SPMC75F2413A在直流變頻洗衣機中的應用
出處：maple078 發(fā)布于：2007-04-29 02:37:20
SPMC75F2413A在直流變頻洗衣機中的應用
凌陽單片機推廣中心 葉新華
1 引言
洗衣機是一種在家庭中不可缺少的家用電器，發(fā)展非?？欤詣邮较匆聶C因使用方便得到大家的青睞，全自動即進水、洗滌、漂洗、摔干等一系列過程自動完成，控制器通常設有幾種洗滌程序，對不同的衣物可供用戶選擇。變頻控制依其高性能、節(jié)能等優(yōu)點在洗衣機的控制中得到廣泛應用，下面介紹采用凌陽科技公司的SPMC75F2413A和SPCE061A單片機來設計的直流變頻洗衣機的控制系統(tǒng)。
2芯片特性簡介
SPMC75F2413A是凌陽科技公司開發(fā)的用于變頻驅動的嵌入式16位微控制器，適用于變頻電動機驅動、電源、家電和車內風扇控制系統(tǒng)等領域。
特性包括：
32KW (32K×16) Flash
2KW (2K×16) SRAM
8通道輸入
10us (100kHz)轉換時間
通用異步串行通訊接口(UART)
標準外圍接口(SPI)
2種低功耗模式：Wait/Standby
每個外設都可以獨立的供電
2個用于驅動電機的脈寬調制輸出(互補的3相6路脈寬調制輸出)
2個用于速度捕獲
1個用于速度反饋環(huán)
脈寬調制服務和錯誤中斷發(fā)生
內嵌在線仿真功能（ICE）
3 系統(tǒng)總體方案介紹
整個系統(tǒng)主要由兩部分組成：由SPMC75F2413A控制的DMC控制板和由SPCE061A控制的PANEL板，兩者之間的連接系統(tǒng)方塊圖如圖3.1所示。
3 系統(tǒng)總體方案介紹
整個系統(tǒng)主要由兩部分組成：由SPMC75F2413A控制的DMC控制板和由SPCE061A控制的PANEL板，兩者之間的連接系統(tǒng)方塊圖如圖3.1所示。
PANEL控制器采用16 位SPCE061A控制器，主要完成的功能有：按鍵掃瞄、狀態(tài)顯示與通訊。洗衣機的控制通過按鍵輸入來選擇操作模式，并可設定選擇水量、預約時間，詳細設定洗衣、洗凈及脫水的參數；電源按鍵鈕為起始與驅動控制電路板的連接，起動或暫停鍵為運轉洗衣機或暫停。運轉過程中的剩余時間透過7 段顯示器來顯示。
DMC 控制器采用16 位SPMC75F2413A 單芯片控制器，主要完成的功能有：偵測馬達轉子的位置訊號，以120 度方波驅動PWM 方式驅動直流無刷馬達。
4 系統(tǒng)硬件設計
系統(tǒng)控制包括DMC控制板和PANEL控制板兩部分，下面主要介紹DMC控制板硬件設計。
4.1 電源電路
圖4.1為EMI 電源濾波器與單相全橋整流器電路，AC 電源輸入接頭為CON1，電壓為220VAC，電源輸入端通過突波吸收器ZNR3以避免過大的電壓突波損壞器件，C8 與C12 的Y2 電容串聯(lián)后連接至接地點，通常也可以連接至機殼。透過全橋整流器DB1整流、C13 濾波后可得到輸出直流電壓。
DMC 控制器采用16 位SPMC75F2413A 單芯片控制器，主要完成的功能有：偵測馬達轉子的位置訊號，以120 度方波驅動PWM 方式驅動直流無刷馬達。
4 系統(tǒng)硬件設計
系統(tǒng)控制包括DMC控制板和PANEL控制板兩部分，下面主要介紹DMC控制板硬件設計。
4.1 電源電路
圖4.1為EMI 電源濾波器與單相全橋整流器電路，AC 電源輸入接頭為CON1，電壓為220VAC，電源輸入端通過突波吸收器ZNR3以避免過大的電壓突波損壞器件，C8 與C12 的Y2 電容串聯(lián)后連接至接地點，通常也可以連接至機殼。透過全橋整流器DB1整流、C13 濾波后可得到輸出直流電壓。
圖4.2 DC/DC電源供應電路
4.3 IPM馬達驅動電路
圖4.4為IPM馬達驅動電路，因為驅動的馬達為三相變頻，因此一般來說微控制器需具備能夠輸出6 個PWM 訊號的能力，SPMC75F2413A 在芯片硬件上可由MCP 與PDC 定時器模塊完成此功能。IPM 模塊內集成了動回路與過電流檢測電路，MCU 的PWM 輸出訊號通過光耦送到IPM 模塊，但在實際應用上需考慮到對MCU 的保護與快速地對IPM 模塊產生高阻抗訊號，因此在電路中加入了IC12 的緩沖電路；過電流回饋訊號經光耦合器后連接到FTINx 的輸入腳，以求能夠對IPM 模塊快速地保護。D5、D6、D7、C37、C40 與C43 產生組成自舉電路提供IPM上臂開關的驅動信號。
圖4.4為IPM馬達驅動電路，因為驅動的馬達為三相變頻，因此一般來說微控制器需具備能夠輸出6 個PWM 訊號的能力，SPMC75F2413A 在芯片硬件上可由MCP 與PDC 定時器模塊完成此功能。IPM 模塊內集成了動回路與過電流檢測電路，MCU 的PWM 輸出訊號通過光耦送到IPM 模塊，但在實際應用上需考慮到對MCU 的保護與快速地對IPM 模塊產生高阻抗訊號，因此在電路中加入了IC12 的緩沖電路；過電流回饋訊號經光耦合器后連接到FTINx 的輸入腳，以求能夠對IPM 模塊快速地保護。D5、D6、D7、C37、C40 與C43 產生組成自舉電路提供IPM上臂開關的驅動信號。
4.4 水位檢測電路
圖4.5為洗衣機的水位檢測電路，CON4連接水位傳感器，水壓大小產生LC 震蕩，壓力越小則頻率越大，反之亦然。當接近零水位時，輸出頻率約在27.8KHz。此頻率通過F/V 轉換電路，轉換為模擬電壓輸入至芯片內ADC 模塊來計算水位高低。
F/V 轉換電路由IC7所產生，電路組件R33 與C36 形成輸入端高通濾波器以濾除直流電壓，輸出電壓大小由R30、C33 與輸入頻率決定，電壓計算式為: Vo = R30 x C33 x Vcc x Fin；其中Vcc 為+5V、Fin 為輸入頻率。
圖4.5為洗衣機的水位檢測電路，CON4連接水位傳感器，水壓大小產生LC 震蕩，壓力越小則頻率越大，反之亦然。當接近零水位時，輸出頻率約在27.8KHz。此頻率通過F/V 轉換電路，轉換為模擬電壓輸入至芯片內ADC 模塊來計算水位高低。
F/V 轉換電路由IC7所產生，電路組件R33 與C36 形成輸入端高通濾波器以濾除直流電壓，輸出電壓大小由R30、C33 與輸入頻率決定，電壓計算式為: Vo = R30 x C33 x Vcc x Fin；其中Vcc 為+5V、Fin 為輸入頻率。
關鍵詞：SPMC75F2413A在直流變頻洗衣機中的應用SPCE061ASPMC75F2413A
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