瑞萨高性能便携式电源系统设计方案解析

瑞萨推出的便携式数字电源系统解决方案，集成了先进的升降压电池管理、USB Type-C® PD 3.1 EPR协议支持、双向功率因数校正（PFC）及双有源桥（DAB）拓扑结构，可实现高达240W的车载供电输出。该方案不仅适用于多种应用场景，还具备太阳能充电功能，为工程师在设计高效率、多功能电源系统时提供了灵活的技术基础。瑞萨电子代理商-中芯巨能为您介绍此方案的核心组件及特点。如需瑞萨电子产品规格书、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。

系统架构与核心组件

整个系统由三大模块构成：中央控制板、供电端和负载端。其中，中央控制板采用瑞萨RA2E1 MCU，基于Arm Cortex®-M23内核，主频可达48MHz，配备128KB代码闪存与16KB SRAM，支持1.6V至5.5V宽电压输入，适用于多场景通用设计。该MCU作为系统主控单元，负责协调各子模块间的通信与控制逻辑。

在电池管理方面，系统采用了集成MCU与AFE（模拟前端）的电量计IC RAJ240100GFP，专用于3至10节串联锂离子电池组。其内置算法可实时监测电池状态，包括电压、电流、温度及剩余容量，从而优化充放电策略，延长电池寿命。此外，配套的RAJ240090/100评估套件支持用户快速配置参数，便于开发初期验证与后期量产认证。

高效电力转换与双向拓扑设计

本系统的核心亮点之一是其3.6kW双向数字电源模块，采用RA6T2高性能MCU进行控制，结合图腾柱PFC与DAB（双有源桥）拓扑结构，实现超过98.5%的能量转换效率。RA6T2专为驱动650V GaN FET而优化，支持高频开关操作，适用于需要高密度、低损耗的双向能量传输应用。

供电端则包含一个符合USB PD 3.2 EPR标准的240W AC/DC适配器模块，采用零电压开关（ZVS）技术以降低开关损耗，提升整体能效（＞94%）。该模块体积紧凑，适用于车载或移动设备供电。同时，100W USB Type-C® DC输入模块支持4-20V宽输入范围，最大电流8A，提供可编程VBUS电压（3.3-21V），并支持双C口输出，满足多设备并行供电需求。

可再生能源接入与智能调节

为了扩展能源来源，系统集成了智能太阳能充电模块，利用MPPT（最大功率点跟踪）算法优化光伏阵列输出，并通过升降压变换器实现高效能量转化。该模块具备可调输出电压、可编程充电速率及多重电池保护机制，确保在不同光照条件下都能获得最佳充电性能。

负载端采用RAA211650同步降压稳压器，是一款集成60V/5A MOSFET、栅极驱动与控制器的高效解决方案，支持200kHz至2.5MHz频率调节，适用于对尺寸与效率要求较高的嵌入式应用。

总结

瑞萨提供的这一便携式电源系统方案，不仅在硬件层面实现了高效能、高集成度的设计，在软件层面也提供了完整的开发支持，涵盖固件库、评估工具与快速启动指南。对于工程师而言，该平台为构建高性能、多接口、多能源接入的现代电源系统提供了坚实的技术支撑，适用于新能源车、户外储能、工业便携设备等多样化应用场景。