基于西門子專用單片機(jī)C504的變頻空調(diào)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的基本硬件結(jié)構(gòu)

　　對(duì)于空調(diào)電控系統(tǒng)，不論室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)，都必須具備電機(jī)驅(qū)動(dòng)的功能。特別是新型變頻空調(diào)，為了達(dá)到靜噪效果，室內(nèi)風(fēng)機(jī)往往采用直流無(wú)刷電機(jī)型。因此，室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)仍是不同類型變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。圖5給出了基本的電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理框圖。

圖5電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理框圖

　　圖5（a）給出了一般三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)框圖，全橋的三組橋臂分別由CCO,COUTO;CC1,COUT1;CC2、COUT2驅(qū)動(dòng)，電流值由傳感器檢測(cè)，送至C504的A/D轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行測(cè)試。圖5（b）,（c）為直流無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，其中圖5（b）為內(nèi)置傳感器型的，而圖5（c）為無(wú)內(nèi)置傳感器，而采用增量位置解碼方式工作的。

圖6BPK－II型變頻空調(diào)電控系統(tǒng)室外機(jī)驅(qū)動(dòng)部分

4變頻空調(diào)室外機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)

　　圖6所示為我們研究的BPK－II型變頻空調(diào)電控系統(tǒng)室外機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的電原理圖。

　　從圖中，可看出驅(qū)動(dòng)部分共分3大部分：整流部分、逆變部分和控制部分。其中整流部分包括交流濾波、尖峰吸收、電流檢測(cè)、整流、濾波等電路。逆變部分包括IPM模塊（PM20CTM060）、工作電源部分、光電隔離部分、驅(qū)動(dòng)部分。控制部分主要由C504構(gòu)成。C504根據(jù)室內(nèi)機(jī)送來(lái)的控制信息，以及壓縮機(jī)溫度、室外溫度和熱交換器的溫度，選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行頻率和有關(guān)控制信息，通過(guò)CPU送入CCU相應(yīng)的寄存器和定時(shí)器1，并起動(dòng)定時(shí)器1，使SPWM脈沖串通過(guò)CCO，COUTO；CC1，COUT1；CC2、COUT2輸出，經(jīng)74AC04驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)光耦PS2501，最后送入IPM模塊，產(chǎn)生三相正弦波，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　在驅(qū)動(dòng)部分中，能對(duì)交流電電壓、電流進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)行過(guò)、欠壓、過(guò)流保護(hù)，同時(shí)能根據(jù)壓縮機(jī)溫度、熱交換器溫度和室外溫度的變化，調(diào)整運(yùn)行頻率，使壓縮機(jī)脫離危險(xiǎn)運(yùn)行區(qū)，避免故障關(guān)機(jī)的發(fā)生。當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行在危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，如嚴(yán)重過(guò)流、壓縮機(jī)過(guò)熱（超過(guò)120℃）時(shí)，能迅速關(guān)機(jī)，保護(hù)系統(tǒng)的安全。PM20CTM060是IPM模塊，具有完備的內(nèi)部保護(hù)措施，一旦進(jìn)入故障狀態(tài)，F(xiàn)0輸出低電平，除關(guān)閉外部5V電源外，還通過(guò)C504⑨腳通知CPU進(jìn)入故障狀態(tài)。

5結(jié)語(yǔ)

　　對(duì)于目前通用型分體變頻空調(diào)控制系統(tǒng)，用C504作為室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)控制芯片，不但可以滿足功能的需要，而且從可靠性上得到了提高。該芯片適應(yīng)溫度范圍廣，其中SAB－C504，TA：0℃～70℃；SAF－C504，TA：－40℃～85℃；SAH－C504，TA：－40℃～110℃；SAK－C504，TA：－40℃～125℃。其工作頻率有12MHz，24MHz和40MHz3種。因此，在IPM模塊斬波頻率和發(fā)熱允許的情況下，可以使fPWM大于10kHz以上，適應(yīng)范圍較寬。如果要開(kāi)發(fā)“一拖多”分體機(jī)，可以使用同類型的C508作為控制芯片。