180°電機控制在家電上應用
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MCU特點 |
說明 |
對180°變頻油煙機的好處 |
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強大的定時器功能 |
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、單脈沖觸發器） |
豐富的電機控制擴展功能、、死區可適應不同的功率開關管、定制個性化的延時油煙抽吸功能 |
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變頻專用模塊 |
u 帶AD觸發功能 u 在PWM周期中的任意時刻可產生2個自由中斷 |
電機變頻控制、電流采樣過流保護、保護油煙機的風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的轉換時間，AD轉換功能，電源低電壓檢測功能 |
滿足油煙機內部電機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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實時輸出端口 |
在IO口上實時輸出6bit或者4bit數據 |
可定制個性化功能 |
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多個通用寄存器 |
32x8bit或者16x16bit |
可提高程序運行效率 |
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多個外部中斷輸入 |
6個外部中斷輸入，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進行在線自編程 |
可以在線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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可編程脈沖發生器 PPG |
脈沖頻率可設定，脈沖寬度可設定 Programmable pulse generator |
可用于風扇轉速反饋顯示 |
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馬達緊急停車 |
外部信號輸入控制PWM高阻態輸出 |
無須軟件直接硬件控制，非正常情況下快速停止風扇運轉 |
表2 變頻控制用的8位MCU特點
瑞薩電子180°變頻電機控制方案
瑞薩電子(Renesas Electronics)開發了一套基于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實現180°矢量控制(FOC)，通過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。
相比其他半導體廠商MCU HS/DC-8的馬達控制方案具有以下優勢：
- 低損耗，MCU中專用的變頻控制的定時器，可實現兩相調制的低損耗PWM方式，可將逆變器中的功率開關管損耗降低30%左右，從而延長驅動器壽命
- 高效率、低噪聲，由于MCU的硬件乘法器可以快速的實現180°矢量控制算法，方案中又加入了自動相位控制，確保馬達電流始終保持在最小值進行自動控制
- 豐富的保護和定制功能，依賴于MCU中強大的定時器功能、豐富的IO功能和AD功能，例如死區保護、霍爾類型選定、頻率反饋脈沖數的選定、PWM初始化異常檢測、過壓保護等
- 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
世強電訊的技術支持
瑞薩電子授權代理商世強電訊可以針對該系列產品提供以下技術支持服務：
a) 應用咨詢：在一些工業或者消費類的產品上面，世強電訊可根據客戶的實際情況提供電機使用環節的建議，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：用戶實際應用HS/DC-8的方案時，需要在產品中對HS/DC-8的功能進行增加或者刪減，以便實現更多的功能和減少不必要的成本。世強電訊可幫助客戶在產品設計中，考慮HS/DC-8的方案更改，為產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預備了功能豐富的外部硬件接口，但實際用戶使用時需要設計產品自身的硬件接口以便能對HS/DC-8進行外部的控制。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已經提供了豐富的保護和定制功能，以適應用戶不同的馬達系統，世強電訊可以幫助用戶設定參數，產品軟件調試等。
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