消費電子電器的變速低功耗的實現方案
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在這個例子中,MCU的10位ADC能夠提供多達四個單端/差分通道和一個可選的 1X 差分輸入緩沖區。另外,ADC 模塊中還集成了一個片上低功率運算放大器,從而不再需要另外的外部組件就能夠獲得高精度電流測量。結合這個多通道 ADC,MCU 的兩個具有脈寬調制(PWM )以及采集與比較功能的增強型16 位定時器模塊可以同時操作兩個負載(即電機),同時,直接 LED 驅動輸出可用來在出現預設事件時觸發 LED,而不需要額外的硬件。該方案還由其它特征,包括一個模擬比較器、一套用于確保可靠性的“防故障”振蕩器機制、一個片上集成溫度傳感器和高達128B 的非易失性數據存儲空間(NVDS)。圖 2 是款使用了ZiLOG MCU 的通用電機的結構圖。
圖2 通用電機控制系統框架圖
電機控制的主要功能
這個特別的數字公里發管理方案提供了通用電機所需的主要控制功能:“軟啟動”、過電流故障保護和使用片上比較器測定交流電路過零點以確保 MCU 輸出信號同步的能力。我們來逐條分析一下,并看看該方案是如何滿足這些要求的:
(1)軟啟動
“軟啟動”功能確保在電機打開時功率逐漸地而不是突然輸出到電機。通過使用 MCU 的單 I/O 輸出控制 TRIAC 的觸發/點火角來實現可調控制。這種功能最大程度地減少了啟動時轉子的過沖和不平穩運動,從而減少電機磨損,并防止需量的突變,避免電路斷開以致剛開啟的和正在運行的電器都被關斷的情況。
ZiLOG的軟啟動實現方法采用了一個定時器和重新載入定時器高低字節時使用的一個查找表。在交流信號的一個半周期內可以實現二十個均勻分布的觸發角。通過這種方法可以調節 TRIAC 觸發角(如圖3),以調整輸送給電機的功率。這種軟啟動方案使用一個10 微秒輸出脈沖寬度觸發TRIAC,在此期間觸發角從 18°上升至162° (一個半周期的 10% 至 90%),此時電機過渡到正常滿速運轉。
(2)過電流故障保護
大多數電機控制都需要過電流故障保護。過電流故障的原因有很多,例如電機繞組短路、電機引線短路、機械驅動與連接裝置故障、功率器件損壞、接線錯誤等,會導致電器損毀。在出現過電流故障時,不管原因是什么,都必須立即停止電機轉動以防止損壞。雖然保護電路必須動作迅速,但是最好逐周期地關掉 PWM 輸出,并且在不能繼續發現故障條件時恢復正常運轉,而不要一下子完全關斷整個系統。如果這種方法不能解決問題,那么再關斷系統。
這個電機控制器方案以一個感應電阻來測量電機電流(圖 2),并把信號傳輸到片上集成 ADC。過電流門限值是可以設置的,而一旦電流達到這個門限值,系統就會啟動一個中斷服務程序,然后終止輸送到TRIAC 的觸發脈沖,并最終關閉系統。








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