本文首先介绍了主动PFC原理,分析了实现主动PFC+风机+压缩机需要哪些硬件资源,然后介绍了功夫KF32对1拖3的方案优化,最后对风机,水泵、轮毂电机、吸尘器电机等方面的应用案例进行了解析。

2021年8月26日,由ASPENCORE主办的“全球MCU生态发展大会”及“电机驱动与控制论坛”在深圳成功举办。其中的“电机驱动与控制论坛”上众多厂商就MCU及电机驱动与控制等技术进行了深入交流。

上海芯旺微电子技术有限公司高级电气工程师沈先生分享了功夫KF32在电机控制领域的应用。

本文首先介绍了主动PFC原理,分析了实现主动PFC+风机+压缩机需要哪些硬件资源,然后介绍了功夫KF32对1拖3的方案优化,最后对风机,水泵、轮毂电机、吸尘器电机等方面的应用案例进行了解析。

主动PFC原理

理想的交流电压与负载电流波形:电压与电流,频率相同,相位相同,且都是正弦波。(上图)

实际的交流电压与负载电流波形:电压与电流,电流非正弦波。(上图)

实际的全桥整流后的:交流电压与交流电流,以及经过滤波电容后的直流侧电压波形。(上图)

造成的状况:

很短的时间,很大的电流;电网受到冲击;

很长的时间,没有电流;电网能量被浪费。

主动PFC方案(上图)

实现主动PFC+风机+压缩机需要的硬件资源

如何满足13方案需要的硬件资源

KF32A156提供了13方案需要的所有必要硬件资源

主频:120MHz;

RAM:64KB,ECC,支持RUN in RAM;

FLASH:512KB,ECC,额外的16KB ROM;

ADC:3个12位ADC,1MSPS,同时采样电流,电压,温度等模拟量,可同时保存15个采样结果;

CMP:3个比较器,实现主动PFC,风机和压机的过流保护检测,触发硬件关断PWM;

CCP:8组CCP,其中任意1组可实现控制主动PFC,硬件故障关断PWM功能;

ECCP:1组ECCP,可实现控制1个3相电机,或者1个两相步进电机,硬件故障关断PWM功能;

EPWM:1组EPWM,可实现1个3相电机,或者1个两相步进电机,硬件故障关断PWM功能,支持单电阻采样;

CAN/LIN/SPI/I2C/USART/EXIC:提供大量的通信接口;

工作温度:-40 C°至125 C°;

这是芯旺微功夫KF32对FOC实现的优化,

内核可配置,*为未来规划的产品

功夫KF32对1拖3的方案优化

经典PFC算法原理为:

这是其中一种算法优化(下图):

更多优化请联系我们或作者。

应用案例

本节介绍的应用案例有:风机,水泵、轮毂电机、吸尘器电机等。

风机,水泵方案应用

这是一个风机和水泵的控制器FOC的多电路采样的一个方案,它是一个针对汽车上一个很小的MCU和功率器件,可以实现的功率是在40瓦到60瓦之间。

器件4×4的是工规级的,5×5是车规级的,主要用在体积要求非常小的一个热管理系统,下面是原理图。

KF32F130/KF32A140可以应用于无感FOC风机水泵,同时兼容工规/车规

轮毂电机方案应用

吸尘器电机方案应用

各应用案例详情和资料请联系我们或作者(微信同名)获取。

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