DSP:數(shù)字家電的動(dòng)力引擎
為適應(yīng)消費(fèi)市場(chǎng)的需求,變頻控制技術(shù)已經(jīng)被開(kāi)始應(yīng)用于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品中。 數(shù)字信號(hào)處理是數(shù)字變頻控制技術(shù)的核心。 與傳統(tǒng)的單片機(jī)(MCU)控制相比,電機(jī)控制專用的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)有以下特點(diǎn)：
優(yōu)化控制算法
系統(tǒng)性能更可靠
1、由于直流無(wú)刷電機(jī)(BLDC)的高效率,BLDC將逐漸被廣泛利用。對(duì)于直流無(wú)刷 電機(jī)控制,根據(jù)壓縮機(jī)的固有特性,業(yè)界有兩種控制方式： 一是用方波形式控制。 這種控制方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易,通常用普通的單片機(jī)(MCU)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這種方式不能把直流無(wú)刷電機(jī)的特性發(fā)揮到最佳。另外一種實(shí)現(xiàn)方式是用磁場(chǎng)定向控制(Field Oreinted Control)的理論來(lái)控制。這是一種正弦波控制的方法。 磁場(chǎng)定向控制是通過(guò)控制電機(jī)定子電流的相位使其電流與電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)而引出的力矩處于最佳。 通過(guò)磁場(chǎng)定向控制,可以使控制系統(tǒng)的效率發(fā)揮到最佳,并使噪音降到最低。 磁場(chǎng)定向控制代表著目前電機(jī)控制的最高水平。
2、在正弦波的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)中除了傳統(tǒng)的正弦PWM(SPWM)技術(shù)以外, 還有一種叫做空間矢量PWM(Space Vector PWM)的技術(shù)。與傳統(tǒng)的正弦PWM 相比,空間矢量PWM 能提高對(duì)電壓的利用效率,并有效地減少功率器件的開(kāi)關(guān)次數(shù),降低功率模塊在相同工作條件下的溫升,以此可以延長(zhǎng)功率部件的使用壽命, 降低系統(tǒng)的故障概率,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3、如上談到的控制技術(shù),在原有以單片機(jī)為控制單元的系統(tǒng)里是不可能實(shí)現(xiàn)的,尤其是在對(duì)系統(tǒng)可靠性很高的家電控制系統(tǒng)里。因?yàn)樵诩译娍刂葡到y(tǒng)里,除了對(duì)電機(jī)本身的變頻控制以外,還要滿足本身對(duì)系統(tǒng)的控制。目前,只有在DSP的硬件平臺(tái)上,才能同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)定向控制和空間矢量PWM這樣的先進(jìn)控制算法。
整合內(nèi)部技術(shù)資源
降低研發(fā)生產(chǎn)成本
1、減低生產(chǎn)及售后服務(wù)成本。
如上談到的磁場(chǎng)定向控制技術(shù),可以減少用于轉(zhuǎn)子位置采樣電路的元件, 包括1個(gè)比較器,六個(gè)電容器(45V,470mf )和2個(gè)電阻。元件的減少一方面可以 降低物料采購(gòu)成本,同時(shí)可以減少生產(chǎn)工序,降低生產(chǎn)成本。另一方面,元件的減少 可以降低因元件失效造成的系統(tǒng)故障率,減低售后服務(wù)費(fèi)用。又如,在變頻產(chǎn)品里, 功率元件經(jīng)常被認(rèn)為是易損器件。在采用了空間矢量PWM技術(shù)以后,將有效地延長(zhǎng) 功率元件的壽命,大幅度地降低售后服務(wù)的費(fèi)用。
2、降低研發(fā)成本。
DSP作為一個(gè)高性能的控制單元,通過(guò)采用先進(jìn)的控制原理,可以在同一個(gè)硬件平臺(tái)上,優(yōu)化企業(yè)的研發(fā)資源,進(jìn)一步降低企業(yè)成本。 對(duì)此,我們作一簡(jiǎn)單分析：
·高性能DSP平臺(tái)可以使您在同一個(gè)印制板(PCB)上實(shí)現(xiàn)對(duì)同一產(chǎn)品中不同類型產(chǎn)品的控制。 如空調(diào)產(chǎn)品中, 在同一個(gè)控制板上實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)掛機(jī)和柜機(jī)的控制;
·相同的控制模塊在不同的產(chǎn)品控制系統(tǒng)里進(jìn)行方便的移植(Plug-in)。 如磁場(chǎng)定向控制的軟件模塊可以應(yīng)用在空調(diào)冰箱和洗衣機(jī)等不同的變頻產(chǎn)品中;
·德州儀器(TI)為DSP開(kāi)發(fā)提供的友好的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和基于XDAIS軟件協(xié)議的軟件算法,可 以為企業(yè)提供一個(gè)產(chǎn)品升級(jí)換代的強(qiáng)大而靈活的軟件平臺(tái)。如強(qiáng)大的DSP硬件平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)的XDAIS協(xié)議,可以在產(chǎn)品需要升級(jí)的時(shí)候,輕易地加入通信和網(wǎng)絡(luò)接入的軟件模塊。■
