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(guān)系統和產(chǎn)品設計節約大量的成本。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(lǐng)域設計工程師進(jìn)行器件選擇提供參考。

Rich Hoefle

應用工程經(jīng)理

DSP標準產(chǎn)品部

摩托羅拉公司

電機在人們日常生活中扮演著(zhù)重要角色，從普通的家用電器到復雜的電子系統和計算機，電機為各種應用提供旋轉運動(dòng)或線(xiàn)性運動(dòng)。隨著(zhù)大量更為復雜應用的出現，電機控制問(wèn)題變得越來(lái)越重要。因此，需要開(kāi)發(fā)出更為復雜的技術(shù)，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，常常需要執行非常復雜的任務(wù)，并且強調實(shí)時(shí)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(guān)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(fēng)設備以及空調中的電機運行系統，其電費約占整個(gè)建筑物總電費的50%。通過(guò)利用基于DSP的改進(jìn)型電機控制技術(shù)，如某些已接近商業(yè)化的控制器，可總共節省30%至50%的能耗，如家用電冰箱的能耗可減小25%，而HVAC鼓風(fēng)機可節省多達80%的能耗。

DSP電機控制器的應用

DSP控制器通過(guò)提高效率，可以改善許多產(chǎn)品的特性。例如，洗衣機就從中受益匪淺。通過(guò)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(shí)現。目前，一些高檔洗衣機中已具有快速脫水、柔和攪動(dòng)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(dòng)方式，為不同的洗滌周期提供不同的滾桶速度和攪動(dòng)程度，以及有效脫水所需的高速滾桶速度。傳動(dòng)方式允許只用單個(gè)無(wú)電子控制AC電機實(shí)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(méi)有采用傳動(dòng)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(kāi)關(guān)磁阻電機進(jìn)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(kāi)關(guān)-磁阻電機使攪動(dòng)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(guò)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(shí)間。更為有效的周期意味著(zhù)洗滌時(shí)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