【应用】基于国产MCU N32G455的空调外机多FOC控制系统设计
如图1所示:空调外机的电机系统主要由两部分组成:一是压缩机,它主要是一个泵,使机器工作产生的热量从吸热部位传递到放热部位。压缩机需要温度继电器的配合使用,安置在压缩机的头部,在温度比较高的环境下,压缩机的工作会因温度过高而停止运行。二是风扇,它的主要作用是加速室外机的传送风的效率,有利于整个系统的散热。
图1:空调外机拆解图
图2是基于国民技术MCU N32G455的空调外机双FOC控制系统的整体框图。从框图中可以看出,N32G455可以实现对两个不同的电机进行FOC控制,这是其他类型电机控制MCU所无法达到的功能。通过采用先进的无位置传感器FOC控制策略,国民技术在一颗N32G455芯片上实现了压缩机FOC调速功能、风机转矩控制、电子膨胀阀控制、NTC检测、串口监控以及各种安全保护措施。
图2:电机控制系统框图
N32G455系列的双FOC电机控制解决方案,通过内置最多7个快速比较器与PWM模块联动,快速响应刹车事件,拥有高达4个独立的5Msps的12bit ADC,支持PWM定时器连动自动触发采样。最重要的是配置高达144Hz的高性能32位ARM Cortex-M4F处理器,支持硬件乘除运算。
综上,本文介绍的基于N32G455的空调外机多FOC控制系统的整体方案优势有以下几点:
1、高集成度、低成本
· MCU内部集成2个高级定时器,4个高速5Msps 12bitADC,单芯片实现双FOC电机控制,极大降低多电机应用中的成本控制。
· 片内紧密耦合存储器,实现快速的存储器访问和调度。
2、低能耗
· 带负载低速运转,降低整机能耗。
3、高效的控制算法
· 不同工况下快速稳定启动,低噪音、支持低速转矩补偿。
· 硬件级电机控制脉宽调制,最小脉宽6.9ns,具有更高的电机控制精度,实现电机精确调整和稳定运行。
4、高安全性
· 内置10余种密码算法硬件加速引擎,提供硬件级的程序Flash分区保护机制,可实现对核心算法的分区存储和加密保护、核心代码分区访问、程序的安全启动等有关知识产权的保护措施,实现零附加成本防抄板、防篡改、防窃取。
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