更加深入的应用,比如煤气涉及到安全,新型的煤气供气过程中,会在家庭那一段会放一个控制器,除了自动超表以外,还有一个探头,如果发现家里煤气超标,会发一个指令把你家里阀门关掉。这种双向信息交流,包括能源交流,会越来越多。
这张图里面,还有一个趋势就是,大家看到右边这张图里面还有一个汽车放在里面。中国电网现在可以推进一个项目叫充电桩,未来很有可能有电动汽车,事实上现在电动汽车,包括比亚迪已经在上路跑了,但是有个问题,充电不方便。这样子国家电网有一个项目叫充电桩,像加油站一样,在城市各个主要地方,车没电了,开到充电桩那里去,插头一插,就像汽车加油一样,可以充电。总而言之,这个当然是电网模型。我相信不管是水、气、电都会朝这个方向发展。
这张图更加详细,讲的是说我们一个家庭,大的框子讲的里面家庭网络跟外界的联系,我们看一下家庭网络包括的部分,能源是一个非常重要的,所以下面这一排水水表、燃气表、电表,你的能源供应。左上角是我们提到的清洁能源、风能、太阳能,左下角这一排是用电的终端,甚至比较高端的有中央控制器这一部分。上面是门禁。以后各位房子,还有防盗的问题,现在铁门加个铁锁,以后会是智能的门禁终端。包括指纹识别新的技术都会应用。右边是一些显示器。现在比较智能的家庭,都已经是有中央控制器了,包括报警各项功能,还有以后,我们大力推的SMART  HOME,让家庭所有东西连接起来。最典型的应用是大家上班都很辛苦,回到家的时候,7点30,这个时候打开电饭煲吃饭,吃了饭就八点过了。现在有一种智能电饭煲,我五点半下班,发个短信电饭煲自动开始煮饭,回到家的时候饭已经熟了。拿一个IPAD上面一个应用,把家里所有灯光、音响,通过IPAD或者 IPHONE,可以控制家里所有的电器设备。
在整个家庭里面来讲,我们MCU的应用就已经很多了,在太阳能,刚才说的逆变,我刚才要发电,有一个MPD612,可以介绍一下这个芯片,光伏逆变的效应。在智能灯,白电里面应用更多,所有电冰箱、洗衣机,全部有控制的。还有特殊的EMPG3,可以高度你具体的插头插进来电压是多少、电流是多少。智能表里面最多的是自动抄表这一部分。显示终端有集成LCD驱动这方面用得比较多。从家庭往外扩展,我们面临接入到城域网络,相对大的网络里面,最重要的连接就是国家互联网核心技术、物联网,我们国家电网的联系。到最后是广域网,所有信息都连通的。以后IPV6实施以后,我们以后的生活,你家里每一个灯泡都有 IP地址,全球任何一个角落,通过一套技术控制家里的设备。接下来简单的介绍一下MCU的产品路线图。做所有MCU的产品里面,跟ARM公司合作的可能深度比较深的一个厂商。早期的产品后面已经没有了,所有新的产品都是基于32位的ARM内核,最低端的M0,到M3、M4。在这个路线图里面,它集中在 50M到250M左右这样一个阻力范围内。也就是说它在MCU传统领域里,最高端领域里都有涉及。
详情见:http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/245/sid/60
下面是讲技术细节,讲最新的M3内核的产品,关于MCU细节的及时问题,我在这里就不多讲,因为时间比较有限。大家对于这些细节,包括存储器、外设有什么问题有什么想交流的,会后可以来联系我或者成都办公室,我非常乐意给大家寻找一些答案。
   
后面花几分钟时间介绍这两个新的产品,一个是我们叫做非计费能量计量芯片,这个芯片为什么而设计呢?现在大家知道在家里用电,我只知道这个月用了多少电,付多少钱,特别去年冬天,上海地区很多人投诉,这个电费为什么比往年增加更多,电力公司告诉你,反正我不知道,反正是你用的。我测出来就是这个结果,我以我测的为准,他就是这么霸道,没办法。所以我们有一个应用是用一个叫非计费,这个不需要通过国家剂量标准,我们只是给消费者参考概念,比如电冰箱,我想知道电冰箱贴的能耗指标是不是真的,还是商家忽悠我,你可以用一个插座,里面放一个我们的芯片,可以实时监控这台设备功耗是多少,包括电压、功率、实时电流,整个月一年的功耗,整个曲线都可以画出来,我们做这个芯片的时候,是有整套的DEMO,我们这个DEMO是一个智能插座,除了智能插座本身之外,还有无线的,放在电脑上面有一个接收器,所有的数据以无线方式传到电脑里,电脑里有软件帮你计算功耗是多少,可以计算这个月整个耗能是多少的,还有高峰值是多少,都可以帮你计算,有必要的话可以计算耗电量是怎么样的。这个是针对市场设计的,如果各位对这个市场有兴趣的话,这将是一个比较不错的选择。这个是后续 783,会增加更多的功能,温度传感器,更先进的技术,总之想在这个市场找一些应用。下一个是ZIGBEE产品,这个在国外已经有相当成熟的应用,像美国智能家庭里面全部有应用,它是对低功耗、短距离的通讯网络,是目前来讲竞争力最强的,受到认证最多的一个协议了。它会面临到WIFI的竞争,如果低功耗 WIFI出来的话,对它有一个竞争。现在它仍然是最强的。它不仅提供芯片,而且提供模块。最典型的模块是JN5148,西部已经有一些客户已经在使用。。。