开发公用事业仪表中的电源一直具有挑战性。 公用事业电表，尤其是智能电表，必须高效运行，以确保电表能够全天候工作并最大限度地降低能耗。 随着云上数据传输的增加，安全性在这个市场空间中变得越来越重要。 RA4C1 微控制器旨在为您的应用提供备用电池策略，确保即使在主电源发生故障时也能进行关键操作。
为了确保低功耗，许多低功耗外设，如低功耗定时器、低功耗 UART 和段码式 LCD 控制器都集成到 80MHz RA4C1 微控制器 （MCU） 中。 为了减少网络安全威胁，内置一个片上安全引擎，为安全功能提供了与CPU的隔离，并包括密钥管理和密码算法的硬件加速，如AES、ECC和SHA被内置到RA4C1 MCU中。 有关更多信息，请查看 以下 RA4C1 框图。
电表在运行中需要具有弹性。 为了使仪表能够在短暂停电期间继续运行，RA4C1 的功耗低至 1.73μA，可保持 16KB 的 SRAM，并允许实时时钟 （RTC） 在软件待机模式下运行时仅消耗 0.38μA。 这种低功耗特性使用户能够设计带有备用电池的系统，以便在任何情况下继续运行电表。
让我们看看 RA4C1 如何在停电期间提供备用电源，如下图所示。 RA4C1 有两个电源域 – Vcc 电源域和 RTC 域 – 每个电源域都可以独立供电。
CPU、片上存储器和除 RTC 之外的所有外设的电源均由 Vcc 供电。 RTC 是独立电源域的一部分，通过 Vrtc 引脚独立供电。
通过这种电源分离，即使 Vcc 电源出现故障，RTC 也可以连续运行，并使用连接到 Vrtc 的小型备用电池保持准确的时间。 RTC 可以在 0.38 μA 的电流下运行，同时在 Vrtc 的低功耗模式下运行。
RA4C1 还具有三个额外的低电压检测输入，使用户能够轻松管理具有多个电池的备用系统 。
EXLVD 和 EXLVDVBAT 电压检测电路允许用户监控外部电源和外部备用电池，当外部电源发生故障时，该电池可用于为整个芯片供电。
VRTC 电压检测电路监控 RTC 备用电池的外部电池电压。
如果电压低于选定的电压电平，这些电路中的每一个都可能产生中断，表明电源出现故障。
这些LVD电路是对标准LVD电路LVD1和LVD2的补充，它们监控内部Vcc线路，并可用于提供额外的保护级别。
下图中的典型用户电路显示了外部电源，以及主系统备用电池和用于实时时钟的辅助备用电池。
在实际系统中，主备用电池是大型辅助电池或可充电电池，可以维持系统在一段时间内完整运行，而第二个较小的电池，通常是 RTC 的小型主电池，足以维持数年的时间 。
在这个示例系统中，EXLVD 电路用于对外部电源的故障发出预先警告。 在此电源发生故障后，提供给 MCU 的电压电平通常需要一些时间才能开始下降，因此在这段时间内，应用程序可以安全地响应和关闭进程，并将任何关键数据存储到数据闪存中。
然后，系统将回退到支持系统运行的备用电池，通常保持关键系统处于活动状态并等待电源恢复。
如果此电池开始出现故障，EXLVD 会检测到故障，系统可以安全关闭，而由独立备用电池维护的 RTC 将继续运行并保持正确的时间，直到主电源恢复。
这种架构使您的系统能够在使用 1 个或 2 个备用电池的同时，以准确的时钟安全地运行和保持工作。 这些功能适用于许多 应用，例如公用事业仪表和各种传感器应用。
在 www.renesas.com/ra4c1 了解有关 RA4C1 MCU 的更多信息.