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系統和產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，可為電機控制領域設計工程師進行器件選擇提供參考。

Rich Hoefle

應用工程經理

DSP標準產品部

摩托羅拉公司

電機在人們日常生活中扮演著重要角色，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或線性運動。隨著大量更為復雜應用的出現，電機控制問題變得越來越重要。因此，需要開發出更為復雜的技術，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，并且強調實時性。

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(與電機緊密相關的設備)約消耗世界能源的10%，而用于商業建筑的取暖、通風設備以及空調中的電機運行系統，其電費約占整個建筑物總電費的50%。通過利用基于DSP的改進型電機控制技術，如某些已接近商業化的控制器，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控制器通過提高效率，可以改善許多產品的特性。例如，洗衣機就從中受益匪淺。通過結合不太昂貴的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現。目前，一些高檔洗衣機中已具有快速脫水、柔和攪動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方式，為不同的洗滌周期提供不同的滾桶速度和攪動程度，以及有效脫水所需的高速滾桶速度。傳動方式允許只用單個無電子控制AC電機實現洗衣機的功能，但成本較高且可靠性差。

最新型的洗衣機則沒有采用傳動工作方式，因為采用復雜DSP或微控制器(MCU)對低成本AC感應或開關磁阻電機進行控制，可提供所有標準的洗滌周期。此外，電氣控制的感應或開關-磁阻電機使攪動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間。更為有效的周期意味著洗滌時間更短、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