180°電機(jī)控制在家電上應(yīng)用
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MCU特點(diǎn) |
說明 |
對180°變頻油煙機(jī)的好處 |
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強(qiáng)大的定時器功能 |
u 8位寬度的可編程死區(qū) u 8位和16位功能豐富的定時器 （外部事件計數(shù)器、方波輸出、PWM輸出、脈沖寬度測量、單脈沖觸發(fā)器） |
豐富的電機(jī)控制擴(kuò)展功能、、死區(qū)可適應(yīng)不同的功率開關(guān)管、定制個性化的延時油煙抽吸功能 |
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變頻專用模塊 |
u 帶AD觸發(fā)功能 u 在PWM周期中的任意時刻可產(chǎn)生2個自由中斷 |
電機(jī)變頻控制、電流采樣過流保護(hù)、保護(hù)油煙機(jī)的風(fēng)扇軸承因污物而堵轉(zhuǎn) |
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硬件乘法/除法器 |
乘法器：16位x16位，除法器32位/16位 |
加速電機(jī)180°矢量控制算法，加強(qiáng)運(yùn)算能力 |
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10-bit ADC |
3.6us的轉(zhuǎn)換時間，AD轉(zhuǎn)換功能，電源低電壓檢測功能 |
滿足油煙機(jī)內(nèi)部電機(jī)AD采樣功能，可檢測油煙傳感器信號強(qiáng)弱判斷油煙量 |
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實(shí)時輸出端口 |
在IO口上實(shí)時輸出6bit或者4bit數(shù)據(jù) |
可定制個性化功能 |
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多個通用寄存器 |
32x8bit或者16x16bit |
可提高程序運(yùn)行效率 |
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多個外部中斷輸入 |
6個外部中斷輸入，可編程邊緣檢測 |
省卻捕獲單元，檢測速度反饋 |
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自編程功能 |
對flash進(jìn)行在線自編程 |
可以在線存儲油煙機(jī)設(shè)置參數(shù)，省卻外部EEPROM，節(jié)省成本和空間 |
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可編程脈沖發(fā)生器 PPG |
脈沖頻率可設(shè)定，脈沖寬度可設(shè)定 Programmable pulse generator |
可用于風(fēng)扇轉(zhuǎn)速反饋顯示 |
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馬達(dá)緊急停車 |
外部信號輸入控制PWM高阻態(tài)輸出 |
無須軟件直接硬件控制，非正常情況下快速停止風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn) |
表2 變頻控制用的8位MCU特點(diǎn)
瑞薩電子180°變頻電機(jī)控制方案
瑞薩電子(Renesas Electronics)開發(fā)了一套基于8位MCU uPD78F071x的特有的功能的
180°矢量控制方案HS/DC-8，圖2為系統(tǒng)構(gòu)成。
圖2 HS/DC-8系統(tǒng)構(gòu)成
HS/DC-8利用8位MCU的特有的硬件功能來實(shí)現(xiàn)180°矢量控制(FOC)，通過反饋速度計算出矢量控制的PWM占空比的值，用空間矢量PWM(SVPWM)輸出驅(qū)動功率模塊，直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋采用霍爾傳感器。
HS/DC-8驅(qū)動器適用于額定容量為20W~1KW小功率電機(jī)，6~120Hz的電氣角頻率，永磁磁通0.5Wb以下。
相比其他半導(dǎo)體廠商MCU HS/DC-8的馬達(dá)控制方案具有以下優(yōu)勢：
- 低損耗，MCU中專用的變頻控制的定時器，可實(shí)現(xiàn)兩相調(diào)制的低損耗PWM方式，可將逆變器中的功率開關(guān)管損耗降低30%左右，從而延長驅(qū)動器壽命
- 高效率、低噪聲，由于MCU的硬件乘法器可以快速的實(shí)現(xiàn)180°矢量控制算法，方案中又加入了自動相位控制，確保馬達(dá)電流始終保持在最小值進(jìn)行自動控制
- 豐富的保護(hù)和定制功能，依賴于MCU中強(qiáng)大的定時器功能、豐富的IO功能和AD功能，例如死區(qū)保護(hù)、霍爾類型選定、頻率反饋脈沖數(shù)的選定、PWM初始化異常檢測、過壓保護(hù)等
- 低成本，8位MCU節(jié)省外部的EEPROM和內(nèi)部的硬件捕獲單元，使得MCU成本降低
世強(qiáng)電訊的技術(shù)支持
瑞薩電子授權(quán)代理商世強(qiáng)電訊可以針對該系列產(chǎn)品提供以下技術(shù)支持服務(wù)：
a) 應(yīng)用咨詢：在一些工業(yè)或者消費(fèi)類的產(chǎn)品上面，世強(qiáng)電訊可根據(jù)客戶的實(shí)際情況提供電機(jī)使用環(huán)節(jié)的建議，例如使用什么樣的電機(jī)可以達(dá)到節(jié)能、成本最低的效果。
b) 方案設(shè)計：用戶實(shí)際應(yīng)用HS/DC-8的方案時，需要在產(chǎn)品中對HS/DC-8的功能進(jìn)行增加或者刪減，以便實(shí)現(xiàn)更多的功能和減少不必要的成本。世強(qiáng)電訊可幫助客戶在產(chǎn)品設(shè)計中，考慮HS/DC-8的方案更改，為產(chǎn)品量身訂制特定的方案。
c) 硬件參考設(shè)計：HS/DC-8可以提供硬件參考設(shè)計并且給用戶預(yù)備了功能豐富的外部硬件接口，但實(shí)際用戶使用時需要設(shè)計產(chǎn)品自身的硬件接口以便能對HS/DC-8進(jìn)行外部的控制。例如可以增加通訊硬件功能，人機(jī)界面硬件功能。
d) 軟件設(shè)計：HS/DC-8已經(jīng)提供了豐富的保護(hù)和定制功能，以適應(yīng)用戶不同的馬達(dá)系統(tǒng)，世強(qiáng)電訊可以幫助用戶設(shè)定參數(shù)，產(chǎn)品軟件調(diào)試等。
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