IR无传感器控制集成设计平台助力洗衣机用节能电机

admin

全球功率半导体和管理方案领导厂商——国际整流器公司（International Rectifier，简称IR）今天推出一种面向洗衣机直驱永磁同步电机（PMSM）的无传感器控制平台。新平台采用嵌入式磁场定向控制（FOC）算法，具有很好的转矩控制特性，有助于在洗涤过程中减少热水用量，从而节省70%的能耗。
这个iMOTION™系列产品的新成员拥有一个混合信号控制器，并配备了智能功率模块及算法、开发软件和设计工具。集成于一个平台的iMOTION有助于简化水平轴和垂直轴洗衣机的变速电机控制设计，加速产品上市，节省整体系统成本。
IR公司节能产品部副总裁谭仲能先生指出：“洗衣机中直驱永磁电机的应用可改善系统的动力学特性；实现更加简单的机械结构，也降低了总体的系统成本。通常，人们采用霍尔传感器为电机控制提供所需的转子位置信息，这样既增加了成本，又增加了电机设计的复杂性。iMOTION平台实现了无传感器的正弦电流控制，省去了霍尔感应器，可以在更宽的速度范围内实现稳定的转矩。采用iMOTION，勿庸置疑能够加速节能电机的开发，有助于我们节省大量的电能。”
混合信号控制
用于洗衣机的高性能IRMCF341控制IC集成了所有控制和模拟接口功能，这是采用DC链接电流测量的永磁电机无传感器速度控制所必须的。该IC的模拟功能包括差动放大器、双采样和保持电路，以及对DC链接分流的低电压信号进行采样的12位A/D转换器。该数字控制IC具有IR专利的运动控制引擎（MCETM）功能，在运动控制算法的开发过程中无需使用软件编码。集成在一起的60MIPS、8位的8051微型控制器有助于应用层软件的开发，几乎独立于MCE运行，而不会争抢中断或内部寄存器等系统资源。由于MCE处理起来很像带有一系列输入和输出寄存器的硬件外设，因此极大地简化应用软件的调试过程。嵌入式模拟信号引擎（ASE）集成了实现单电流分流、永磁电机无传感器控制所需的所有信号调节和转换电路。IRMCF341控制IC采用64引脚QFP封装，具有洗衣机电机控制所需的全部模拟输入和PWM输出功能。
智能功率模块
IRAMS06UP60B和IRAMS10UP60B变频器功率模块具有三相变频控制所需的先进高压栅极驱动IC。该模块包括用于电机电流测量和功率模块保护的DC链接分流器。内置的过热与过流保护、短路额定值IGBT、集成的欠压锁定功能，以及内置的温度监控功能，有助于实现高效的保护和自动防故障操作功能。
设计工具
该平台包括IRMCS3041参考设计和在线软件工具，以满足应用需求。嵌入式FOC算法可优化内部永磁电机的输出转矩，充分发挥高速磁场减弱模式下的总线电压作用。
这些工具包括运行于8051微控制器的通信软件，它有助于基于PC的MCEDesigner™软件访问共用存储器中的控制参数和系统变量。这样就可以不修改或编译软件，对控制器设置点、控制环路增益及其他常数进行修改。MCEDesigner工具能够生成洗涤周期信息，设定电机速度和电流，加快对直驱电机在实际洗涤负荷下性能的评估。
有关的资料数据及其应用指南信息，可查询IR网站：http://www.irf.com。

产品规格

产品编号	封装	电机控制	模拟	内存	I/O	通信
IRMCF341	QFP64	1个电机 额外I/O和系统功能模拟	12 位 A/D 8 通道 POR UVLO 模拟检测	48kB程序RAM 8kB数据 RAM	24位I/O 1个采集器 4个定时器	RS232 I2C/SPI

产品编号	额定电流@ Tc=25°C	额定电流 @ Tc=80°C	VCES [V]	速度	温度保护	配置	封装
IRAMS06UP60B	6A	3A	600	<20kHz	有	Neg总线分流	SIP1
IRAMS10UP60B	10A	5A	600	<20kHz	有	Neg总线分流	SIP1

产品编号	输入电压	输出电流	输出功率	通信
IRMCS3041	115-220V AC	3A rms (连续) 10A rms(峰值)	400W	独立RS232 独立JTAG