基于智能功率模組芯片PS21865A和SPMC75F2413A的AC變頻空調方案實(shí)現

隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，空調器已廣泛應用于社會(huì )的各種場(chǎng)合，變頻空調器因具有節能、低噪、恒溫控制、全天候運轉、啟動(dòng)低頻補償、快速達到設定溫度等性能，使空調的舒適性大大提高，將越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)。單片機技術(shù)的廣泛應用，變頻技術(shù)及模糊控制技術(shù)在空調器嵌入式控制領(lǐng)域的成功應用，半導體功率器件的迅速發(fā)展為變頻控制的推廣提供了技術(shù)保障。
本設計方案的AC變頻空調控制器由室內機控制器、室外機控制器兩部分組成?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/SPMC75F2413A">SPMC75F2413A 的優(yōu)越性能，用其設計室外機AC變頻控制器，容易實(shí)現產(chǎn)品模塊化、智能化特點(diǎn)，控制參數采用開(kāi)放式結構，便于與各種壓縮機聯(lián)結，從而能夠在最短的時(shí)間內根據不
同廠(chǎng)家的要求進(jìn)行產(chǎn)品的升級換代。以這種方式，產(chǎn)品可以更快地推向市場(chǎng)，獲得時(shí)間上的競爭優(yōu)勢。本控制器含有以下關(guān)鍵技術(shù)：
1、模糊控制技術(shù)：依據室內環(huán)溫、管溫，室外環(huán)溫、管溫、壓縮機排氣溫度、壓縮機過(guò)載保護溫度、壓縮機電流等參數建立模糊邏輯關(guān)系，控制壓縮機的運轉速度、室外風(fēng)機及其它負載運行；
2、高效的三次諧波注入基于DDS的SPWM發(fā)生技術(shù)，充分利用電源電壓、精確的頻率調整、實(shí)時(shí)的電壓補嘗功能，使壓縮機更有效工作;
3、模塊控制保護電路：當模塊有保護信號輸出時(shí)，通過(guò)硬件電路斷開(kāi)PWM 模塊輸出控制信號，以達到保護模塊的效果，并且可靠的給單片機模塊保護信號；
4、EMC 及可靠性設計技術(shù)：在掌握空調的干擾機理的前提下，硬件設計重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)：電源電路設計、濾波電路參數設計、印制板地線(xiàn)及信號線(xiàn)設計，并且軟件采用容錯技術(shù)。
2　芯片特性簡(jiǎn)介
本系統是基于智能功率模組芯片PS21865A和SPMC75F2413A實(shí)現的AC變頻空調方案，下面介紹SPMC75F2413A的特性。
SPMC75F2413A 是μ’nSP™系列產(chǎn)品的一個(gè)新成員，是凌陽(yáng)科技新推出的一個(gè)16位結構的微控制器。與其它μ’nSP™產(chǎn)品不同的是，SPMC75F2413A主要應用在工控或是家電的變頻驅動(dòng)領(lǐng)域。由于其擁有出色性能定時(shí)器PWM信號發(fā)生器組。因此，SPMC75F2413A可以方便的實(shí)現各種電機驅動(dòng)方案。
SPMC75F2413A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內的工作速度范圍為0~24MHz，擁有2K字SRAM和32K字閃存ROM；64個(gè)可編程的多功能I/O端口；5個(gè)通用16位定時(shí)器/計數器，且每個(gè)定時(shí)器均有PWM發(fā)生的事件捕獲功能；2個(gè)專(zhuān)用于定時(shí)可編程周期定時(shí)器；可編程看門(mén)狗；低電壓復位/監測功能；8通道10位模-數轉換。SPMC75F2413A在變頻控制領(lǐng)域有相當優(yōu)秀的表現。
特性包括：
。凌陽(yáng)16位μ’nSP™處理器(ISA 1.2)
。工作電壓：
　　— 內核：4.5V～5.5V
。最高運行速度：24MHz
。工作溫度： -40 ℃～85 ℃
。芯片內存儲器：
　　— 32KW (32K×16) Flash
　　— 2KW (2K×16) SRAM
?；跁r(shí)鐘發(fā)生模塊的鎖相環(huán)電路
?？撮T(mén)狗定時(shí)器
。10位模/數轉換器
　　— 8通道輸入
　　— 10us (100kHz)轉換時(shí)間
。串行通訊接口
　　— 通用異步串行通訊接口(UART)
　　— 標準同步串行口(SPI)
?？傆?4個(gè)通用輸入輸出管腳
。電源管理
　　— 2種低功耗模式：Wait/Standby
　　— 每個(gè)外設都可以獨立的供電
。兩個(gè)比較匹配定時(shí)器
。5個(gè)16位通用定時(shí)器
。2個(gè)用于脈寬調制，2個(gè)用于速度捕獲，1個(gè)用于速度反饋環(huán)。
。MCP定時(shí)器3支持 TIO3A～TIO3F, MCP定時(shí)器4支持 TIO4A～TIO4F
。脈寬調制定時(shí)器支持遞增/遞減計數
。PDC定時(shí)器0/1均支持3通道的TIO0A～TIO0C輸入捕獲
。TPM定時(shí)器2支持捕獲/脈寬調制
。12個(gè)16位脈寬調制輸出
。2通道的電機驅動(dòng)脈寬調制輸出(互補的3相6路脈寬調制輸出)
。TIO3A～TIO3F利用 MCP 定時(shí)器3工作, TIO4A～TIO4F利用MCP定時(shí)器4工作
。中心(center)或邊沿(edge)脈寬調制輸出
。通過(guò)外部錯誤保護管腳進(jìn)行脈寬調制輸出保護
?？删幊痰乃绤^控制(Dead time control)
。脈寬調制服務(wù)和錯誤中斷發(fā)生
。具備驅動(dòng)交流感應電機和直流無(wú)刷電機的能力
。內嵌在線(xiàn)仿真功能