基于8位MCU的直流變頻抽油煙機(jī)方案設(shè)計
通常吸抽油煙機(jī)轉(zhuǎn)速靠人工調(diào)節(jié),因此為了達(dá)到最佳排油效果及節(jié)能目的,往往需要使用者多次人工干預(yù)。因此,為了使抽油煙機(jī)可實現(xiàn)自動調(diào)速、降低噪音、解放人力并最大限度地節(jié)能,瑞薩電子(本文涉及產(chǎn)品主要為瑞薩電子原NEC部分)推出了一系列變頻控制專用的8位MCU。變頻抽油煙機(jī)的特點
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171372.htm抽油煙機(jī)變頻的目的是為了通過調(diào)整抽油煙機(jī)上的帶動風(fēng)扇的電機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而根據(jù)油煙量的大小調(diào)整油煙抽吸的快慢。優(yōu)良的調(diào)速和節(jié)能效果使得變頻抽油煙機(jī)在性能上明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)的抽油煙機(jī),而變頻抽油煙機(jī)根據(jù)具體的變頻技術(shù)有不同的分類和性能特點,如表1所示。
現(xiàn)如今已經(jīng)有變頻抽油煙機(jī)面市,但絕大部分是有檔位變頻抽油煙機(jī),一般分為弱、中、強(qiáng)三檔;只有少數(shù)知名品牌廠商推出無檔位變頻抽油煙機(jī)。從表1可以看出,相同成本的180°變頻抽油煙機(jī)要比其他類型的性能要好。
180°變頻抽油煙機(jī)在實際應(yīng)用中有以下特點:a.能根據(jù)傳感器識別有無油煙,智能啟動和停止抽油煙機(jī)的抽吸而無需手動操作;b.在炒、煎、炸時可根據(jù)油煙量的大小自動調(diào)節(jié)風(fēng)量;c.在燉、煲、蒸、煮時,自動調(diào)小抽吸速度以降低耗電量;e.靜音特點讓用戶感覺不到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音;f.較小體積的電機(jī)使得抽油煙機(jī)體積更小,同時降低成本。
180°變頻對MCU的要求
由于180°變頻抽油煙機(jī)對電機(jī)采用矢量控制以實現(xiàn)變頻,因此其對MCU的要求很高。如果抽油煙機(jī)需要實現(xiàn)液晶顯示、延時控制等功能,MCU還需要諸如串行通信、定時器等專用外設(shè)。瑞薩電子為電機(jī)變頻控制開發(fā)了包括78K0/IY2、78K0/IA2、78K0/IB2、uPD78F0712、uPD78F0714、uPD789842和uPD780988等一系列的8位MCU。它們和16位MCU一樣集成了內(nèi)部的硬件乘法器、功能強(qiáng)大的定時器、多個通用寄存器、快速的指令運(yùn)行系統(tǒng)、可編程脈沖發(fā)生器、獨立的變頻控制模塊。專有的硬件功能使得這些8位MCU更適合中小功率的180°變頻抽油煙機(jī)。
由于180°變頻抽油煙機(jī)的控制中要用到各種數(shù)學(xué)變換,變換中有很多乘法運(yùn)算,因此對MCU要求有快速的乘法運(yùn)算。瑞薩電子8位MCU的硬件乘法器能夠更快執(zhí)行電機(jī)矢量控制的各種變換算法,使抽油煙機(jī)反應(yīng)更快。如果180°變頻抽油煙機(jī)的電機(jī)控制涉及到解耦控制、PID計算,則要求MCU有較強(qiáng)的運(yùn)算能力和指令運(yùn)行速度,而一般8位MCU則難以滿足要求。
180°變頻抽油煙機(jī)要求MCU接受風(fēng)扇轉(zhuǎn)速傳感器反饋的信息以進(jìn)行電機(jī)控制。瑞薩電子的這些8位MCU具有多達(dá)6個外部中斷輸入,省卻硬件捕獲單元對抽油煙機(jī)風(fēng)扇速度傳感器信號進(jìn)行分析,降低抽油煙機(jī)內(nèi)部電機(jī)控制方案的成本。而32個8位(16個16位)通用寄存器特有的 Bank結(jié)構(gòu)使得抽油煙機(jī)的直流無刷電機(jī)的180度矢量控制程序運(yùn)行效率更高。
180°變頻抽油煙機(jī)屬于中高檔類的廚房電器,需要MCU能提供定制的個性化功能。瑞薩電子8位MCU的可編程脈沖發(fā)生器(PPG)能指定脈沖寬度、脈沖周期,可用于抽油煙機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者風(fēng)量顯示并簡化軟件的編程,另外還提供在線自編程功能,存儲抽油煙機(jī)設(shè)置參數(shù)而無需外部EEPROM,節(jié)省成本的同時也省卻空間,尤其適合低成本的180°變頻抽油煙機(jī)控制。
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