180°电机控制在家电上应用
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MCU特点 |
说明 |
对180°变频油烟机的好处 |
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强大的定时器功能 |
u 8位宽度的可编程死区 u 8位和16位功能丰富的定时器 （外部事件计数器、方波输出、PWM输出、脉冲宽度测量、单脉冲触发器） |
丰富的电机控制扩展功能、、死区可适应不同的功率开关管、定制个性化的延时油烟抽吸功能 |
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变频专用模块 |
u 带AD触发功能 u 在PWM周期中的任意时刻可产生2个自由中断 |
电机变频控制、电流采样过流保护、保护油烟机的风扇轴承因污物而堵转 |
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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 |
加速电机180°矢量控制算法，加强运算能力 |
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10-bit ADC |
3.6us的转换时间，AD转换功能，电源低电压检测功能 |
满足油烟机内部电机AD采样功能，可检测油烟传感器信号强弱判断油烟量 |
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实时输出端口 |
在IO口上实时输出6bit或者4bit数据 |
可定制个性化功能 |
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多个通用寄存器 |
32x8bit或者16x16bit |
可提高程序运行效率 |
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多个外部中断输入 |
6个外部中断输入，可编程边缘检测 |
省却捕获单元，检测速度反馈 |
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自编程功能 |
对flash进行在线自编程 |
可以在线存储油烟机设置参数，省却外部EEPROM，节省成本和空间 |
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可编程脉冲发生器 PPG |
脉冲频率可设定，脉冲宽度可设定 Programmable pulse generator |
可用于风扇转速反馈显示 |
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马达紧急停车 |
外部信号输入控制PWM高阻态输出 |
无须软件直接硬件控制，非正常情况下快速停止风扇运转 |
表2 变频控制用的8位MCU特点
瑞萨电子180°变频电机控制方案
瑞萨电子(Renesas Electronics)开发了一套基于8位MCU uPD78F071x的特有的功能的
180°矢量控制方案HS/DC-8，图2为系统构成。
图2 HS/DC-8系统构成
HS/DC-8利用8位MCU的特有的硬件功能来实现180°矢量控制(FOC)，通过反馈速度计算出矢量控制的PWM占空比的值，用空间矢量PWM(SVPWM)输出驱动功率模块，直接控制电机转矩，电机的转速反馈采用霍尔传感器。
HS/DC-8驱动器适用于额定容量为20W~1KW小功率电机，6~120Hz的电气角频率，永磁磁通0.5Wb以下。
相比其他半导体厂商MCU HS/DC-8的马达控制方案具有以下优势：
- 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，可将逆变器中的功率开关管损耗降低30%左右，从而延长驱动器寿命
- 高效率、低噪声，由于MCU的硬件乘法器可以快速的实现180°矢量控制算法，方案中又加入了自动相位控制，确保马达电流始终保持在最小值进行自动控制
- 丰富的保护和定制功能，依赖于MCU中强大的定时器功能、丰富的IO功能和AD功能，例如死区保护、霍尔类型选定、频率反馈脉冲数的选定、PWM初始化异常检测、过压保护等
- 低成本，8位MCU节省外部的EEPROM和内部的硬件捕获单元，使得MCU成本降低
世强电讯的技术支持
瑞萨电子授权代理商世强电讯可以针对该系列产品提供以下技术支持服务：
a) 应用咨询：在一些工业或者消费类的产品上面，世强电讯可根据客户的实际情况提供电机使用环节的建议，例如使用什么样的电机可以达到节能、成本最低的效果。
b) 方案设计：用户实际应用HS/DC-8的方案时，需要在产品中对HS/DC-8的功能进行增加或者删减，以便实现更多的功能和减少不必要的成本。世强电讯可帮助客户在产品设计中，考虑HS/DC-8的方案更改，为产品量身订制特定的方案。
c) 硬件参考设计：HS/DC-8可以提供硬件参考设计并且给用户预备了功能丰富的外部硬件接口，但实际用户使用时需要设计产品自身的硬件接口以便能对HS/DC-8进行外部的控制。例如可以增加通讯硬件功能，人机界面硬件功能。
d) 软件设计：HS/DC-8已经提供了丰富的保护和定制功能，以适应用户不同的马达系统，世强电讯可以帮助用户设定参数，产品软件调试等。
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