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    基于英飞凌IRMCF188在变频空调设计中的应用

    作者:费翔时间:2018-09-27来源:电子产品世界收藏
    编者按:由于市场上占比最大的是“1PFC+1MOTOR”的控制方案,本文重点介绍了Infineon公司电机控制专用芯片IRMCF188的应用方案。

    作者 / 费翔 贝能国?#35270;?#38480;公司

    本文引用地址:http://www.09140960.com/article/201809/392400.htm

    摘要:由于市场上占比最大的是“1PFC+1MOTOR”的控制方案,本文重点介绍了Infineon公司控制专用芯片IRMCF188的应用方案。

    0 引言

      目前市场上方案主要分日系和欧美系两类,日系由瑞萨和NEC方案为主,欧美系则以TI方案和本文重点介绍的Infineon的iMotionTM方案为代表。iMotionTM方案与其他方案的主要不同。由于iMotionTM方案是一个专用驱动方案,芯片已经内置了经过市场验证的完整的驱动算法,客户只需要集?#33455;?#21147;于把系统调试稳定,并完成自己的外机主控程序,就可以迅速完成外机开发,加快产品上市的进度。

    1 iMotionTM方案简介

      iMotionTM方案硬件是基于Infineon公司高性能微处理器完成的,处理器内部分为两个核?#27169;琈CE核和核如图1。其中,MCE是电机驱动核,所有电机驱动相关的工作都由这部分完成;ASE是在MCE内的一部分,主要完成一些信号处理和ADC的工作;部分是一个基于的8bit ,主要用来完成配置MCE以及其他一些周边外设的控制。

      对于MCE核内的电机控制算法,Infineon公司根据不同的需求发布了不同的固件程序,一般情况下可以直接使用,只需要完成电机?#38382;?#37197;置即可;对于特殊需要,可以用Matlab进行功能的更?#27169;琁nfineon公司发布的所有固件,都有对应的Matlab文件发布,使用者可以按需要更改。

      针对应用的不同,Infineon公司推出了“1PFC+1MOTOR“应用的IRMCF188方案和“1PFC+2MOTOR”应用的IRMCF311方案,因为市场上占比最大的是“1PFC+1MOTOR”的控制方案,所以本文重点介绍IRMCF188方案的配置和使用情况。

    2 IRMCF188芯片介绍

      IRMCF188芯片拥有64K Flash和16K RAM,采用TQFP64封装,这个配置可以满足目前绝大部分空调外机对MCU资源的需求,可以完成空调外机的单芯片方案的应用。

      IRMCF188芯片内部资源的框图如图2。可见MCE部分完成了PFC的驱动和保护,电机部分的驱动和保护以?#26696;?#30005;压电流的AD采集;MCU部分则包括了通用MCU需要的外设资源,他们两者之间通过双口RAM来进行数据交换,这样可以保证数据交换的及时和有效。

      另外需要注意的是,IRMCF188芯片包含了内置的高速运放和比较器,好处是可以减少方案外部器件的使用,降低整体BOM(物料清单)成本,并缩小印制板所需面积。另外,内置的运放和比较器可以完成电机的单电阻或双电阻电流采样、保护,以及PFC的电流采样和交流电压采样等工作,只需要通过外部的阻容网络来配置合适的?#38382;?#21363;可。这些所有的初始化工作全部由MCE部分固件完成,使用者完全不需要参与控制。

    3 IRMCF188变频空调外机应用

      图3是一个标准的变频空调外机应用框图,配合交流风机和毛细管,可以应用于1.5P及以下的三级能效外机。

      因为使用了IRMCF188控制方案,外围的运算放大器和比较器都可以省掉,整个结构简单明了,非常有利于产品的开发验证,以缩短产品上市周期。

    4 IRMCF188电机?#38382;?#37197;置

      Infineon公司为iMotionTM电机控制应用准备了详细的开发文档和工具,具体内容可以到Infineon公司的官网下载。安装完以后,在安装目录主要有三个工具,用来配置、调试和?#31456;糹MotionTM芯片。

      通过这些工具,可以用最短时间完成一个变频空调外机PFC加压缩机控制的评估和调试,后续只需要再按照整机控制的要求,完成主控部分(8051部分)程序的设计开发即可,对于现在空调整机变化频繁的?#36125;?#26469;说,开发周期的缩短会在市场上产生直接可观的经济效益。

    5 结论

      IRMCF188芯片做为Infineon公司推出的电机控制专用芯片,以其高集成度和简洁的开发模式,针对变频空调外机1PFC+1Motor的应用有其他方案不可比拟的技术优势,可以帮助客户用最短的时间,最优的成本完成变频空调外机的设计。而?#31227;?#20869;置电机控制算法经过十?#25913;?#30340;积累,已经可以完全满足目前变频空调市场对控制方案的?#37327;?#35201;求,方案的风险可以降到最低,是目前变频空调外机方案首选的控制方案之一。

      本文来源于《电子产品世界》2018年第10期第74页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。



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