在移動設備和戶外應用場景日益豐富的今天，用戶對便攜式電源系統提出了更高要求：不僅要支持多種輸入源（如USB-C、AC/DC、太陽能），還需具備高效的能量轉換能力、智能化的電池管理以及輕量化設計。針對這一需求，瑞薩電子推出了一套高度集成的便攜式電源解決方案，適用于便攜式發電站、儲能系統（ESS）、不間斷電源（UPS）及電動汽車（EV）移動充電等多種場景。瑞薩電子代理商-中芯巨能為您介紹該解決方案的系統架構及優勢。

一、系統架構概覽

該系統采用模塊化設計理念，核心由以下幾個關鍵部分組成：

多輸入USB PD充電器（支持240W輸出）

數字PFC + 雙有源橋（DAB）雙向AC/DC變換器

智能太陽能充電控制器（基于ISL95338）

高精度電量計IC（FGIC）與R-BMS F固件方案

RA6T2 MCU + SuperGaN FET功率器件

系統整體可支持3至10節串聯鋰電池組，適配消費級到工業級應用需求。

二、關鍵技術挑戰與應對策略

1. 輸入/輸出多樣化帶來的復雜性

現代便攜式電源需兼容多種輸入方式（如市電、車輛電源、太陽能板）和輸出協議（如USB PD 3.1 EPR）。為此，瑞薩通過集成多輸入USB PD控制器實現高達240W的雙向充放電功能，并引入RAJ240100GFP電量計+R-BMS F固件，簡化了SOC/SOH估算流程，提升了系統的適應性和開發效率。

2. 能量轉換效率優化

為了提升能量利用率，系統采用了基于RA6T2 Arm?內核MCU和650V SuperGaN FET的圖騰柱無橋PFC拓撲結構，配合DAB隔離式DC/DC轉換器，構建了一個高效的雙向數字AC/DC轉換平臺。該結構支持高達3.6kW功率傳輸，適用于高性能便攜式電源系統。

此外，系統還集成了ISL95338降壓-升壓控制器，用于太陽能輸入端的最大功率點跟蹤（MPPT）控制，確保在不同光照條件下實現最佳充電效率。

3. 電池管理與安全控制

電池管理系統（BMS）是整個系統的核心之一。瑞薩提供的FGIC（Fuel Gauge IC）電量計IC，集成了15位Delta-Sigma ADC電壓檢測和18位電流積分電路，電壓測量精度±5mV，電流精度±10mA，為SOC估算提供了高可靠性數據基礎。

同時，該IC支持自診斷功能、電池均衡控制、健康狀態（SOH）評估等高級特性，有助于延長電池壽命并提升安全性。結合R-BMS F固定固件方案，開發者可以顯著縮短BMS子系統的開發周期。

三、輕量化與便攜性設計

盡管系統功能復雜，但瑞薩通過以下措施實現了良好的便攜性：

使用RA2E1低功耗MCU作為輔助控制器，降低整體功耗與體積；

采用GaN器件替代傳統Si MOSFET，減小功率變換模塊尺寸；

模塊化設計便于根據應用需求靈活配置系統組件。

這種設計使得該系統既能滿足專業級戶外電源或小型儲能裝置的需求，也適合消費類便攜式發電站的應用場景。

四、典型應用場景分析

1. 便攜式發電站 / 戶外電源

支持多種輸入方式（太陽能、市電、車載充電），滿足露營、應急救援等場景下的多設備供電需求。

2. 儲能系統（ESS）與不間斷電源（UPS）

在家庭或小型商業環境中提供備用電力，在電網不穩定或停電時保障關鍵設備運行。

3. 移動式電動汽車充電器

作為EV車主的“移動充電樁”，尤其適用于無法安裝固定充電樁的用戶。

4. 工業與偏遠地區供電

為野外施工、通信基站、監測設備等提供穩定可靠的離網供電解決方案。

五、總結

瑞薩電子推出的這套便攜式電源系統，融合了高效能轉換技術、智能化電池管理與模塊化設計思路，成功解決了當前便攜電源產品在多功能性、能效、安全性與便攜性之間的平衡難題。

對于工程師而言，該方案不僅提供了完整的硬件參考設計，還配套了成熟的軟件固件支持（如R-BMS F），大幅降低了開發門檻，適用于從消費類到工業級的廣泛市場。未來，隨著能源管理需求的進一步升級，這類集成化、智能化的電源系統將成為行業發展的主流方向。如需瑞薩電子產品規格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。