結(jié)合DSP和微控制器特性、用于電機(jī)控制的單片處理器

正確地利用電機(jī)控制器可為電機(jī)控制以及許多相關(guān)系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)節(jié)約大量的成本。本文針對(duì)低成本、低功耗和程序代碼要求較高的電機(jī)控制及其它應(yīng)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(jī)控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行器件選擇提供參考。

Rich Hoefle

應(yīng)用工程經(jīng)理

DSP標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部

摩托羅拉公司

電機(jī)在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾巧瑥钠胀ǖ募矣秒娖鞯綇?fù)雜的電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，電機(jī)為各種應(yīng)用提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)。隨著大量更為復(fù)雜應(yīng)用的出現(xiàn)，電機(jī)控制問題變得越來越重要。因此，需要開發(fā)出更為復(fù)雜的技術(shù)，以改善其性能、功耗和安全性。小型電機(jī)通常用于精度要求極高的應(yīng)用，而大型電機(jī)，如用于機(jī)器人中的電機(jī)，常常需要執(zhí)行非常復(fù)雜的任務(wù)，并且強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性。

高性能的電機(jī)控制對(duì)總的能耗具有重要影響。家庭和辦公室中的電冰箱(與電機(jī)緊密相關(guān)的設(shè)備)約消耗世界能源的10%，而用于商業(yè)建筑的取暖、通風(fēng)設(shè)備以及空調(diào)中的電機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)，其電費(fèi)約占整個(gè)建筑物總電費(fèi)的50%。通過利用基于DSP的改進(jìn)型電機(jī)控制技術(shù)，如某些已接近商業(yè)化的控制器，可總共節(jié)省30%至50%的能耗，如家用電冰箱的能耗可減小25%，而HVAC鼓風(fēng)機(jī)可節(jié)省多達(dá)80%的能耗。

DSP電機(jī)控制器的應(yīng)用

DSP控制器通過提高效率，可以改善許多產(chǎn)品的特性。例如，洗衣機(jī)就從中受益匪淺。通過結(jié)合不太昂貴的AC感應(yīng)或磁阻電機(jī)的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)控制，洗衣機(jī)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(shí)現(xiàn)。目前，一些高檔洗衣機(jī)中已具有快速脫水、柔和攪動(dòng)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(jī)也具有這些功能。

早期的洗衣機(jī)采用一種機(jī)械傳動(dòng)方式，為不同的洗滌周期提供不同的滾桶速度和攪動(dòng)程度，以及有效脫水所需的高速滾桶速度。傳動(dòng)方式允許只用單個(gè)無電子控制AC電機(jī)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的功能，但成本較高且可靠性差。

最新型的洗衣機(jī)則沒有采用傳動(dòng)工作方式，因?yàn)椴捎脧?fù)雜DSP或微控制器(MCU)對(duì)低成本AC感應(yīng)或開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行控制，可提供所有標(biāo)準(zhǔn)的洗滌周期。此外，電氣控制的感應(yīng)或開關(guān)-磁阻電機(jī)使攪動(dòng)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(zhuǎn)周期可通過電子控制達(dá)到超出以往的高速度，從而脫去更多的水并縮短甩干時(shí)間。更為有效的周期意味著洗滌時(shí)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