飛思卡爾公司的PXS20是32位雙核雙發(fā)射器的電源架構(gòu)微控制器，滿足安全標(biāo)準(zhǔn)IEC61511和IEC61508（SIL3），能降低設(shè)計復(fù)雜性和減少所用的元件。雙發(fā)射級流水線核，可變長度編碼（VLE），集成了存儲管理單元（MMU）和信號處理引擎，帶誤差檢測代碼的4KB指令緩存，主要用于消費類電子，工業(yè)控制，太陽能逆變器，機器人和馬達控制等。此處介紹了PXS20主要特性，方框圖，以及采用PXS20控制的太陽能逆變器基本架構(gòu)，1kW，3kW，10kW和大于10kW以及微逆變器的太陽能逆變逆變器。解決方案架構(gòu)圖。

PXS20系列32位PowerArchitecture?微控制器專門用于滿足安全標(biāo)準(zhǔn)IEC61511和IEC61508（SIL3）的要求。它通過將關(guān)鍵功能安全特性放在具有雙核，雙問題架構(gòu)的單個芯片上來降低設(shè)計復(fù)雜性和組件數(shù)量，該架構(gòu)可以在鎖步模式（冗余處理和計算）與解耦并行模式（獨立的內(nèi)核操作）之間靜態(tài)切換）。PXS20微控制器是SafeAssure解決方案。

PXS20系列微控制器是基于Power Architecture技術(shù)構(gòu)建的片上系統(tǒng)設(shè)備，并包含一些增強功能，可改善架構(gòu)在嵌入式應(yīng)用中的適應(yīng)性，并包括對數(shù)字信號處理（DSP）的附加指令支持。），并集成諸如增強的時間處理器單元，增強的排隊模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制器局域網(wǎng)和增強的模塊化輸入輸出系統(tǒng)等技術(shù)。

PXS20系列32位微控制器是集成安全控制器中的最新成果。PXS20系列的高級且經(jīng)濟高效的主處理器內(nèi)核符合Power Architecture嵌入式類別。它以高達120 MHz的速度運行，并提供針對低功耗進行了優(yōu)化的高性能處理。它利用了當(dāng)前Power Architecture設(shè)備的可用開發(fā)基礎(chǔ)架構(gòu)，并得到軟件驅(qū)動程序，操作系統(tǒng)和配置代碼的支持，以協(xié)助用戶實施。

PXS20主要特性：

?高性能e200z4d雙核

– 32位PowerArchitecture?技術(shù)CPU

–核心頻率高達120 MHz

–雙發(fā)行的五級流水線內(nèi)核

–可變長度編碼（VLE）

–內(nèi)存管理單元（MMU）

–帶有錯誤檢測代碼的4 KB指令高速緩存

–信號處理引擎（SPE）

?可用內(nèi)存

- 1 MB閃存ECC

- 128 KB的片上SRAM，帶有ECC

-內(nèi)置RWW能力EEPROM仿真

?SIL3 / ASILD創(chuàng)新的安全理念：鎖步模式和故障安全保護

的球關(guān)鍵組件（例如CPU內(nèi)核，eDMA，交叉開關(guān)）的復(fù)制（SoR）

–故障收集和控制單元（FCCU）

–連接到FCCU的SoR的輸出上的冗余控制和檢查器單元（RCCU）

–硬件觸發(fā)的

啟動時內(nèi)置內(nèi)存自測（MBIST）和邏輯（LBIST）–啟動時內(nèi)置自測用于軟件觸發(fā)的ADC和閃存

–復(fù)制安全性增強的看門狗

–復(fù)制結(jié)溫傳感器

–不可屏蔽中斷（NMI）

– 16區(qū)存儲保護單元（MPU）

–時鐘監(jiān)視單元（CMU）

–電源管理單元（PMU）

–循環(huán)冗余校驗（CRC）單元

?解耦并行模式，可高效使用復(fù)制核

?Nexus Class 3+接口

?中斷

–復(fù)制的16優(yōu)先級控制器

–復(fù)制的16通道eDMA控制器

?可以分別編程為輸入，輸出或特殊功能的GPIO

?三個6通道通用eTimer單元

?2個Flex PWM單元

–每個模塊4個16位通道

?通信接口

– 2個LINFlexD通道

– 3具有自動芯片選擇生成功能的DSPI通道

– 2個帶有32個消息對象的FlexCAN接口（2.0B有效）

FlexRay模塊（V2.1版本A），帶有2個通道，64個消息緩沖區(qū)和高達10 Mbit / s的數(shù)據(jù)速率

?兩個12-位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

– 16個輸入通道

–可編程交叉觸發(fā)單元（CTU），用于將ADC的轉(zhuǎn)換與定時器和PWM同步

?正弦波發(fā)生器（帶低通濾波器的D / A）

?片上CAN / UART自舉程序

?3.0 V至3.6 V單電源

?環(huán)境溫度范圍–40℃至125℃

?結(jié)溫范圍–40℃至150 ℃

PXS20目標(biāo)應(yīng)用：

消費者：

鍋爐加熱控制工業(yè)

可編程邏輯控制（PLC）

輸入輸出控制（I / O控制）

離網(wǎng)太陽能逆變器

商用太陽能逆變器

住宅太陽能逆變器

無人駕駛汽車（地面，空氣，水）

運動控制

過程控制

機器人機械手

機器人手臂

醫(yī)療/保健

麻醉

機監(jiān)護儀 通氣機和呼吸

機電機控制

步進電機

圖1。PXS20

控制的太陽能逆變器PXS20控制的太陽能

逆變器

如今，對綠色能源的需求非常強勁。滿足這種需求的一種可能的選擇是將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。此過程由光伏（PV）太陽能電池板支持，該太陽能電池板會產(chǎn)生各種DC輸出電壓和輸出功率。

在從直流電到交流電的轉(zhuǎn)換中，專用的逆變器為太陽能電池板保持正確的工作點，以最大程度地利用太陽能。飛思卡爾半導(dǎo)體基于PowerArchitecture?技術(shù)構(gòu)建的處理器非常適合于控制此類逆變器。飛思卡爾提供了許多基于Power Architecture技術(shù)的PX微控制器產(chǎn)品組合，用于電源管理和電機控制應(yīng)用。這些設(shè)備的目標(biāo)產(chǎn)品組合包括消費，工業(yè)和其他市場。PX系列電源架構(gòu)設(shè)備中的一個微控制器可以控制整個三相逆變器的各種配置和輸出功率。

圖2.太陽能晶體逆變器基本架構(gòu)圖

圖3.采用H橋拓?fù)涞奶柲軠u輪逆變器的PWM連接示意圖

該演示器使用標(biāo)準(zhǔn)的PXS20控制器板和可支持H橋或H5拓?fù)涞娜嗄孀兤?a href="http://www.delux-kingway.cn/analog/" target="_blank">模擬板。每相的輸入由隔離的15V DC電源表示（替換此演示器中的太陽能電池板）?？刂坪蜏y量電路可以由分離的DC電源或相電源之一供電。

圖4.太陽能晶體逆變器演示板外形圖

圖5.小于1kW的太陽能渦輪逆變器解決方案

圖6.小于3kW的太陽能同軸逆變器解決方案

圖7.小于10kW的太陽能渦輪逆變器解決方案

圖8.大于10kW的太陽能渦輪逆變器解決方案

圖9.太陽能微逆變器解決方案

責(zé)任編輯：gt