广芯微发布基于UM321xF系列的小功率风机完整解决方案，确保客户产品开发可顺利实现量产
一、前言
空气净化器能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛等装修污染物、细菌、过敏原等)，有效提高空气清洁度。目前国内整体空气净化器零售市场需求不振，但整体出口仍居高位，是目前国内空气净化器产能产量增长的主要动力，数据显示，我国空气净化器产能从2016年的1357.8万个增长至2022年的超4千万个。
广芯微基于UM321xF系列芯片特点，开发出应用于空气净化器/吊扇等风机产品的电机控制参考设计和完整解决方案，并开放源文件及快速的技术服务，确保客户基于广芯微方案进行产品开发可顺利实现量产。
二、硬件方案介绍
硬件版图：
硬件方案框图：
1.内置5V LDO Power电源直接输出至MCU(支持5.5-24V宽电压输入);
2.内置1路运放可直接进行单电阻电流采样重构;
3.内置3路比较器快速直接获取反电势信号或硬件过流保护 ;
4.PWM支持与比较器的联动，异常情况紧急停机保护机制，有效防止功率元器件损坏;
5.内置3P+3N预驱，减少外围电路及布板空间;
6.丰富的外设接口(SPI/UART/IIC/CAN),支持多传感器扩展功能;
7.板极ESD设计可靠度可达8KV以上，得益于广芯微UM321xF芯片优异的ESD性能;
8.高集成度、高可靠性、低功耗MCU，电机控制相关外围器件只有40个左右，大大降低设计及生产成本，降低器件失效不良率。
三、软件方案介绍
软件架构：
此方案整个软件工程分为应用层、System、Common及电机库。应用层包含系统初始、系统配置、CLI引擎、通用任务、电机控制API、电机任务等。System层包含Startup启动、中断服务、时钟、睡眠与低功耗等。Common层包含消息队列、软定时器、延时/串口输出、实用工具等。电机库包含PID环路、换相函数处理、芯片驱动库等。
软件设计框图：
控制器上电后进入系统配置，依次进行IO端口配置，AD转换模块配置，定时器的配置，中断初始化，定时器初始化，保护参数初始化，交互参数初始化，初始化状态检测，使能中断，最后进入主循环(App-Task)执行相应app层事件。
电机控制部分主要在高频中断中执行运算，主要处理FOC运算部分，及位置速度观测器。ADC中断主要处理采样数据，低频中断主要处理速度/功率外环控制部分及故障检测部分。
电机控制算法采用单电阻无感FOC的电流转速双闭环控制系统：
电机算法库概要：
四、功能参数及测试波形
功能参数：
单/双电阻无感FOC控制方案
输入电压：DC5.5-28V
额定功率：<120W
顺逆风启停
硬件过流，欠过压，欠过温，限/过流，堵转等全功能保护
测试波形：
五、方案优势
1.低功耗技术指标
1.1μA@3.0V DeepSleep+RTC模式，RCL运行，IO、SRAM以及寄存器数据保持
0.44μA@3.0V Stop模式，所有时钟停止，IO、SRAM以及寄存器数据保持
123μA/MHz@3.0V@48MHz Active模式
3.7μs快速睡眠唤醒系统
2.高可靠性，将EMC及ESD性能作为基础要求融入芯片定义，在设计阶段进行针对性优化，并结合板级设计通过了目前所有电控项目的ESD及EMC测试;
3.高集成度，内部集成3路比较器，1路运放，硬件加速器，减少外围电路及布板空间;
4.分层设计的软件架构，丰富且成熟的电机算法库，降低开发设计难度及技术门槛。
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