如何使創(chuàng)新的MCU實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能電機(jī)控制

　　在家電中，專門為低成本電機(jī)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)的8位MCU集成了能盡量減少額外器件的功能。在電路板上的電機(jī)PWM、故障安全時(shí)鐘監(jiān)視器和高可靠的閃存條件下，最新的MCU簡(jiǎn)化了家電電機(jī)控制的設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)低成本目標(biāo)。

　　在工業(yè)應(yīng)用中，電力成本和裝配操作的停工時(shí)間會(huì)降低廠商的收益。關(guān)于電機(jī)性能提升的控制如何直接影響效率和收益的一個(gè)工業(yè)例子就是：將一個(gè)工業(yè)抽水機(jī)中的閥用一個(gè)帶有基于MCU的可變速（VSD）系統(tǒng)替換。

　　對(duì)于抽水機(jī)或風(fēng)扇，功耗與軸的速度立方根成正比，當(dāng)軸速度降低10%，流量降低10%，功耗降低27%。如果速度降低 20%，功耗降低49%。通過(guò)使用MCU可變速電機(jī)控制，而不是恒速電機(jī)閥來(lái)減少流量，已經(jīng)證明對(duì)于工業(yè)應(yīng)用中的離心抽水機(jī)、風(fēng)扇和吹風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)可以得到 25-40%的能量節(jié)省。

　　工業(yè)應(yīng)用的效益是明顯的，使用MCU驅(qū)動(dòng)的變速電機(jī)控制依賴于其他因素，例如靈活性和可靠性-這些因素能避免故障或檢修帶來(lái)的停工。帶有閃存和EEPROM的MCU提供能通過(guò)可再編程特性，在當(dāng)需要升級(jí)或控制程序要求改變的時(shí)候來(lái)解決工業(yè)用戶要求的靈活性。帶16KB閃存和 256B EEPROM的MCU在8位MCU中提供了足夠的存儲(chǔ)器來(lái)處理在工業(yè)環(huán)境中可能需要的很多改變。同樣重要的是，Microchip公司的閃存采用的 PMOS電子可擦除的單元處理技術(shù)一般具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元能承受1百萬(wàn)次擦/寫循環(huán)，數(shù)據(jù)可以保持超過(guò)40年的性能。

　　已有的汽車電機(jī)應(yīng)用包括采用電機(jī)來(lái)打開和關(guān)閉車窗和車門，以及定位車座。由于這些應(yīng)用的使用頻率很低，因此對(duì)低效率并不敏感，但利用率高的應(yīng)用，例如乘客溫度環(huán)境控制和引擎箱的風(fēng)扇，則不斷地消耗汽車有限的電能。電機(jī)控制MCU使得環(huán)境控制扇只以一個(gè)能保持舒適溫度的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣使噪聲最小化，并減少功率消耗。

　　在很多情況下，電機(jī)控制MCU必須使用控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）或本地互連網(wǎng)絡(luò)（LAN）來(lái)連接到汽車網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于車體電子，現(xiàn)在使用低成本LIN協(xié)議來(lái)減少整體系統(tǒng)成本。在一些MCU系列中，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)支持LIN1.2的USART模塊，同時(shí)提供在起始位的自動(dòng)喚醒和波特檢測(cè) （baud detect）。

　　隨著控制算法在所有細(xì)分市場(chǎng)變得越來(lái)越復(fù)雜，數(shù)字電機(jī)控制器的性能從MCU上升到DSP層次。數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）帶來(lái)了更高的性能和價(jià)格可接受的、對(duì)設(shè)計(jì)工程師友好的MCU技術(shù)用作更成熟的電機(jī)控制設(shè)計(jì)，包括那些具有向量控制的應(yīng)用。DSC工作速度高達(dá)30MIPS，帶有高達(dá)144KB的閃存和電機(jī)控制專用的集成外設(shè)實(shí)現(xiàn)了更先進(jìn)的、新的電機(jī)控制應(yīng)用。采用基于DSP和DSC的電子電機(jī)控制，家電產(chǎn)業(yè)控制和汽車不僅工作效率更高、提供更多功能，而且價(jià)格可接受。