IR無傳感器控制集成設(shè)計平臺助力節(jié)能電機(jī)

　　全球功率半導(dǎo)體和管理方案領(lǐng)導(dǎo)廠商——國際整流器公司(International Rectifier，簡稱IR)今天推出一種面向洗衣機(jī)直驅(qū)永磁同步電機(jī)(PMSM)的無傳感器控制平臺。新平臺采用嵌入式磁場定向控制(FOC)算法，具有很好的轉(zhuǎn)矩控制特性，有助于在洗滌過程中減少熱水用量，從而節(jié)省70%的能耗。

　　這個iMOTION™系列產(chǎn)品的新成員擁有一個混合信號控制器，并配備了智能功率模塊及算法、開發(fā)軟件和設(shè)計工具。集成于一個平臺的iMOTION有助于簡化水平軸和垂直軸洗衣機(jī)的變速電機(jī)控制設(shè)計，加速產(chǎn)品上市，節(jié)省整體系統(tǒng)成本。

　　IR公司節(jié)能產(chǎn)品部副總裁譚仲能先生指出:“洗衣機(jī)中直驅(qū)永磁電機(jī)的應(yīng)用可改善系統(tǒng)的動力學(xué)特性;實現(xiàn)更加簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，也降低了總體的系統(tǒng)成本。通常，人們采用霍爾傳感器為電機(jī)控制提供所需的轉(zhuǎn)子位置信息，這樣既增加了成本，又增加了電機(jī)設(shè)計的復(fù)雜性。iMOTION平臺實現(xiàn)了無傳感器的正弦電流控制，省去了霍爾感應(yīng)器，可以在更寬的速度范圍內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。采用iMOTION，勿庸置疑能夠加速節(jié)能電機(jī)的開發(fā)，有助于我們節(jié)省大量的電能。”

　　混合信號控制

　　用于洗衣機(jī)的高性能IRMCF341控制IC集成了所有控制和模擬接口功能，這是采用DC鏈接電流測量的永磁電機(jī)無傳感器速度控制所必須的。該IC的模擬功能包括差動放大器、雙采樣和保持電路，以及對DC鏈接分流的低電壓信號進(jìn)行采樣的12位A/D轉(zhuǎn)換器。該數(shù)字控制IC具有IR專利的運動控制引擎(MCETM)功能，在運動控制算法的開發(fā)過程中無需使用軟件編碼。集成在一起的60MIPS、8位的8051微型控制器有助于應(yīng)用層軟件的開發(fā)，幾乎獨立于MCE運行，而不會爭搶中斷或內(nèi)部寄存器等系統(tǒng)資源。由于MCE處理起來很像帶有一系列輸入和輸出寄存器的硬件外設(shè)，因此極大地簡化應(yīng)用軟件的調(diào)試過程。嵌入式模擬信號引擎(ASE)集成了實現(xiàn)單電流分流、永磁電機(jī)無傳感器控制所需的所有信號調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換電路。IRMCF341控制IC采用64引腳QFP封裝，具有洗衣機(jī)電機(jī)控制所需的全部模擬輸入和PWM輸出功能。

　　智能功率模塊

　　IRAMS06UP60B和IRAMS10UP60B變頻器功率模塊具有三相變頻控制所需的先進(jìn)高壓柵極驅(qū)動IC。該模塊包括用于電機(jī)電流測量和功率模塊保護(hù)的DC鏈接分流器。內(nèi)置的過熱與過流保護(hù)、短路額定值IGBT、集成的欠壓鎖定功能，以及內(nèi)置的溫度監(jiān)控功能，有助于實現(xiàn)高效的保護(hù)和自動防故障操作功能。

　　設(shè)計工具

　　該平臺包括IRMCS3041參考設(shè)計和在線軟件工具，以滿足應(yīng)用需求。嵌入式FOC算法可優(yōu)化內(nèi)部永磁電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，充分發(fā)揮高速磁場減弱模式下的總線電壓作用。

　　這些工具包括運行于8051微控制器的通信軟件，它有助于基于PC的MCEDesignerTM軟件訪問共用存儲器中的控制參數(shù)和系統(tǒng)變量。這樣就可以不修改或編譯軟件，對控制器設(shè)置點、控制環(huán)路增益及其他常數(shù)進(jìn)行修改。 MCEDesigner工具能夠生成洗滌周期信息，設(shè)定電機(jī)速度和電流，加快對直驅(qū)電機(jī)在實際洗滌負(fù)荷下性能的評估。