變頻智能家電應(yīng)用電路設(shè)計(jì)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(guó)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(chǎng)的90％以上，變頻冰箱占60％，變頻洗衣機(jī)占30～40％，而我們國(guó)內(nèi)變頻家電的起步較晚，但最近幾年發(fā)展迅猛，國(guó)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(shí)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(wèn)題。本文由淺至深介紹一種基于IRMCF341(＄3.8860)微控制器的無(wú)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(shí)，進(jìn)而分析IRMCF341(＄3.8860)在變頻家電上的應(yīng)用，分析和實(shí)踐表明基于IRMCF341(＄3.8860)微控制器的無(wú)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(duì)開(kāi)發(fā)階段的版本，其48K 的程序存儲(chǔ)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(shí)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(jì)

　　主控制電路

　　IPM驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　IPM（智能功率模塊）驅(qū)動(dòng)電路主要完成對(duì)341芯片產(chǎn)生的六路PWM信號(hào)的功率放大，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的功率管從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。簡(jiǎn)單略述變頻家電的市場(chǎng)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(kāi)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(kāi)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(hù)利用IRMCF341(＄3.8860)開(kāi)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(dòng)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(shí)由于主回路采用了大容量的平滑電容，針對(duì)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(xiàn)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(wú)抖動(dòng)帶載平穩(wěn)啟動(dòng)。變頻水泵方面其節(jié)能效果經(jīng)測(cè)試已超過(guò)了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析：

　　針對(duì)變頻家電無(wú)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(chǎng)定位的矢量控制技術(shù)，利用單電阻電流采樣即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的三相電流重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了FOC電流環(huán)和速度環(huán)雙閉環(huán)矢量控制， 驅(qū)動(dòng)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(lái)熱點(diǎn)電子設(shè)計(jì)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(jì)參考。
大家如有問(wèn)題，歡迎在評(píng)論處討論。

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