Renesas Electronics Neue Mikrocontroller mit LED-Funktionen

Renesas Electronics hat fünf 16-bit-Mikrocontroller (MCUs) der RL78/I1A-Familie vorgestellt, die auf einem einzigen Chip alle Funktionen enthalten, die für die Steuerung der Versorgungsspannung, der LEDs sowie der Kommunikation notwendig sind.

Die neuen MCUs nutzen eine RL78-CPU und sind mit Flashspeichern zwischen 32 und 64 Kbyte und in Gehäusen zwischen 20 und 38 Pins erhältlich. Verglichen mit den 78K0/Ix2 Produkten wird im Normalbetrieb ein um 20 Prozent geringere Leistungsaufnahme erzielt.

LED-Beleuchtung kommt immer häufiger in Industrie- und Bürogebäuden, bei der Straßenbeleuchtung sowie im Wohnbereich zum Einsatz. Der weltweite Markt für LED-Beleuchtungstechnik wird von den etwa 20 Millionen im Jahre 2009 verkauften Einheiten bis zum Jahr 2014 voraussichtlich auf mehr als 400 Millionen anwachsen.

Vor diesem Hintergrund hat Renesas seine bestehende 8-bit-MCU-Produktpalette für den Einsatz in Lichttechnik-Vorschaltgeräten um die 16-Bit-MCU-Familie RL78/I1A erweitert. Die RL78/I1A-Produktfamilie eignet sich speziell für eine effektive Dimmung farbiger Beleuchtung sowie die Steuerung der Farbtemperatur. Die RL78/I1A  Produkte sind kompatibel zu den Lichttechnik-Kommunikationsstandards für eine zentralisierte Steuerung in Gebäuden und Büros.

Die neuen Lichttechnik-MCUs von Renesas Electronics bieten sechs hochauflösende PWM-Ausgänge, die eine durchschnittliche Auflösung von 0,97 ns unterstützen. Dies ermöglicht eine genauere Farbtemperatur-Einstellung als bei den Produkten der 78K0/Ix2 Serie. Die neuen MCUs enthalten außerdem zusätzliche Timer, die die PWM Ausgänge mit einer weiteren 16-bit-PWM überlagern können, so dass eine feine Dimmungs-Einstellung möglich ist.

Zusätzlich enthalten diese Bausteine einen PGA, der den A/D-Wandler-Eingangspegel bis um den Faktor 32 verstärken kann, um eine hoch präzise LED-Strommessung zu ermöglichen. Dies erlaubt sowohl eine noch höher auflösende Helligkeitsmessung, ebenso wie den Einsatz eines kleineren Widerstands für die Strommessung, wodurch sich der Gesamt-Energieverbrauch des Systems senken lässt.

Die Mikrocontroller erhalten eine neue integrierte PFC-Steuerfunktion, die einen Betrieb im Interleaving-Modus für High-Power-Geräte ermöglicht, die verbesserte Lastfaktoren benötigen. Dank der Verknüpfung der integrierten Komparatoren und eines Interrupt-Pins mit den PWM-Timern ist eine effektive PFC-Steuerung ohne CPU-Beteiligung möglich. Ein externes PFC-Steuerungs-IC ist nicht mehr erforderlich.

Die neuen MCUs bieten eine Überstrom-Erkennungsfunktion, die mit Komparatoren arbeitet (einschließlich Window-Komparatoren für die Einstellung von Maximal- und Minimal-Grenzwerten). Diese Funktion ermöglicht eine Überspannungs- und Überstrom-Erkennung, die automatisch das Ausgangssignal des PWM-Timers anhält und damit eine Zerstörung der Lampe und des Steuergerätes verhindern kann.

Die Baustein-Architektur erlaubt zudem eine Auswahl unterschiedlicher Port-Ausgangszustände für den Fall einer erzwungenen Ausgangs-Abschaltung. Die wählbaren Port-Ausgangszustände sind: High-Level-Output, Low-Level-Output oder High Impedance. Dies ermöglicht den flexiblen Einsatz der unterschiedlichsten Schutzschaltungen.

Die RL78/I1A MCUs unterstützen den europäischen Sicherheitsstandard IEC60730 für Haushaltsgeräte, der für Leuchten die folgenden Funktionen vorschreibt: eine CRC-Berechnungsfunktion für den Flash-Speicher, eine Erkennungsfunktion für Paritätsfehler im RAM, eine Taktfrequenz-Erkennungsfunktion sowie eine Schutzfunktion gegen illegale Speicherzugriffe.

Neben CSI unterstützen die Bausteine auch den I2C-Bus und die UART-Standards (DMX512) sowie sogar den offenen DALI-Standard  für die Lichttechnik-Kommunikation, der sich auch für erweiterte DALI-Frames eignet.