結合DSP和微控制器特性、用于電機控制的單片處理器

正確地利用電機控制器可為電機控制以及許多相關系統(tǒng)和產品設計節(jié)約大量的成本。本文針對低成本、低功耗和程序代碼要求較高的電機控制及其它應用，介紹了集成DSP和MCU特性的單片處理器解決方案，可為電機控制領域設計工程師進行器件選擇提供參考。

Rich Hoefle

應用工程經理

DSP標準產品部

摩托羅拉公司

電機在人們日常生活中扮演著重要角色，從普通的家用電器到復雜的電子系統(tǒng)和計算機，電機為各種應用提供旋轉運動或線性運動。隨著大量更為復雜應用的出現，電機控制問題變得越來越重要。因此，需要開發(fā)出更為復雜的技術，以改善其性能、功耗和安全性。小型電機通常用于精度要求極高的應用，而大型電機，如用于機器人中的電機，常常需要執(zhí)行非常復雜的任務，并且強調實時性。

高性能的電機控制對總的能耗具有重要影響。家庭和辦公室中的電冰箱(與電機緊密相關的設備)約消耗世界能源的10%，而用于商業(yè)建筑的取暖、通風設備以及空調中的電機運行系統(tǒng)，其電費約占整個建筑物總電費的50%。通過利用基于DSP的改進型電機控制技術，如某些已接近商業(yè)化的控制器，可總共節(jié)省30%至50%的能耗，如家用電冰箱的能耗可減小25%，而HVAC鼓風機可節(jié)省多達80%的能耗。

DSP電機控制器的應用

DSP控制器通過提高效率，可以改善許多產品的特性。例如，洗衣機就從中受益匪淺。通過結合不太昂貴的AC感應或磁阻電機的復雜旋轉控制，洗衣機可獲得一些新的功能特性，這些特性以往受成本約束或者根本就不可能實現。目前，一些高檔洗衣機中已具有快速脫水、柔和攪動以及失衡校正等功能，用不了多久，電子控制將使普通洗衣機也具有這些功能。

早期的洗衣機采用一種機械傳動方式，為不同的洗滌周期提供不同的滾桶速度和攪動程度，以及有效脫水所需的高速滾桶速度。傳動方式允許只用單個無電子控制AC電機實現洗衣機的功能，但成本較高且可靠性差。

最新型的洗衣機則沒有采用傳動工作方式，因為采用復雜DSP或微控制器(MCU)對低成本AC感應或開關磁阻電機進行控制，可提供所有標準的洗滌周期。此外，電氣控制的感應或開關-磁阻電機使攪動周期更為高效和柔和，不僅可以降低能耗，而且減小了衣物的磨損。脫水旋轉周期可通過電子控制達到超出以往的高速度，從而脫去更多的水并縮短甩干時間。更為有效的周期意味著洗滌時間更短、用水更少且所需的洗滌劑也更少。

電冰箱也同樣從電子控制中獲