国民技术N32L4系列低功耗MCU应用案例分享-Ameya360 electronic components purchasing network

国民技术N32L4系列低功耗MCU应用案例分享

Release time：2023-03-07

author：Ameya360

source：网络

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国民技术拥有业界领先的低功耗MCU技术、无磁计量技术、低功耗无线射频技术，以及金融级信息安全技术等表计核心技术和全栈芯片产品，面向表计行业客户提供低功耗MCU、低功耗蓝牙BLE5.1 SOC、金融级安全芯片等表计方案核心芯片产品，以及从端到云的智能表计解决方案，上述相关芯片已在智能水表、智能电表、智能燃气表、智能热量表等多种表计产品中获得行业标杆客户的批量应用。

N32L4xx系列低功耗MCU在表计中的应用优势

1，水表案例〡基于N32L436的无磁智能水表

功能特点：

无磁计量采用电磁感应技术实现采样，不受水体杂质及外界强磁干扰影响计量精度，基于N32L436可实现LC和线圈两种无磁计量方案，在智能水表领域获得越来越广泛的市场认可，其主要功能特点如下：

① MCU集成无磁计量算法，可实现正向/反向计量，计量度数精确至1L。

② 抗4000高斯汝铁硼强磁干扰。

③ 超低功耗，一节8500mAh电池可续航8年（一天一次）。

④ 采用NB-IoT无线通信，支持BLE4.2/5.0。

⑤ 支持阀门故障、低电量报警等事件上报，可实现远程阀门控制，支持OTA远程升级。

⑥ 自动补抄技术，抄表成功率大于99%。

⑦ IP68防护等级，支持户外安装。

N32L436应用优势：

N32L436内置无磁计量采集算法模块、LCD驱动、比较器、定时器等资源，外围电路精简，单颗芯片同时实现计量与应用处理，大大降低成本，并且具有抗磁干扰、计量精度高，成本低等优势特点。

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2，气表案例〡基于N32L406低功耗MCU的智能燃气表应用

功能特点：

智能燃气表以远传燃气表为主，可以通过网关或基站实现云平台对智能燃气表终端设备的信息采集和实时控制。同时平台可通过与手机的交互实现用户对智能燃气表的用气量查询、报警、报修、充值缴费等操作。通过N32L406实现的燃气表功能包括：

① 通过TIMER模块对燃气表皮膜计量模块的脉冲计数或者对燃气表超声波计量模块的气体流速积分运算，从而实现计费功能。

② 通过内置FLASH存储器保存气量数据和时间日期，以及计价方式和阶梯气价的详细计费标准。

③ 通过内置RTC模块实现日期时间的实时计时功能。

④ 通过内置LCD模块连接到液晶显示屏，显示气量数据和时间日期等信息。

⑤ 通过USART连接到NB-IOT等通信模块，用于数据交互及平台对终端设备的实时控制。

⑥ 通过ADC实时检测电池状态做过流过温等保护，通过GPIO控制阀门通断和蜂鸣器报警。

N32L406应用优势：

N32L406的超低静态功耗和运行功耗，以及增强工业级-40℃至105℃工作温度，支持±4KV ESD冲击，能确保燃气表有效防止静电干扰并长期稳定工作。芯片拥有多达9路定时器，可满足气量数据采集计算，同时还拥有1路低功耗定时器和RTC实时时钟，支持闰年万年历、周期性唤醒，支持内外部时钟校准。128KByte片内Flash，支持加密存储、分区管理及数据保护，支持硬件ECC校验，10万次擦写次数，10年数据保持，可有效保护气表内的数据，防止偷盗气等行为。芯片具有1个12bit 4.5Msps ADC，多达16路通道，可满足气表电池电量等信息的采集和管理需求。

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3，电表案例〡基于N32L406低功耗MCU的三相导轨式电能表

功能特点：

导轨式安装电表为低压照明终端的电能计量提供了有效的解决方案，可广泛应用于楼宇、商场、会展中心、学校、机场、港口及工厂等。基于N32L406的三相导轨式电能表采用模块化结构，体积小巧，安装方便，运行可靠。通过网络预付费系统实现网络式预付费管理功能、在线抄表、数据查询、欠费断电、在线缴费充值送电、远程控制等功能。主要功能特点包括：

① 强弱电分离设计。

② 双向电能计量。

③ 预付费。

④ 参数可编程。

N32L406应用优势：

N32L406采用增强工业级可靠性技术，适应复杂电气环境，增强电表可靠性。芯片基于Cortex-M4F内核，支持FPU浮点运算，提供1.25DMIPS/MHz的优异性能，在STOP2模式下工作电流约为2uA，低功耗运行模式工作电流在1mA以内，可以有效降低产品功耗。片内集成2个SPI，速率可达16Mbps；5个串口波特率可配置，支持DMA，最高波特率可达2Mbit/s，可以满足电表产品各种应用功能高速接口需求。芯片具备硬件级高安全性，为代码安全以及用户数据安全提供保护。

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4，热表案例〡基于N32L436的超声波热量表

功能特点：

超声波热量表为供热系统收费提供结算数据并为其精细化管理提供数据支持，在集中供暖、中央空调和冷热联供等热量计量收费的采暖设施等许多领域获得了成功的应用，主要功能特点：

① 无机械叶轮转动，不产生机械磨损，使用寿命远远长于机械式热量表，且基本属于免维护产品。

② 计量可靠性好，穿过热量表前端过滤器的细小杂质，对超声波热量表精确计量不会造成影响。

③ 计量纠纷少，不堵塞，不磨损，利于供热计量工作的顺利进行。

N32L436应用优势：

N32L436支持FPU浮点运算，其Cortex-M4F内核高效支撑超声波热量表利用公式计算热交换系统获得的热量。芯片内置12bit ADC最高达5.14Msps，可实现快速采集模拟量。具有多种低功耗模式，低功耗外设（LPUART）支持产品无线物联网通讯以及降低产品电池更换等使用成本。芯片在-40℃~105℃工作温度范围、±4KV（HBM模型）ESD环境下可正常工作，使得产品能够长时间适应复杂供热水质条件，增强热量表可靠性。集成高安全密码算法硬件加速引擎，保证代码安全以及用户数据安全。

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行业新闻

国民技术MCU+BMS双芯驱动光储充，以智能控制与安全高效赋能能源未来

　　随着全球能源结构向清洁化、智能化转型，光伏+储能+充电(光储充)一体化解决方案成为行业热点。在这一领域中，微控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)芯片作为核心控制单元，分别承担系统智能化管理和电池安全高效运行的关键任务。国民技术MCU与BMS芯片产品凭借其高性能、低功耗和高检测精度等优势，正推动光储充系统向更高效、更可靠的方向发展。　　6月12日，在全球光储融合前沿技术大会上，国民技术市场总监刘亚明与行业专家、用户代表展开深入交流，重点探讨N32系列MCU及 NB系列 BMS AFE产品在光储充领域的应用优势。会议聚焦如何通过高运算性能和高检测精度的芯片技术提升能源管理效率、优化系统运行性能，并打造更安全可靠的用户体验。　　N32 MCU：光储充系统的“智慧大脑”　　国民技术N32 MCU产品家族已形成完整的32位微控制器产品矩阵，包含38个产品系列、近300款型号，全面覆盖Cortex-M0/M4/M7内核架构，主频范围48 MHz至600 MHz，在业内具有先进的工艺制程、创新性的双核异构构架以及广泛的全栈产品覆盖等优势。　　刘亚明在本次演讲中详细解析了国民技术MCU产品在光储充领域的技术优势：　　01高效能源管理，提升系统稳定性　　在光储充系统中，能源的高效转换与管理至关重要。MCU通过精准的算法控制，实现光伏MPPT(最大功率点跟踪)优化、电池储能智能管理(BMS)和充电桩动态功率分配。N32 MCU高算力(最高主频600 MHz，性能达1284 DMIPS)、高精度(100 ps超高分辨率PWM输出)和实时响应能力(支持Flash加速单元实现零等待执行程序)，确保能源流动更高效，系统运行更稳定。　　02低功耗设计，延长设备续航　　光储充系统通常需要7×24小时运行，MCU的低功耗特性可大幅降低待机功耗，可以帮助光储充系统减少能源浪费，提升整体能效。 N32 MCU在低功耗设计方面支持：　　— 休眠模式唤醒：N32 MCU支持RUN、SLEEP、Stop0、Stop2、Standby、VBAT等工作模式，根据工作场景切换工作模式，减少无效能耗。　　— 动态电压调节：可根据负载情况调整MCU运行频率和电压，优化能耗比。　　03高集成度，系统设计更灵活　　N32 MCU最大集成了高达4MB Flash存储空间，1.5MB的SRAM空间，便于运行各种高效的能源计量与管理算法，除此之外集成了丰富的外设资源，如ADC、DAC、CMP等模拟外设，内部集成多个UART、USB、CAN/CAN FD和Ethernet等通信接口，让系统设计更灵活。　　04实时响应与安全保护　　光储充系统对安全性和实时性要求极高，MCU的实时性与安全性保障了光储充系统的可靠性与智能化。　　N32 MCU提供：　　— 硬件级保护机制：多种芯片内硬件级保护机制、时钟失效监测等故障的快速检测与关断机制。　　— 数据加密与安全启动：防止黑客攻击，保障用户数据和设备安全。　　NB BMS+N32 MCU芯片协同助力安全高效　　国民技术为光储充市场提供完整的芯片级解决方案，通过MCU+BMS芯片协同创新，构建安全高效的能源管理系统。　　产品矩阵与技术优势：　　BMS AFE芯片NB1802：高精度电池监测前端。　　— 支持6-18串电芯监控。　　— ±1.5 mV电压检测精度(-20 ℃~60 ℃)。　　— 350 mA大电流被动均衡，最长90小时离线均衡。　　— 1.5 Mbps菊花链通信，支持62颗级联。　　— 10路GPIO或模拟输入,支持灵活配置Busbar测量通道。　　NBT02：专用桥接芯片，支持环形拓扑通信。　　NB1802与NBT02芯片将于年底发布。　　广泛的光储充应用案例　　大会同期的2025 SNEC国际光伏储能展，国民技术带来了包括关断器、逆变器、集中式架构储能方案、数字电源、交流充电桩以及60KW直流充电桩等光储充用户案例与方案。　　光伏关断器应用　　主控芯片：N32H474　　优势：　　— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。　　— 高精度定时器资源：1xSHRTIM (125 ps)、3xATIM(5 ns)、10xGTIM(5 ns/5.56 ns)。　　— 高性能模拟：4x12-bit 4.7Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP。　　— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。　　应用特点：　　主控芯片实时采集电压、电流及温度数据，通过磁耦合器模块(RSM)依据SunSpec协议传输至快速关断器(RSD)，触发光伏组件电气解耦，确保30秒内电压降至安全范围。　　逆变器应用　　主控芯片：1xN32H765+ 2xN32H473　　优势：　　N32H765　　—高性能：ARM Cortex-M7@600 MHz，性能达1284DMIPS，双精度浮点运算单元，支持DSP指令和MPU，支持Flash加速单元实现零等待程序执行。　　— 高精度定时器资源：2x16-bit SHRTIM (100 ps)、4x16-bit ATIM(3.3 ns)、10x16-bit GTIM、4x32-bit BTIM、5x16-bit LPTIM。　　— 高性能模拟外设：3x12-bit 5 Msps ADC(支持16-bit硬件过采样，支持单端和差分模式)、6x12-bit DAC、 4xCOMP。　　— 丰富的数字接口：15xU(S)ART、8xCAN FD。　　— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。　　N32H473　　— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。　　— 丰富的定时器资源： 3x16-bit ATIM(5 ns)、10x16-bit GTIM、2x32-bit BTIM、2x16-bit LPTIM。　　— 高性能模拟外设：4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP。　　— 丰富的数字接口：8xU(S)ART(其中三个UART支持任意I/O映射), 2xCAN FD(任意I/O映射)。　　— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。　　应用特点：　　主控MCU实现核心控制功能，包括：　　— MPPT(最大功率点跟踪)　　● 支持4路MPPT，独立优化，适配不同朝向/倾角/阴影遮挡的光伏组串，提升发电效率。　　● 21A大电流输入，兼容182/210大尺寸高效组件，支持1.1倍直流超配，最大化利用组件功率。　　— DC/AC转换控制　　● 采用高效IGBT/SiC MOS拓扑，转换效率高达98.6%，降低能量损耗;支持宽电压输入范围(200 V~1000V DC)，适应不同光照条件下的组件输出。　　集中式架构储能方案　　芯片型号：　　MCU：N32H47x/N32G45x　　BMS AFE：NB1802　　菊花隔离链通信芯片：NBT02　　方案特点：　　— 稳定检测电池包电压和温度。　　— 电压精度±1.5 mV(常温)，±3 mV(-40 ℃~125 ℃);温度精度0.5 ℃~1 ℃。　　— 高可靠性菊花链(环状)通信，支持正向/反向唤醒。　　— 支持BusBar电压采集(-1 V ~5 V)，通道灵活可配。　　— 低功耗　　Active: 10 mA，　　Shutdown: 15 uA。　　数字电源方案　　主控芯片：N32H474　　优势：　　— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。　　— 高精度定时器：支持12通道125ps超高分辨率相位可调的PWM输出。　　— 高集成度外设：4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP、3xCAN FD。　　— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。　　应用特点：　　单芯片实现500-5000W的多相FPC+LLC数字电源控制。　　交流充电桩应用　　主控芯片：N32G457　　优势：　　— 最优效能成本比：ARM Cortex-M4F@144MHz，性能达180DMIPS，支持Flash加速单元实现零等待程序执行。　　— 高集成度：7xU(S)ART、3xSPI(2个支持I2S)、4xI2C,1xUSB2.0、2xCAN2.0。　　— 高安全：支持外部高速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。　　应用特点：　　N32G457作为整机控制器，实现充电枪状态检测、功率控制、充电模块温度监测、电量计量、语音播报，并通过4G或以太网将数据上传至服务器。　　直流充电桩应用　　主控芯片: N32H474　　优势：　　— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。　　— 高精度定时器资源：支持12通道125 ps超高分辨率相位可调的PWM输出。　　— 高集成度外设：4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP、3xCAN FD　　等通信接口。　　— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。　　应用特点：　　— 控制充电启停、预充电(避免电流冲击)、恒流(CC)/恒压(CV)模式切换，确保符合国标。　　— 实时高精度调整PWM占空比，精确控制输出电压(200V-1000V)和电流(0-400A)。　　— 通过 CAN总线与车辆BMS交互，获取电池SOC、温度、最大允许充电电流等参数，动态调整充电策略。　　— 具备过欠压保护、过流保护、绝缘监测、温度保护和急停等功能。　　附录：光储充应用MCU推荐型号主要参数对比

2025-06-16 09:47 reading：529

model	brand	Quote
MC33074DR2G	onsemi
CDZVT2R20B	ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2	ROHM Semiconductor
TL431ACLPR	Texas Instruments
RB751G-40T2R	ROHM Semiconductor

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onsemi

ROHM Semiconductor

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Texas Instruments

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model	brand	To snap up
TPS63050YFFR	Texas Instruments
BU33JA2MNVX-CTL	ROHM Semiconductor
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ESR03EZPJ151	ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1	Infineon Technologies
STM32F429IGT6	STMicroelectronics

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To snap up

Texas Instruments

ROHM Semiconductor

ROHM Semiconductor

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