应用背景分体式空调通常包括室外单元和多个内部风扇盘管。外单元包含负责热交换的压缩机。要风扇,以便可以根据外部温度的变化调节室外单元的热交换量。常,室外单元的风扇速度范围为250至1000 rpm,功耗不超过100 W,通常为70 W.速度控制以模拟格式和信号输出FG被送回主控板。外机的风扇控制有特殊要求。

必须在不同的气候条件下可靠地启动和运行。
外部强风的情况下,风扇叶片可以沿相反方向旋转。台风强烈的情况下,发动机只能达到其最大速度的一半。
时,还有其他方便生产的要求。此,最好选择不受发动机参数影响且对部件公差或生产变化不敏感的控制方法。统室外单元的风扇使用具有梯形切换的无刷直流电动机。形控制具有多种优点,例如易于控制,高扭矩和可靠的性能。而,由于扭矩的固有波动,梯形切换会产生可听见的噪音,特别是在低电机速度下。了降低音频噪声并满足所有应用要求,本文提供了一个简化正弦控制的原理图,采用英飞凌的8位goxc866微控制。飞凌XC866室外风扇解决方案是XC800 8位高性能微控制器系列的一部分,基于XC800内核,与标准805l处理器兼容。
XC866包括一个专用的三相电机控制单元,Capture 6比较模块(CCU6)和一个具有多种扩展功能的10位ADC(数模转换器)。些特性使XC866成为控制低端三相电机的理想选择,例如无刷直流电机和感应电机。
XC866的其他功能包括UART,SPI接口和三个16位定时器。2是8位XC866微控制器的框图。

3显示了风扇逆变器的框图。控制器,电网驱动器和6个IGBT安装在同一块电路板上。卡通常安装在电机外壳内。310 V DC电压直接连接到逆变器板,恒温阀芯因此不需要整流级。

于其适用的特性和可靠的质量,Infieon分立式IGBT控制器tKD04N60R和英飞凌6ED003L06-F栅极驱动器已被选用于此应用。实际操作中,风扇电机可以处于以下状态:OFF,CHECK DIR,BRAKE,RAMP和SINU。电后,将调用程序(CHECK DIR状态)以检查风扇电机的旋转状态。

果处于稳定状态,电机将以梯形切换方式(RAMP状态)启动,因为它提供更高的启动转矩。成功启动的情况下,控制模式被转换为正弦调制(SINU状态)以减少可听噪声。是,如果电机在上电后转向相反方向,则软件会对电机进行制动直至其停止(制动状态)。据初始旋转速度计算制动力。如,如果风扇叶片以400rpm旋转,则电动机制动器需要比200rpm的风扇叶片更多的电流。动机速度和方向信息由三个霍尔效应传感器提供。
个传感器相对于彼此成60°的角度。XC866与硬件霍尔输入逻辑(在CCU6模块中)集成,以避免软件询问霍尔信号并减少CPU的开销。算电动机速度以用于计算转子角度。每个PWM中断中,转子角度被更新并用作正弦搜索表索引。以通过ADC通道对速度命令进行采样,并将转换结果作为电压规范提供。

后,基于正弦变换表的值和电压的规格产生CCU6的输出PWM信号6。4显示了稳定运行控制的框图。了减少调制开关损耗,需要一种特殊的方法。料循环中有六种状态,每种状态持续时间为60°。中两个状态不实现调制,例如u相的s5和s6。类似于梯形控制,而其他四种状态实现正弦调制,例如相u的s1和s2(使用sin())和s3和S4(使用sin(120-))。
者在客户现场对产品进行了测试,在降噪,反向制动和启动以及效率方面取得了令人满意的结果。外,该方法不受电机参数的影响,因此适用于不同类型的风扇叶片。有利于缩短产品开发周期,提高生产便利性。
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