【導讀】交流充電樁俗稱“慢充”
，交流單相充電樁（一般最大額定功率為7kW），充電樁一般與交流電網（市電）lianjie。jiaoliuchongdianzhuangzhuyaoshiyongyuweixiaoxingchundiandongqichehuokechadianhunhedonglidiandongqichechongdian，weidiandongqichechezaichongdianjitigongjiaoliudianyuandegongdianzhuangzhi
，xiangdangyuzhishiqileyigekongzhidianyuandezuoyong。

本文介紹了RA6M1單片機在電動汽車交流充電樁的應用及快速開發過程

電動汽車交流充電樁

交流充電樁俗稱“慢充”
，交流單相充電樁（一般最大額定功率為7kW），充電樁一般與交流電網（市電）lianjie。jiaoliuchongdianzhuangzhuyaoshiyongyuweixiaoxingchundiandongqichehuokechadianhunhedonglidiandongqichechongdian


，weidiandongqichechezaichongdianjitigongjiaoliudianyuandegongdianzhuangzhi

，xiangdangyuzhishiqileyigekongzhidianyuandezuoyong。

根據不同車輛電池容量，車輛充滿電的時間一般需要3至8個小時。根據交流充電樁係統實際需求
，一般會搭配兩顆ARM Cortex M4內核以上的MCU
，其中一顆為主要核心MCU，用於整樁控製

，包含充電控製、電能計量
、計費單元控製和通信傳輸；另一顆MCU用於在無網絡狀態使用，可搭配射頻卡或Wi-Fi使用，一般應用於個體使用或企業內部使用。

整體交流充電樁使用的外設及資源包含：GPIO、ADC、PWM、IIC、UART和USB等資源。Renesas RA6M1 MCU，性能非常適合本設計的要求。

RA6M1

●   100Pin的QFP封裝

●   ARM Cortex M4內核的MCU帶有DSP等功能

●   豐富的GPIO和外設資源；

●   120MZH的主頻

●   帶有512kB Flash和256kB SRAM，可以減少片外FLASH的需求，可以將關鍵數據存儲在內部Data Flash中。

交流充電樁的設計框圖如圖1及部分硬件原理圖如圖2所示：

圖1  交流充電樁原理圖

模塊功能介紹

●   GPIO和光耦控製繼電器的開合

●   PWM監測汽車的CP信號

●   ADC采集高壓信號

●   UART用於射頻非接卡和LCD等通訊

●   溫濕度監測和4G模組

●   Data Flash 使用

●   PWM監測電動汽車的CP信號模塊介紹

交流充電樁的CP信號是用於監控電動汽車和充電樁交互的功能的信號，它是由MCU發出的PWM信號。CP信號的幅值範圍是±12V，PWM信號的占空比表示當前充電樁為電動汽車提供的最大充電電流數據
，當PWM為1kHz，53%占空比的時候，可以為電動汽車提供32A的充電電流。

●   UART用於射頻非接卡和LCD等通訊模塊介紹

LCD選用迪文的觸摸液晶屏
，主要用於人機界麵顯示和急停按鈕反饋
，LCD屏幕輸出充電樁當前的信息，包含輸出電壓、電流、充電量和費用清單等。

射she頻pin非fei接jie卡ka是shi預yu留liu的de交jiao互hu接jie口kou
，為wei交jiao流liu充chong電dian樁zhuang可ke配pei置zhi選xuan型xing，當dang交jiao流liu充chong電dian樁zhuang的de終zhong端duan用yong戶hu為wei個ge體ti或huo企qi業ye內nei部bu使shi用yong時shi候hou，無wu需xu計ji費fei單dan元yuan和he聯lian網wang功gong能neng，可ke使shi用yong射she頻pin非fei接jie卡ka可ke以yi進jin行xing自zi助zhu充chong電dian
，完wan全quan可ke以yi脫tuo離li網wang絡luo對dui電dian動dong汽qi車che進jin行xing充chong電dian。

●   GPIO和光耦控製繼電器的開合

由於整個係統采用交流220V供電
，為了提高係統的穩定性GPIO的輸出控製全部帶有光耦，同時使用MOS和繼電器控製電源的通斷。

●   溫濕度監測和4G模組

板級溫濕度監測, 主要用於監測PCB的板載溫度，由於整板采用交流220V電源供電，同時後續電路有多顆LDO，使用溫濕度傳感器監測整板溫度異常和安裝環境的濕度異常，當發生異常後MCU將關閉充電功能，保證係統的穩定性和安全性。

●   Data Flash

Data Flashzhuyaoyongyujiluzaiduanwangzhuangtaixiachongdianzhuangdejiesuanshujuheyichangshujujilu，baozhengkehuzaishiyongguochengzhongjibianfashengwuwangluolianjiezhuangtaikehudechongdianshujuxinxidoukeyijilu。

圖2  交流充電樁部分原理圖

在硬件設計完成後，開始進行軟件程序編寫，Renesas IDE是e2 studio，調試器是E2-lite，官方文檔很詳細，基本上熟悉一天的話
，底層的驅動及應用就可以上手了，同時Renesas給出了很多例程都可以快速的導入到IDE裏麵
，在新建工程時建議將編譯工具鏈選擇最新版本，不僅編譯速度快而且電腦不卡。在不到60天的時間內，我完成了樣機的Demo調試，性能完全滿足要求。

在使用過Renesas的MCU後

，感覺Renesas基於ARM Cortex M內核的MCU在功能和IDE方麵非常好用，無論在硬件軟件上Renesas MCU都是值得選擇的單片機，從此開始了我的Renesas MCU開發之路。

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