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富士通變頻技術(shù)在節(jié)能家電市場(chǎng)中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2007/7/2 0:00:00 訪問次數(shù):538

目前,發(fā)展節(jié)能型家電已經(jīng)成為全球范圍所關(guān)注的焦點(diǎn),在呼喚節(jié)能的形勢(shì)下,變頻技術(shù)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn),它被廣泛應(yīng)用于空調(diào),冰箱,洗衣機(jī)等家電中,以空調(diào)為例,空調(diào)器的節(jié)能技術(shù)可分為三種:一是節(jié)能元件與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用;二是改善空調(diào)器的設(shè)計(jì),優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù);三是運(yùn)行中的節(jié)能控制,即采用變?nèi)萘靠刂萍夹g(shù),特別是變頻技術(shù)。由于變頻技術(shù)通過改變頻率來調(diào)整壓縮機(jī)功率,因此變頻空調(diào)一方面降低了頻繁啟動(dòng)損耗,另一方面在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率極高。實(shí)驗(yàn)證明不管壓縮式定速空調(diào)系統(tǒng)幾次提效,增加變頻技術(shù)都可再實(shí)現(xiàn)節(jié)能超過30%以上,因此,變頻成為最佳的節(jié)能技術(shù)方案。

1993年,中國首臺(tái)變頻空調(diào)問世以后,變頻空調(diào)市場(chǎng)在中國得到迅速發(fā)展,從1998年中國推出首臺(tái)直流變頻空調(diào)以后,國內(nèi)生產(chǎn)變頻空調(diào)的廠家也迅速增加,中國變頻空調(diào)市場(chǎng)尤其是直流變頻空調(diào)市場(chǎng)開始有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。據(jù)調(diào)研,由于直流變頻空調(diào)較之普通的交流變頻空調(diào)更省電、節(jié)能,受到了消費(fèi)者的普遍歡迎。據(jù)統(tǒng)計(jì),2003年,日本變頻空調(diào)市場(chǎng)占有率達(dá)到95%。其中直流變頻空調(diào)的份額又占到了變頻空調(diào)市場(chǎng)總份額的95%。2003年,中國變頻空調(diào)市場(chǎng)份額達(dá)到15%,其中直流變頻占到變頻空調(diào)市場(chǎng)總?cè)萘康?9%;2005年,中國變頻空調(diào)市場(chǎng)份額有望突破30%,其中直流變頻空調(diào)將占到變頻空調(diào)市場(chǎng)總量的53%;今年6月1日起,上海在全國率先實(shí)施了地方標(biāo)準(zhǔn)《變速(變頻)房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能源效率等級(jí)》, 規(guī)定能源效率低于5級(jí)、能效比小于3.30的變頻空調(diào)將不得生產(chǎn)和銷售。變頻空調(diào)尤其直流變頻空調(diào)市場(chǎng)已迅速升溫,成為各路空調(diào)巨頭爭奪的焦點(diǎn)。

富士通微電子自進(jìn)入中國以來,一直致力于變頻產(chǎn)品在家電中的推廣及應(yīng)用:從最初率先在中國推出用于交流變頻特別是交流變頻空調(diào)的MB89P857,到之后適用于交直流變頻的MB90460/MB90560及適用于變頻洗衣機(jī)的MB90820系列,最近兩年又致力于最先進(jìn)的正弦波(180度)變頻產(chǎn)品的開發(fā)推廣和應(yīng)用。先后推出了: MB91260,MB91265 和 MB91470 等系列產(chǎn)品。

MB91265使用FR60Lite系列的32位RISC CPU內(nèi)核。該產(chǎn)品包括一個(gè)高速M(fèi)AC宏、配置有不同定時(shí)器和波形發(fā)生器電路的多功能定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換器和其它的配置資源,非常適合變頻電機(jī)控制應(yīng)用。另外該新系列采用了64針LQFP(薄形扁平方形)封裝,該封裝使客戶的生產(chǎn)加工非常方便,簡單。

產(chǎn)品特性

◆ 本產(chǎn)品的配置與MB91260系列類似,但配置資源在以下各方面有所加強(qiáng)。

(1)在多功能定時(shí)器中增加了自由運(yùn)行的定時(shí)器的數(shù)量(從一個(gè)單元增加到三個(gè)單元)。這方面配置的升級(jí)能確保不同的定時(shí)器為三相變頻控制中的每個(gè)相位分別產(chǎn)生獨(dú)立的載波頻率,因此與MB91260系列相比,新產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)更為靈活、更為精確的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。

(2)配有定時(shí)發(fā)生器,可控制可編程脈沖發(fā)生器(PPG)的定時(shí)激活。在MB91260系列中,可編程脈沖發(fā)生器(PPG)的定時(shí)器被設(shè)置為必須通過軟件分別為各個(gè)通道啟動(dòng)。而在MB91265 系列中,多重的PPG定時(shí)器可以和定時(shí)發(fā)生器同時(shí)啟動(dòng)。

(3)內(nèi)置雙模式閃存。新系列的產(chǎn)品包括雙模式的閃存。當(dāng)程序在一個(gè)扇區(qū)運(yùn)行時(shí),可以在另一扇區(qū)完成重寫。這樣可以減少外部存儲(chǔ)組件的數(shù)量(包括EEPROM),從而可以減少電路板的面積。

◆ 其它內(nèi)置資源配置

(1)多功能的定時(shí)器

·多功能的定時(shí)器包括以下的資源配置

·16位自由運(yùn)行定時(shí)器:3通道

·輸入捕捉單元:4 通道

·輸出比較單元:6通道

·8/16位可編程脈沖發(fā)生器(PPG):4通道

·可編程脈沖發(fā)生器(PPG)的定時(shí)器

·波形產(chǎn)生器

·模擬/數(shù)字(A/D)啟動(dòng)比較單元

(2)乘法和加法計(jì)算器

本產(chǎn)品可以在一個(gè)機(jī)器周期中執(zhí)行16位×16位+40位的運(yùn)算。它可以完全和CPU同時(shí)運(yùn)行,減少了CPU的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。

(3)外圍功能

·8/10位A/D轉(zhuǎn)換器:(4通道,7通道)

·重裝定時(shí)器:3通道

·UART: 2通道

·16位PWC: 1通道

·外部中斷:8通道

·DMAC:5通道

·看門狗定時(shí)器

·低耗電模式:睡眠/停止功能

·電源:4.0V 到 5.5V

·封裝:FPT-64P-M09 (LQFP-64針)

使用多功能定時(shí)器宏實(shí)現(xiàn)變頻控制

本產(chǎn)品使用了多功能定時(shí)器宏,因此可以產(chǎn)生在大多數(shù)通用變頻器中使用的三角調(diào)制波。圖1 展示了使用三角波作為載波,產(chǎn)生三角調(diào)制波(雙邊調(diào)制)脈寬調(diào)制所要求的波形輸出。

根據(jù)圖例,U/V/W 相位的基本信號(hào)通過一個(gè)16位自由運(yùn)行定時(shí)器和三個(gè)比較寄存器加以實(shí)現(xiàn)。另外,三個(gè)16位定時(shí)器可以產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間。

圖2展示了多功能定時(shí)器

目前,發(fā)展節(jié)能型家電已經(jīng)成為全球范圍所關(guān)注的焦點(diǎn),在呼喚節(jié)能的形勢(shì)下,變頻技術(shù)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn),它被廣泛應(yīng)用于空調(diào),冰箱,洗衣機(jī)等家電中,以空調(diào)為例,空調(diào)器的節(jié)能技術(shù)可分為三種:一是節(jié)能元件與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用;二是改善空調(diào)器的設(shè)計(jì),優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù);三是運(yùn)行中的節(jié)能控制,即采用變?nèi)萘靠刂萍夹g(shù),特別是變頻技術(shù)。由于變頻技術(shù)通過改變頻率來調(diào)整壓縮機(jī)功率,因此變頻空調(diào)一方面降低了頻繁啟動(dòng)損耗,另一方面在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率極高。實(shí)驗(yàn)證明不管壓縮式定速空調(diào)系統(tǒng)幾次提效,增加變頻技術(shù)都可再實(shí)現(xiàn)節(jié)能超過30%以上,因此,變頻成為最佳的節(jié)能技術(shù)方案。

1993年,中國首臺(tái)變頻空調(diào)問世以后,變頻空調(diào)市場(chǎng)在中國得到迅速發(fā)展,從1998年中國推出首臺(tái)直流變頻空調(diào)以后,國內(nèi)生產(chǎn)變頻空調(diào)的廠家也迅速增加,中國變頻空調(diào)市場(chǎng)尤其是直流變頻空調(diào)市場(chǎng)開始有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。據(jù)調(diào)研,由于直流變頻空調(diào)較之普通的交流變頻空調(diào)更省電、節(jié)能,受到了消費(fèi)者的普遍歡迎。據(jù)統(tǒng)計(jì),2003年,日本變頻空調(diào)市場(chǎng)占有率達(dá)到95%。其中直流變頻空調(diào)的份額又占到了變頻空調(diào)市場(chǎng)總份額的95%。2003年,中國變頻空調(diào)市場(chǎng)份額達(dá)到15%,其中直流變頻占到變頻空調(diào)市場(chǎng)總?cè)萘康?9%;2005年,中國變頻空調(diào)市場(chǎng)份額有望突破30%,其中直流變頻空調(diào)將占到變頻空調(diào)市場(chǎng)總量的53%;今年6月1日起,上海在全國率先實(shí)施了地方標(biāo)準(zhǔn)《變速(變頻)房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能源效率等級(jí)》, 規(guī)定能源效率低于5級(jí)、能效比小于3.30的變頻空調(diào)將不得生產(chǎn)和銷售。變頻空調(diào)尤其直流變頻空調(diào)市場(chǎng)已迅速升溫,成為各路空調(diào)巨頭爭奪的焦點(diǎn)。

富士通微電子自進(jìn)入中國以來,一直致力于變頻產(chǎn)品在家電中的推廣及應(yīng)用:從最初率先在中國推出用于交流變頻特別是交流變頻空調(diào)的MB89P857,到之后適用于交直流變頻的MB90460/MB90560及適用于變頻洗衣機(jī)的MB90820系列,最近兩年又致力于最先進(jìn)的正弦波(180度)變頻產(chǎn)品的開發(fā)推廣和應(yīng)用。先后推出了: MB91260,MB91265 和 MB91470 等系列產(chǎn)品。

MB91265使用FR60Lite系列的32位RISC CPU內(nèi)核。該產(chǎn)品包括一個(gè)高速M(fèi)AC宏、配置有不同定時(shí)器和波形發(fā)生器電路的多功能定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換器和其它的配置資源,非常適合變頻電機(jī)控制應(yīng)用。另外該新系列采用了64針LQFP(薄形扁平方形)封裝,該封裝使客戶的生產(chǎn)加工非常方便,簡單。

產(chǎn)品特性

◆ 本產(chǎn)品的配置與MB91260系列類似,但配置資源在以下各方面有所加強(qiáng)。

(1)在多功能定時(shí)器中增加了自由運(yùn)行的定時(shí)器的數(shù)量(從一個(gè)單元增加到三個(gè)單元)。這方面配置的升級(jí)能確保不同的定時(shí)器為三相變頻控制中的每個(gè)相位分別產(chǎn)生獨(dú)立的載波頻率,因此與MB91260系列相比,新產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)更為靈活、更為精確的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。

(2)配有定時(shí)發(fā)生器,可控制可編程脈沖發(fā)生器(PPG)的定時(shí)激活。在MB91260系列中,可編程脈沖發(fā)生器(PPG)的定時(shí)器被設(shè)置為必須通過軟件分別為各個(gè)通道啟動(dòng)。而在MB91265 系列中,多重的PPG定時(shí)器可以和定時(shí)發(fā)生器同時(shí)啟動(dòng)。

(3)內(nèi)置雙模式閃存。新系列的產(chǎn)品包括雙模式的閃存。當(dāng)程序在一個(gè)扇區(qū)運(yùn)行時(shí),可以在另一扇區(qū)完成重寫。這樣可以減少外部存儲(chǔ)組件的數(shù)量(包括EEPROM),從而可以減少電路板的面積。

◆ 其它內(nèi)置資源配置

(1)多功能的定時(shí)器

·多功能的定時(shí)器包括以下的資源配置

·16位自由運(yùn)行定時(shí)器:3通道

·輸入捕捉單元:4 通道

·輸出比較單元:6通道

·8/16位可編程脈沖發(fā)生器(PPG):4通道

·可編程脈沖發(fā)生器(PPG)的定時(shí)器

·波形產(chǎn)生器

·模擬/數(shù)字(A/D)啟動(dòng)比較單元

(2)乘法和加法計(jì)算器

本產(chǎn)品可以在一個(gè)機(jī)器周期中執(zhí)行16位×16位+40位的運(yùn)算。它可以完全和CPU同時(shí)運(yùn)行,減少了CPU的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。

(3)外圍功能

·8/10位A/D轉(zhuǎn)換器:(4通道,7通道)

·重裝定時(shí)器:3通道

·UART: 2通道

·16位PWC: 1通道

·外部中斷:8通道

·DMAC:5通道

·看門狗定時(shí)器

·低耗電模式:睡眠/停止功能

·電源:4.0V 到 5.5V

·封裝:FPT-64P-M09 (LQFP-64針)

使用多功能定時(shí)器宏實(shí)現(xiàn)變頻控制

本產(chǎn)品使用了多功能定時(shí)器宏,因此可以產(chǎn)生在大多數(shù)通用變頻器中使用的三角調(diào)制波。圖1 展示了使用三角波作為載波,產(chǎn)生三角調(diào)制波(雙邊調(diào)制)脈寬調(diào)制所要求的波形輸出。

根據(jù)圖例,U/V/W 相位的基本信號(hào)通過一個(gè)16位自由運(yùn)行定時(shí)器和三個(gè)比較寄存器加以實(shí)現(xiàn)。另外,三個(gè)16位定時(shí)器可以產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間。

圖2展示了多功能定時(shí)器

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