變頻智能家電應(yīng)用電路設(shè)計攻略 —電路圖天天讀（87）

　　變頻技術(shù)是降低電機(jī)能源消耗的一種有效手段，變頻家電在西方發(fā)達(dá)國家早已占據(jù)了主流，日本2000年變頻空調(diào)已占空調(diào)市場的90％以上，變頻冰箱占60％，變頻洗衣機(jī)占30～40％，而我們國內(nèi)變頻家電的起步較晚，但最近幾年發(fā)展迅猛，國內(nèi)各大家電巨頭陸續(xù)推出了各種變頻家電產(chǎn)品。

　　變頻家電的變頻控制有多種實現(xiàn)方法，各有利弊，但哪種方法成本更低，效率更高，效果更好則是我們關(guān)心的問題。本文由淺至深介紹一種基于IRMCF341(＄3.8860)微控制器的無傳感器的矢量控制技術(shù)變頻家電的解決方案，本文略述了變頻技術(shù)，介紹了IRMCF341(＄3.8860)和IPM的相關(guān)知識，進(jìn)而分析IRMCF341(＄3.8860)在變頻家電上的應(yīng)用，分析和實踐表明基于IRMCF341(＄3.8860)微控制器的無傳感器的矢量控制技術(shù)變頻家電的解決方案具有高效率，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，必將得到廣泛的應(yīng)用。IRMCF341(＄3.8860) 是針對開發(fā)階段的版本，其48K 的程序存儲器為RAM，可以很方便地從外部EEPROM 載入8051 和MCE 控制代碼。批量生產(chǎn)時可以使用引腳完全相同的OTP 版本或掩模版本IRMCK341(＄7.7580)。其典型應(yīng)用如下：

　　硬件設(shè)計

　　主控制電路

　　IPM驅(qū)動電路設(shè)計

　　IPM（智能功率模塊）驅(qū)動電路主要完成對341芯片產(chǎn)生的六路PWM信號的功率放大，驅(qū)動內(nèi)部的功率管從而實現(xiàn)對電機(jī)的驅(qū)動。簡單略述變頻家電的市場背景和變頻技術(shù)。主要介紹了IRMCF341(＄3.8860)的芯片的特點(diǎn)和功能，開發(fā)環(huán)境并分析了其在變頻家電上的應(yīng)用，由于 IRMCF341(＄3.8860)的優(yōu)秀的控制性能，人性化的開發(fā)流程，使得它并不停留于家電上的應(yīng)用，除了支持PMSM，BLDC等直流電機(jī)外，IR新推出的代碼已經(jīng)支持ACIM交流感應(yīng)異步電機(jī)，更大程度的擴(kuò)展了IRMCF341(＄3.8860)在變頻控制上的應(yīng)用。目前已有客戶利用IRMCF341(＄3.8860)開發(fā)成功變頻水泵，變頻跑步機(jī)等。

　　變頻跑步機(jī)方案： 在FOC矢量控制模式下，提供足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，在沖擊負(fù)載的情況下，速度環(huán)和電流閉雙閉環(huán)矢量控制，反應(yīng)速度快，同時由于主回路采用了大容量的平滑電容，針對跑步機(jī)負(fù)載，軟件上做了特殊修改，能有效平穩(wěn)直流母線電壓，完全能符合跑步機(jī)負(fù)載特性的要求，低速上做到了5HZ， 無抖動帶載平穩(wěn)啟動。變頻水泵方面其節(jié)能效果經(jīng)測試已超過了國外同類產(chǎn)品的水平。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　針對變頻家電無傳感器控制應(yīng)用的高性能低成本電機(jī)控制。一般采用最先進(jìn)的基于磁場定位的矢量控制技術(shù)，利用單電阻電流采樣即可實現(xiàn)電機(jī)的三相電流重構(gòu)，從而實現(xiàn)了FOC電流環(huán)和速度環(huán)雙閉環(huán)矢量控制， 驅(qū)動方式為180度正弦波。智能家電現(xiàn)在逐步走進(jìn)大眾生活，將是未來熱點(diǎn)電子設(shè)計領(lǐng)域之一，鑒于此，編者特整理了智能家電應(yīng)用電路供讀者設(shè)計參考。
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