180°電機控制在家電上應用
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MCU特點(diǎn) |
說(shuō)明 |
對180°變頻油煙機的好處 |
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強大的定時(shí)器功能 |
u 8位寬度的可編程死區 u 8位和16位功能豐富的定時(shí)器 （外部事件計數器、方波輸出、PWM輸出、脈沖寬度測量、單脈沖觸發(fā)器） |
豐富的電機控制擴展功能、、死區可適應不同的功率開(kāi)關(guān)管、定制個(gè)性化的延時(shí)油煙抽吸功能 |
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變頻專(zhuān)用模塊 |
u 帶AD觸發(fā)功能 u 在PWM周期中的任意時(shí)刻可產(chǎn)生2個(gè)自由中斷 |
電機變頻控制、電流采樣過(guò)流保護、保護油煙機的風(fēng)扇軸承因污物而堵轉 |
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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180°矢量控制算法，加強運算能力 |
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10-bit ADC |
3.6us的轉換時(shí)間，AD轉換功能，電源低電壓檢測功能 |
滿(mǎn)足油煙機內部電機AD采樣功能，可檢測油煙傳感器信號強弱判斷油煙量 |
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實(shí)時(shí)輸出端口 |
在IO口上實(shí)時(shí)輸出6bit或者4bit數據 |
可定制個(gè)性化功能 |
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多個(gè)通用寄存器 |
32x8bit或者16x16bit |
可提高程序運行效率 |
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多個(gè)外部中斷輸入 |
6個(gè)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(xiàn)自編程 |
可以在線(xiàn)存儲油煙機設置參數，省卻外部EEPROM，節省成本和空間 |
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可編程脈沖發(fā)生器 PPG |
脈沖頻率可設定，脈沖寬度可設定 Programmable pulse generator |
可用于風(fēng)扇轉速反饋顯示 |
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馬達緊急停車(chē) |
外部信號輸入控制PWM高阻態(tài)輸出 |
無(wú)須軟件直接硬件控制，非正常情況下快速停止風(fēng)扇運轉 |
表2 變頻控制用的8位MCU特點(diǎn)
瑞薩電子180°變頻電機控制方案
瑞薩電子(Renesas Electronics)開(kāi)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為系統構成。
圖2 HS/DC-8系統構成
HS/DC-8利用8位MCU的特有的硬件功能來(lái)實(shí)現180°矢量控制(FOC)，通過(guò)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)輸出驅動(dòng)功率模塊，直接控制電機轉矩，電機的轉速反饋采用霍爾傳感器。
HS/DC-8驅動(dòng)器適用于額定容量為20W~1KW小功率電機，6~120Hz的電氣角頻率，永磁磁通0.5Wb以下。
相比其他半導體廠(chǎng)商MCU HS/DC-8的馬達控制方案具有以下優(yōu)勢：
- 低損耗，MCU中專(zhuān)用的變頻控制的定時(shí)器，可實(shí)現兩相調制的低損耗PWM方式，可將逆變器中的功率開(kāi)關(guān)管損耗降低30%左右，從而延長(cháng)驅動(dòng)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180°矢量控制算法，方案中又加入了自動(dòng)相位控制，確保馬達電流始終保持在最小值進(jìn)行自動(dòng)控制
- 豐富的保護和定制功能，依賴(lài)于MCU中強大的定時(shí)器功能、豐富的IO功能和AD功能，例如死區保護、霍爾類(lèi)型選定、頻率反饋脈沖數的選定、PWM初始化異常檢測、過(guò)壓保護等
- 低成本，8位MCU節省外部的EEPROM和內部的硬件捕獲單元，使得MCU成本降低
世強電訊的技術(shù)支持
瑞薩電子授權代理商世強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) 應用咨詢(xún)：在一些工業(yè)或者消費類(lèi)的產(chǎn)品上面，世強電訊可根據客戶(hù)的實(shí)際情況提供電機使用環(huán)節的建議，例如使用什么樣的電機可以達到節能、成本最低的效果。
b) 方案設計：用戶(hù)實(shí)際應用HS/DC-8的方案時(shí)，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)現更多的功能和減少不必要的成本。世強電訊可幫助客戶(hù)在產(chǎn)品設計中，考慮HS/DC-8的方案更改，為產(chǎn)品量身訂制特定的方案。
c) 硬件參考設計：HS/DC-8可以提供硬件參考設計并且給用戶(hù)預備了功能豐富的外部硬件接口，但實(shí)際用戶(hù)使用時(shí)需要設計產(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，人機界面硬件功能。
d) 軟件設計：HS/DC-8已經(jīng)提供了豐富的保護和定制功能，以適應用戶(hù)不同的馬達系統，世強電訊可以幫助用戶(hù)設定參數，產(chǎn)品軟件調試等。
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