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    基于英飛凌IRMCF188在變頻空調設計中的應用

    作者:費翔時間:2018-09-27來源:電子產品世界收藏
    編者按:由于市場上占比最大的是“1PFC+1MOTOR”的控制方案,本文重點介紹了Infineon公司電機控制專用芯片IRMCF188的應用方案。

    作者 / 費翔 貝能國際有限公司

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

    摘要:由于市場上占比最大的是“1PFC+1MOTOR”的控制方案,本文重點介紹了Infineon公司控制專用芯片IRMCF188的應用方案。

    0 引言

      目前市場上方案主要分日系和歐美系兩類,日系由瑞薩和NEC方案為主,歐美系則以TI方案和本文重點介紹的Infineon的iMotionTM方案為代表。iMotionTM方案與其他方案的主要不同。由于iMotionTM方案是一個專用驅動方案,芯片已經內置了經過市場驗證的完整的驅動算法,客戶只需要集中精力于把系統調試穩定,并完成自己的外機主控程序,就可以迅速完成外機開發,加快產品上市的進度。

    1 iMotionTM方案簡介

      iMotionTM方案硬件是基于Infineon公司高性能微處理器完成的,處理器內部分為兩個核心,MCE核和核如圖1。其中,MCE是電機驅動核,所有電機驅動相關的工作都由這部分完成;ASE是在MCE內的一部分,主要完成一些信號處理和ADC的工作;部分是一個基于的8bit ,主要用來完成配置MCE以及其他一些周邊外設的控制。

      對于MCE核內的電機控制算法,Infineon公司根據不同的需求發布了不同的固件程序,一般情況下可以直接使用,只需要完成電機參數配置即可;對于特殊需要,可以用Matlab進行功能的更改,Infineon公司發布的所有固件,都有對應的Matlab文件發布,使用者可以按需要更改。

      針對應用的不同,Infineon公司推出了“1PFC+1MOTOR“應用的IRMCF188方案和“1PFC+2MOTOR”應用的IRMCF311方案,因為市場上占比最大的是“1PFC+1MOTOR”的控制方案,所以本文重點介紹IRMCF188方案的配置和使用情況。

    2 IRMCF188芯片介紹

      IRMCF188芯片擁有64K Flash和16K RAM,采用TQFP64封裝,這個配置可以滿足目前絕大部分空調外機對MCU資源的需求,可以完成空調外機的單芯片方案的應用。

      IRMCF188芯片內部資源的框圖如圖2。可見MCE部分完成了PFC的驅動和保護,電機部分的驅動和保護以及各電壓電流的AD采集;MCU部分則包括了通用MCU需要的外設資源,他們兩者之間通過雙口RAM來進行數據交換,這樣可以保證數據交換的及時和有效。

      另外需要注意的是,IRMCF188芯片包含了內置的高速運放和比較器,好處是可以減少方案外部器件的使用,降低整體BOM(物料清單)成本,并縮小印制板所需面積。另外,內置的運放和比較器可以完成電機的單電阻或雙電阻電流采樣、保護,以及PFC的電流采樣和交流電壓采樣等工作,只需要通過外部的阻容網絡來配置合適的參數即可。這些所有的初始化工作全部由MCE部分固件完成,使用者完全不需要參與控制。

    3 IRMCF188變頻空調外機應用

      圖3是一個標準的變頻空調外機應用框圖,配合交流風機和毛細管,可以應用于1.5P及以下的三級能效外機。

      因為使用了IRMCF188控制方案,外圍的運算放大器和比較器都可以省掉,整個結構簡單明了,非常有利于產品的開發驗證,以縮短產品上市周期。

    4 IRMCF188電機參數配置

      Infineon公司為iMotionTM電機控制應用準備了詳細的開發文檔和工具,具體內容可以到Infineon公司的官網下載。安裝完以后,在安裝目錄主要有三個工具,用來配置、調試和燒錄iMotionTM芯片。

      通過這些工具,可以用最短時間完成一個變頻空調外機PFC加壓縮機控制的評估和調試,后續只需要再按照整機控制的要求,完成主控部分(8051部分)程序的設計開發即可,對于現在空調整機變化頻繁的時代來說,開發周期的縮短會在市場上產生直接可觀的經濟效益。

    5 結論

      IRMCF188芯片做為Infineon公司推出的電機控制專用芯片,以其高集成度和簡潔的開發模式,針對變頻空調外機1PFC+1Motor的應用有其他方案不可比擬的技術優勢,可以幫助客戶用最短的時間,最優的成本完成變頻空調外機的設計。而且其內置電機控制算法經過十幾年的積累,已經可以完全滿足目前變頻空調市場對控制方案的苛刻要求,方案的風險可以降到最低,是目前變頻空調外機方案首選的控制方案之一。

      本文來源于《電子產品世界》2018年第10期第74頁,歡迎您寫論文時引用,并注明出處。



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