從100MHz向200MHz以上邁進(jìn)，儲能MCU新趨勢

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）隨著儲能系統(tǒng)的發(fā)展，對BMS的性能需求也在與日俱增。而如今，BMS也開始集成MCU、AFE等產(chǎn)品，這對于其中的MCU而言，又提出了新的要求。

比如隨著儲能系統(tǒng)對能效和續(xù)航時間的要求不斷提高，MCU需要在保持高性能的同時，進(jìn)一步降低功耗。并且為了更準(zhǔn)確地監(jiān)測電池狀態(tài)和控制充放電過程，MCU需要具備高精度的ADC和DAC。

并且儲能BMS需要與AFE、傳感器、上位機(jī)等設(shè)備進(jìn)行通信，因此MCU需要具備多種外設(shè)接口，如UART、SPI、I2C、CAN等。同時由于儲能系統(tǒng)需要高可靠性，因此MCU需要具備功能安全特性，如故障檢測、自我診斷等。

此外，為了簡化系統(tǒng)設(shè)計和降低開發(fā)成本，MCU正朝著集成化和模塊化方向發(fā)展。一些MCU內(nèi)置了AFE、預(yù)驅(qū)等功能模塊，減少了外部元件的數(shù)量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

主流架構(gòu)上采用Cortex-M4/M33或RISC-V，支持硬件浮點(diǎn)運(yùn)算（FPU）和DSP指令，滿足復(fù)雜算法（如SOC/SOH估算、FOC控制）需求。主頻從100MHz向200MHz以上演進(jìn)，縮短電流環(huán)響應(yīng)時間。

市場中的儲能MCU新品

由于儲能系統(tǒng)的新需求，也促使廠商推出了相應(yīng)產(chǎn)品。例如晶豐明源的LKS32MC453便是一款高性能、低功耗的MCU。其采用192MHz的32位Cortex-M4F內(nèi)核，具備豐富的DSP指令和硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元，能夠快速處理復(fù)雜的計算任務(wù)，滿足儲能BMS中對電池狀態(tài)實時監(jiān)測和控制的需求。

集成了多種外設(shè)，如2個I2C接口、2個SPI接口、1路CAN接口和3路UART接口等，內(nèi)置3路14位SAR ADC，采樣及轉(zhuǎn)換速率可達(dá)2 Msps，內(nèi)置3個通用16位定時器、2個通用32位定時器和1個24位systick定時器，具備多種低功耗模式，如睡眠模式、深睡眠模式等。

內(nèi)置12MHz高精度RC時鐘和低速32kHz時鐘，可外掛12-24MHz外部晶振，確保系統(tǒng)在不同工作條件下的穩(wěn)定運(yùn)行；同時具備ADC自檢模塊、CRC模塊等，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

愛普特的APT32F103是一款基于RISC-V架構(gòu)的32位MCU，最高工作頻率達(dá)48MHz，具有高性能、高可靠性和豐富的外設(shè)接口。

片載80Kbytes的程序閃存，內(nèi)含8Kbytes的SRAM以及獨(dú)立的3Kbytes數(shù)據(jù)閃存。支持多種通信協(xié)議，包括1xI2C、3xUART、1xUSART、1xSPI和1xSIO。最多支持30個GPIO，所有GPIO均可配置為外部中斷。具備4個大電流驅(qū)動管腳，每個管腳支持灌入最大電流為120mA。

擁有多達(dá)24路的12位ADC，支持內(nèi)部/外部VREF輸入，支持多達(dá)25路的觸摸按鍵控制器。配備多個定時器，包括1x16位增強(qiáng)型定時器（支持7路PWM輸出）、1x16位通用定時器（支持2路PWM輸出）、4x16位基本定時器、1x16位低功耗定時器和1x16位實時時鐘定時器。包括獨(dú)立看門狗定時器（IWDT）和窗口看門狗定時器（WWDT），確保系統(tǒng)在異常情況下的可靠性和穩(wěn)定性。

工作電壓支持1.8V-5.5V的寬電壓范圍，能夠在-40℃-85℃的寬溫度范圍內(nèi)正常工作，支持多種低功耗模式，能夠根據(jù)負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整功耗。通過CS 10V A級測試，支持ESD 8KV和EFT 4KV保護(hù)。

小結(jié)

目前儲能MCU方向均聚焦于高性能、高集成度、工業(yè)級可靠性，未來，隨著儲能市場的高速增長，MCU將進(jìn)一步向AI化、寬壓化、RISC-V化發(fā)展，國產(chǎn)廠商有望憑借本土化服務(wù)和性價比占據(jù)更大份額。