消费电子电器的变速低功耗的实现方案

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1、消费电子电器的变速低功耗的实现方案给大家推荐一种新型高效低成木变速通川电机控制方案，以及说明这一方案是如何利川新型片上集成数字模块和先进的模拟硬件模块，以最少的外部组件和I古I件实现速度控制和故障停机功能的。成木一肓是各种消费类电器屮实现智能电机控制的主要障碍。一般很多厨房和车库电器、电动工具以及其他小家电中所川的传统通川型电动机都不能精确地控制速度。电动机基本上只有关和开两种状态。但通过数字电源管理系统来进行精确变速控制可以实现很多巨大的优势，包括：■更低的功耗■更高的安全性•更长的工具寿命•更便于使用•更先进的操作控制。■将电器开启时产生电涌从而导致电路断开的风险最小化解

2、决成本与复朵性问题电子行业流行这么一个“传统〃观点：能进行直接准确变速控制的系统所需的组件实在太贵了，根木无法用于价格敏感型消费电器中。这种观点认为，与其开发并执行这样的控制系统，提高授终产品零售价格并因此而使Z对人们失去吸引力，还不如保持电器的低成木，放弃智能电机控制的优势。另外，由于快速过电流检测、故障控制、系统可靠性和效率等问题，电机控制应用还带來了棘手的工程难题。由于对快速准确回路控制的需求，以及通过数字电源管理执行智能电机控制所需要组件的数量和成木，这些控制器应川给MCU树立了标准，要求它必须提供一流的性能和丰富的综合型先进功能，以简化闭合回路控制设计在通用电机控制

3、领域的执行。近几年专门用于电机控制的微控制器(MCU)D经问世，集成了8位计算引擎、模数转换器(ADC)、比较器、计数器、定时器以及其它电路來控制电机速度，以满足负载的功率要求。由于快速而精确的闭环控制以及所需支持组件的数最和成本，这种控制器在对MCU的预期方面树立了新标杆。日前MCU生产商所面临的问题是如何在确保集成恰当的外部组件和功能的同时还能保持产品价格对消费者的吸引力。最佳方法图1展示了一个面向先进电机控制尤其是通用电机控制应用的低成本高效型数字功率悸理方案。其中的片上模拟外围设备都是由ZiLOG开发并集成到它的一款8位MCU上的。WOTRCOSCPOR/VBORrs

4、rt8ChannelIQ-bitA/D(2)16^bitTimer/PWMTemperatunSensorOn-ChipDebuggerTransimpeAmplifierRegisterRAM(1KB)UARTwithIrDAFlash(ItO8KB)AnalogCompaiBtorInterruptController电界vOfidcwn.cn图1ZiLOG8位MCU框架图在这个例子中，MCU的10位ADC能够提供多达四个单端/差分通道和一个可选的IX差分输入缓冲区。另外，ADC模块中还集成了一个片上低功率运算放大器，从而不再需要另外的外部纽件就能够获得高精度电流测量。结

5、合这个多通道ADC,MCU的两个具有脉宽调制(PWM)以及采集与比较功能的增强型16位定时器模块可以同时操作两个负载(即电机)，同时，直接LED驱动输出可用來在出现预设事件时触发LED,而不需要额外的侦件。该方案还由其它特征，包括一个模拟比较器、一套用于确保可靠性的“防故障〃振荡器机制、一个片上集成温度传感器和高达128B的非易失性数据存储空间(NVDS)。图2是款使川了ZiLOGMCU的通用电机的结构图。BlockdiagromforqUniversalMotorConho.1iHyTgmy?1eeirw/dcom.cn图2通用电机控制系统框架图电机控制的主要功能hwerS

6、vppJyNeuirclZeraCr^singinputGrew*VirvPWW这个特别的数字公里发管理方案提供了通用电机所需的主要控制功能：“软启动〃、过电流故障保护和使用片上比较器测定交流电路过零点以确保MCU输出信号同步的能力。我们来逐条分析一下，并看看该方案是如何满足这些要求的：(1)软启动“软启动〃功能确保在电机打开时功率逐渐地而不是突然输出到电机。通过使用MCU的单I/O输出控制TRIAC的触发/点火角来实现可调控制。这种功能最人程度地减少了启动时转子的过冲和不平稳运动，从而减少电机磨损，并防止需量的突变，避免电路断开以致刚开启的和正在运行的电器都被关断的情况。Z

7、iLOG的软启动实现方法采用了一个定时器和重新载入定时器高低字节时使用的一个杏找表。在交流信号的一个半周期内可以实现二十个均匀分布的触发角。通过这种方法可以调节TRIAC触发角(如图3),以调整输送给电机的功率。这种软启动方案使用一个10微秒输出脉冲宽度触发TRIAC,在此期间他发角从18。上升至162°(一个半周期的10%至90%),此时电机过渡到正常满速运转。(2)过电流故障保扩，大多数电机控制都需耍过电流故障保护。过电流故障的原因冇很多，例如电机绕组短路、电机引线短路、机械驱动与连接装宣故障、功率