基于8位MCU的直流變頻抽油煙機方案設計

通常吸抽油煙機轉速靠人工調節，因此為了達到最佳排油效果及節能目的，往往需要使用者多次人工干預。因此，為了使抽油煙機可實(shí)現自動(dòng)調速、降低噪音、解放人力并最大限度地節能，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(zhuān)用的8位MCU。變頻抽油煙機的特點(diǎn)

抽油煙機變頻的目的是為了通過(guò)調整抽油煙機上的帶動(dòng)風(fēng)扇的電機轉速，進(jìn)而根據油煙量的大小調整油煙抽吸的快慢。優(yōu)良的調速和節能效果使得變頻抽油煙機在性能上明顯優(yōu)越于傳統的抽油煙機，而變頻抽油煙機根據具體的變頻技術(shù)有不同的分類(lèi)和性能特點(diǎn)，如表1所示。

現如今已經(jīng)有變頻抽油煙機面市，但絕大部分是有檔位變頻抽油煙機，一般分為弱、中、強三檔；只有少數知名品牌廠(chǎng)商推出無(wú)檔位變頻抽油煙機。從表1可以看出，相同成本的180°變頻抽油煙機要比其他類(lèi)型的性能要好。

180°變頻抽油煙機在實(shí)際應用中有以下特點(diǎn)：a.能根據傳感器識別有無(wú)油煙，智能啟動(dòng)和停止抽油煙機的抽吸而無(wú)需手動(dòng)操作；b.在炒、煎、炸時(shí)可根據油煙量的大小自動(dòng)調節風(fēng)量；c.在燉、煲、蒸、煮時(shí)，自動(dòng)調小抽吸速度以降低耗電量；e.靜音特點(diǎn)讓用戶(hù)感覺(jué)不到電機運轉的噪音；f.較小體積的電機使得抽油煙機體積更小，同時(shí)降低成本。

180°變頻對MCU的要求

由于180°變頻抽油煙機對電機采用矢量控制以實(shí)現變頻，因此其對MCU的要求很高。如果抽油煙機需要實(shí)現液晶顯示、延時(shí)控制等功能，MCU還需要諸如串行通信、定時(shí)器等專(zhuān)用外設。瑞薩電子為電機變頻控制開(kāi)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一樣集成了內部的硬件乘法器、功能強大的定時(shí)器、多個(gè)通用寄存器、快速的指令運行系統、可編程脈沖發(fā)生器、獨立的變頻控制模塊。專(zhuān)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。

由于180°變頻抽油煙機的控制中要用到各種數學(xué)變換，變換中有很多乘法運算，因此對MCU要求有快速的乘法運算。瑞薩電子8位MCU的硬件乘法器能夠更快執行電機矢量控制的各種變換算法，使抽油煙機反應更快。如果180°變頻抽油煙機的電機控制涉及到解耦控制、PID計算，則要求MCU有較強的運算能力和指令運行速度，而一般8位MCU則難以滿(mǎn)足要求。

180°變頻抽油煙機要求MCU接受風(fēng)扇轉速傳感器反饋的信息以進(jìn)行電機控制。瑞薩電子的這些8位MCU具有多達6個(gè)外部中斷輸入，省卻硬件捕獲單元對抽油煙機風(fēng)扇速度傳感器信號進(jìn)行分析，降低抽油煙機內部電機控制方案的成本。而32個(gè)8位（16個(gè)16位）通用寄存器特有的 Bank結構使得抽油煙機的直流無(wú)刷電機的180度矢量控制程序運行效率更高。

180°變頻抽油煙機屬于中高檔類(lèi)的廚房電器，需要MCU能提供定制的個(gè)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，可用于抽油煙機風(fēng)扇轉速或者風(fēng)量顯示并簡(jiǎn)化軟件的編程，另外還提供在線(xiàn)自編程功能，存儲抽油煙機設置參數而無(wú)需外部EEPROM，節省成本的同時(shí)也省卻空間，尤其適合低成本的180°變頻抽油煙機控制。