基于TMS320F2808 MCU的直流变频抽油烟机解决方案
随着对家用电器消费观念的不断变化,消费者对抽油烟机的要求也越来越高。通常吸抽油烟机转速靠人工调节,因此为了达到最佳排油效果及节能目的,往往需要使用者多次人工干预。因此,为了使抽油烟机可实现自动调速、降低噪音、解放人力并最大限度地节能,瑞萨电子推出了一系列变频控制专用的8位MCU。本文主要介绍了8位MCU――uPD78F0712的主要特点及基于该产品的变频抽油烟机解决方案。
由于180°变频抽油烟机的控制中要用到各种数学变换,变换中有很多乘法运算,因此对MCU要求有快速的乘法运算。瑞萨电子8位MCU的硬件乘法器能够更快执行电机矢量控制的各种变换算法,使抽油烟机反应更快。如果180°变频抽油烟机的电机控制涉及到解耦控制、PID计算,则要求MCU有较强的运算能力和指令运行速度,而一般8位MCU则难以满足要求。
180°变频抽油烟机要求MCU接受风扇转速传感器反馈的信息以进行电机控制。瑞萨电子的这些8位MCU具有多达6个外部中断输入,省却硬件捕获单元对抽油烟机风扇速度传感器信号进行分析,降低抽油烟机内部电机控制方案的成本。而32个8位(16个16位)通用寄存器特有的Bank结构使得抽油烟机的直流无刷电机的180度矢量控制程序运行效率更高。
180°变频抽油烟机属于中高档类的厨房电器,需要MCU能提供定制的个性化功能。瑞萨电子8位MCU的可编程脉冲发生器能指定脉冲宽度、脉冲周期,可用于抽油烟机风扇转速或者风量显示并简化软件的编程,另外还提供在线自编程功能,存储抽油烟机设置参数而无需外部EEPROM,节省成本的同时也省却空间,尤其适合低成本的180°变频抽油烟机控制。
此外,这些MCU还具有带2个自由中断专用变频控制模块,以在PWM周期的任意时刻产生中断,根据用户需要的任意时刻对电流进行采样;专用于控制PWM高阻态输出的独立外部信号输入,可在非正常情况下快速停止风扇的转动;以及8位的可编程死区控制(死区时间范围:0.1s~25.6s)等。图2显示了8位变频控制MCU的主要特点,表2则这些功能给出了详细说明。
瑞萨电子开发了一套基于8位MCU――uPD78F071x的低成本180°变频抽油烟机方案HS/DC-8,该方案包括电源和电机控制部分(见图3)。
S/DC-8正是利用8位MCU的特有的硬件功能来实现抽油烟机的180°变频。HS/DC-8适用于额定容量为20W~1kW中小功率的BLDC电机,6~120Hz的电气角频率和0.5Wb以下的永磁磁通。
相比其他半导体厂商MCU的180°变频抽油烟机方案,HS/DC-8具有以下优势:
低损耗:MCU中专用的变频控制的定时器,可实现两相调制的低损耗PWM方式,可将抽油烟机中电机控制部分的功率开关管损耗降低30%左右,从而延长抽油烟机风扇控制的寿命;
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