如何使創(chuàng )新的MCU實(shí)現高效節能電機控制

　　在家電中，專(zhuān)門(mén)為低成本電機控制應用設計的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PWM、故障安全時(shí)鐘監視器和高可靠的閃存條件下，最新的MCU簡(jiǎn)化了家電電機控制的設計，能實(shí)現低成本目標。

　　在工業(yè)應用中，電力成本和裝配操作的停工時(shí)間會(huì )降低廠(chǎng)商的收益。關(guān)于電機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)抽水機中的閥用一個(gè)帶有基于MCU的可變速（VSD）系統替換。

　　對于抽水機或風(fēng)扇，功耗與軸的速度立方根成正比，當軸速度降低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可變速電機控制，而不是恒速電機閥來(lái)減少流量，已經(jīng)證明對于工業(yè)應用中的離心抽水機、風(fēng)扇和吹風(fēng)機來(lái)說(shuō)可以得到 25-40%的能量節省。

　　工業(yè)應用的效益是明顯的，使用MCU驅動(dòng)的變速電機控制依賴(lài)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，在當需要升級或控制程序要求改變的時(shí)候來(lái)解決工業(yè)用戶(hù)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)一般具有數據存儲單元能承受1百萬(wàn)次擦/寫(xiě)循環(huán)，數據可以保持超過(guò)40年的性能。

　　已有的汽車(chē)電機應用包括采用電機來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉車(chē)窗和車(chē)門(mén)，以及定位車(chē)座。由于這些應用的使用頻率很低，因此對低效率并不敏感，但利用率高的應用，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(chē)有限的電能。電機控制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轉，這樣使噪聲最小化，并減少功率消耗。

　　在很多情況下，電機控制MCU必須使用控制區域網(wǎng)絡(luò )（CAN）或本地互連網(wǎng)絡(luò )（LAN）來(lái)連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )。對于車(chē)體電子，現在使用低成本LIN協(xié)議來(lái)減少整體系統成本。在一些MCU系列中，可以發(fā)現一個(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 （baud detect）。

　　隨著(zhù)控制算法在所有細分市場(chǎng)變得越來(lái)越復雜，數字電機控制器的性能從MCU上升到DSP層次。數字信號控制器（DSC）帶來(lái)了更高的性能和價(jià)格可接受的、對設計工程師友好的MCU技術(shù)用作更成熟的電機控制設計，包括那些具有向量控制的應用。DSC工作速度高達30MIPS，帶有高達144KB的閃存和電機控制專(zhuān)用的集成外設實(shí)現了更先進(jìn)的、新的電機控制應用。采用基于DSP和DSC的電子電機控制，家電產(chǎn)業(yè)控制和汽車(chē)不僅工作效率更高、提供更多功能，而且價(jià)格可接受。