车载便携式电源需求激增，瑞萨解决方案赋能创新之路

发布时间：2025-06-05 09:16
作者：AMEYA360
来源：瑞萨
阅读量：174

　　在当今科技飞速发展且生活节奏日益加快的时代，便携式电源设备应用越来越广泛。其中，太阳能充电功能与精确电池管理的电量计虽极具价值，但也面临诸多挑战，如充电效率起伏不定，难以保障设备持续稳定供电;以及太阳能充电模块的集成设计需兼顾便携性与转换效率，在有限空间内实现高效转化等。

　　面对这些趋势与挑战，瑞萨的便携式电源系统解决方案应运而生，其专为多功能、高功率充电而精心设计，具备多种输入和输出选项，完美契合当下多样化的用电需求。

　　瑞萨便携式电源系统解决方案

　　瑞萨的便携式电源系统方案集成了一个数字控制升降压电池充电器，搭配用于充电和放电的USB Type-C®端口控制器(TCPC)，符合USB供电(PD)3.1扩展功率范围(EPR)标准，可从车载电源向USB Type-C®端口提供高达240W的功率。该方案配备3.6KW双向功率因数校正(PFC)和双有源桥(DAB)数字电源，不仅实现了高效稳定的充电，还能灵活应对不同设备的连接需求。

车载便携式电源需求激增，瑞萨解决方案赋能创新之路

　　值得一提的是，该方案还具备太阳能充电功能，能够充分利用可再生能源，为电源系统提供更多的能量来源途径，进一步提升其在各种环境下的适用性。此外，用于精确电池管理的电量计IC在单个封装中集成了MCU和模拟前端(AFE)，能够实时监控电池状态，有效延长电池续航能力。

　　该系统由中央控制板、供电端和负载端三个模块组成。

　　控制部分，中央控制板采用瑞萨入门级MCU RA2E1，该MCU基于48MHz Arm Cortex®-M23内核打造,具有高达128KB代码闪存和16KB SRAM存储器，支持构建各种通用设计。RA2E1具有1.6V至5.5V宽工作电压范围，拥有各种内存和封装可供选择。

车载便携式电源需求激增，瑞萨解决方案赋能创新之路

　　为系统提供电池电量测量和管理的电量计模块采用瑞萨旗下3至10串锂离子电池电量计IC RAJ240100GFP，它将一个MCU器件和AFE器件集成在单个封装中，具备多种电池管理功能。此外，瑞萨还提供用于电池管理的RAJ240090/100评估套件和快速入门指南，该套件具有用户可配置的设置，用于确定器件的不同阈值，实现从评估到客户认证的无缝过渡，而无需进行固件开发。

　　方案中的双向PFC+DC/DC是一个数字电源系统，采用瑞萨高性能MCU RA6T2，专为支持650V GaN FET而设计，通过DAB和图腾柱拓扑结构，提供3.6kW双向转换，可实现>98.5%的效率。

　　在太阳能应用的部分，本方案搭载的智能太阳能电池充电器模块通过MPPT和降压升压优化太阳能电池阵列的功能，实现高效充电、可调电压、可编程速率和强大的电池保护，从而获得最佳性能。供电端的240W USB PD AC/DC适配器模块则是一个符合USB PD 3.2 EPR标准的电源，具有紧凑的设计。其内置的零电压开关(ZVS)最大限度地减少了开关损耗，确保高转换效率(>94%)。

车载便携式电源需求激增，瑞萨解决方案赋能创新之路

　　100W USB Type-C DC输入模块支持宽输入电压范围(4-20V，高达8A)。它提供符合USB PD标准的 VBUS电源，具有可编程电压选项(3.3至21V)，并支持双 USB Type-C® 输出。此外，该模块具有多端口电源管理器功能，可为现代USB供电应用提供可扩展的系统。

　　负载端的12V同步降压稳压器RAA211650是一个集成式60V 5A同步降压稳压器，开关频率200kHz-2.5MHz可调。其集成的低导通电阻MOSFET、栅极驱动器和控制器，使之成为一个高效的降压解决方案。

　　瑞萨的便携式电源系统方案专为快速原型设计而构建，适合移动电源、离网能源解决方案和现场应用的便携式电源。


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