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基于逆变器的变速驱动器实现冰箱压缩机高能效等级

电子设计 ? 2020-12-20 12:25 ? 次阅读

冰箱和其他厨房电器由于对能源的高需求,对离网能源系统提出了严峻挑战。现在,改进的冰箱压缩机由无刷直流电动机或永磁同步电动机(PMSM)驱动,以满足高能效等级。通过为无刷电机使用基于逆变器的变速驱动器,可以实现这种高能效。

老一代冰箱使用的是单相感应电动机,这种电动机不能自启动。通过添加辅助绕组或极点阴影来解决此问题。但是,这两种方法在启动后都浪费了能量,因为它们没有其他用途。ACIM电动机的另一个挑战是转矩输出在达到目标速度之前非常低。

另一方面,基于PMSM的压缩机非常高效且运行安静得多。当您确实需要时,它们还可以在启动和低速时提供更大的扭矩。由于这些原因,PMSM或内置永磁体(IPM)电动机正成为新冰箱的首选解决方案。

压缩机电机控制软件尤其面临挑战,因为在停机和快速重启期间由于冷却液背压高,因此要提供可靠的启动,并平衡每次机械旋转中的活塞运动。为了解决这些挑战,我们基于dsPIC33数字信号控制器(DSC)的冰箱压缩机参考设计为PMSM和IPM电机实现了独特的算法,旨在确保每次启动均可靠。为了减少噪音和振动,扭矩补偿算法会自动调整活塞运动的电机速度。

使用PMSM电机通过实现变速(频率)驱动器(VFD)提供了另一种提高能源效率的方法。使用单相交流感应电动机无法实现。VFD允许压缩机以维持冰箱内部恒定温度所需的最佳速度运行,从而节省了能源。

使用场定向控制(FOC)算法可提供VFD和其他高级电动机控制功能,例如动态启动和具有自动恢复功能的失速检测。与FOC一起,采用了单并联电动机电流检测技术,从而降低了总体BOM成本。

Microchip的冰箱压缩机参考设计可促进快速原型开发,并使用dsPIC33DSC进行具有成本效益的创新设计开发。该设计可与多种冰箱压缩机电机配合使用,同时支持内部永磁同步电动机(IPMSM)和表面安装永磁同步电动机(SPMSM)。软件算法可确保压缩机以高背压和低待机功耗可靠地启动。它使用单并联电流检测技术实现了无传感器FOCVFD。该设计支持一系列有助于提高效率的高级控制技术。它提供过流保护,过压和欠压保护,速度误差和浪涌电流限制功能,以实现可靠的运行。

20201215075904_1061.jpg

dsPIC33DSC参考设计的主要电路组件

20201215075915_6800.jpg

冰箱压缩机开发板

dsPIC33DSC具有许多功能,例如高级电动机控制PWM,集成的高速ADC运算放大器和高速模拟比较器,可帮助为PMSM实施经济高效的高性能FOC驱动器。高水平的外围设备集成有助于降低整个系统的BoM成本。

功能安全已成为行业中确保安全可靠运行的关键因素。“功能安全就绪”dsPIC33DSC提供了许多安全硬件功能,功能安全辅助工具以及VDE和UL认证的IEC60730B类安全诊断库,这些功能简化了满足功能安全标准的要求,从而实现了可靠而稳定的操作。

以下是使用dsPIC33DSC冰箱压缩机参考设计的一些好处:

?通过包含丰富保护功能,电机控制和应用程序源代码,用户指南和多个通信端口的交钥匙示例设计加快开发速度

?使用FOC可提供更平滑的扭矩和更好的启动和停止特性,从而使压缩机运行更安静并延长使用寿命

?通过其高性能dsPIC33内核和控制外设降低系统级BOM成本,以实现无传感器FOC,辅助电源的DC-DC控制以及片上运算放大器的单路电流检测。
编辑:hfy

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led灯驱动器输出电压

半导体 L99LD01 高效恒流 LED 驱动器是一款完整的恒流直流-直流转换器 LED 驱动器,适用于汽车应用。它采用 BCD5S 70V 技术制造,并以 LQFP32 封装形式组装。L99LD01 用于升压、降压-升压和反激式转换器拓扑。一个内部随机抖动振荡器在低频模式下工作,扩大了开关频率的射频频谱,从而降低 EMC。 该装置包括内部低跌落电压调节器,可用于提供微控制器和复位引脚,用于在启动时和每次被调节的输出电压降到既定电压阈值以下时重置微控制器。 特性 合格汽车 [医]恒流操作 电流LED可由外部传感电阻器设置,并可通过SPI调节 转换器开关频率可调节的外部电阻(RSF) 内部扩频抖动振荡器的EMC降低 低频率PWM调光操作。 当前最大输入限制 最大开关占空比限制器 由外部电阻(R9)调节的斜率补偿) 电池过电压关闭保护(EXT。 需要R3,R4电阻) 链式OV检测(R5,R6外) 用于监测和控制LED温度(需要外部NTC电阻)、L...
发表于 10-28 14:58 ? 14次 阅读
led灯驱动器输出电压

MAX25612BATP/VY+ MaximIntegrated MAX25612高压LED控制器

MAX25612高压LED控制器是一款单通道高亮度LED (HB LED) 驱动器,适用于汽车前灯应用。这些应用包括远光灯、近光灯、日间行车灯 (DRL)、转向指示灯、雾灯和其他LED灯。该器件的输入电压范围为5V至48V,可以驱动一个LED灯串,最大输出电压为65V。MAX25612是完全同步型器件,适合需要同步整流的升压和降压-升压应用,可提供大于90%的效率。 MAX25612可检测LED灯串高侧的输出电流。需要进行高侧电流检测,以防止输出端到接地或电池输入端发生短路。该器件也是用于驱动LED的最灵活方案,支持升压、高侧降压或降压-升压模式配置。PWM输入提供高达5000:1的LED调光比,ICTRL输入在MAX25612中提供额外的模拟调光功能。MAX25612还包括一个FLT标志,用于指示灯串开路、灯串短路和热关断。MAX25612还支持内置扩频调制,以提高电磁兼容性能。 特性 集成度高,可最大限度地减少BOM、降低成本 +5.0V至+48V的宽输入电压范围和+65V的最大升压输出 集成pMOS调光FET驱动器 用于模拟调光的ICT...
发表于 10-28 14:57 ? 36次 阅读
MAX25612BATP/VY+ MaximIntegrated MAX25612高压LED控制器

ALED1642GWXTTR STMicroelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器

oelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器是单片低压低电流 16 位移位寄存器,用于 LED 面板显示屏。ALED1642GW 可确保 20V 的输出驱动能力,用户可以以串联方式连接若干个 LED。在输出阶段,16 个稳压电流源提供从 3mA 到 40mA 的恒定电流以驱动 LED。电流通过外部电阻器进行设定,并可以由一个 7 位电流增益寄存器在两个子范围间进行调整。各通道亮度可通过 12/16 位灰阶控制分别进行调整。可编程的开关时间(有四个不同值可用)改善了系统低噪声发生性能。 特性 16个恒定电流输出通道 输出电流3mA至40mA 电流可编程通过外部电阻 两个范围内的7位全局电流增益调整 12/16位PWM灰度亮度控制 可编程输出开启/关闭时间 错误检测模式(打开和短路-LED) 可编程短路LED检测阈值 自动节电/自动唤醒 可选择的SDO同步在CLK下降边缘 拉杜尔输出延迟(可选) 3V到5.5V供电电压 热停机和超温报警 高达30MH...
发表于 10-28 09:26 ? 56次 阅读
ALED1642GWXTTR STMicroelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器

LED8102SXTTR STMicroelectronics LED8102S LED阵列驱动器

oelectronics ALED8102S LED阵列驱动器是一款单片、低电压、led驱动器,具有8个低侧通道。ALED8102S设计用于提供高达20V输出驱动能力,支持连接多个串联LED。八个稳压电流源提供5mA至100mA恒定电流来驱动LED。通过一个外部电阻器设置电流。 LED8102S具有热管理功能,可强制关断以保护器件(通常在+170°C时关断,15°C滞后重启)。热保护开关仅关闭输出通道。 工作电源电压范围为3.0V至5.5V。输出控制由四个开关输入提供,实现开/关切换操作。在所有有源输出LED上,可通过应用到输出使能引脚 (OE) 上的全局PWM信号调整亮度。输出可并联,或者不使用时不连接。 LED8102S LED驱动器采用14引脚高热效率薄型微缩小外形封装 (HTTSSOP)。 特性 8个恒定电流输出通道,由4个开关输入控制 输出电流:5mA至100mA 电流可通过外部电阻器编程 电源电压:3.0V至5.5V 20V电流发生器额定电压 热关断 工作结温范围:-40°C至+150°C ...
发表于 10-21 10:45 ? 27次 阅读
LED8102SXTTR STMicroelectronics LED8102S LED阵列驱动器

STSPIN32F0251TR STMicroelectronics STSPIN32F025x250V三相控制器

oelectronics STSPIN32F025x 250V三相控制器是高度集成的解决方案,用于驱动三相应用。由于集成度高,因此有助于设计人员减少PCB占位和总体物料清单。STSPIN32F025x内置STM32F031x6x7 MCU(采用Arm® 32位Cortex®-M0 CPU)和250V三路半桥栅极驱动器。半桥栅极驱动器可驱动N通道功率MOSFET或IGBT。该器件集成了具有高级smartSD功能的比较器,可确保快速有效地防止过载和过流。下部和上部驱动部分还集成了高压自举二极管,以及防交叉传导、死区时间和UVLO保护。这些特性可防止电源开关在低效率或危险条件下运行。低侧和高侧部分之间的匹配延迟可确保无周期失真。集成的MCU可以执行FOC、6步无传感器以及其他高级驱动算法(包括速度控制回路)。 特性 三相栅极驱动器 高达250V高压轨 驱动器电流能力 200mA/350mA拉/灌电流 (STSPIN32F0251) 1.0A/0.85A拉/灌电流 (STSPIN32F0252) dV/dt瞬态抑制:±50V/ns ...
发表于 10-21 10:41 ? 15次 阅读
STSPIN32F0251TR STMicroelectronics STSPIN32F025x250V三相控制器

STGAP2HSMTR STMicroelectronics STGAP2HS4A 单通道栅极驱动器

oelectronics STGAP2HS 4A单通道栅极驱动器在栅极驱动通道、低电压控制和接口电路之间提供电流隔离。STGAP2HS适合用于中等功率和大功率应用,例如工业应用中的电源转换和电机驱动器逆变器,具有4A能力和轨到轨输出。 STM STGAP2HS单通道栅极驱动器有两种不同配置,一种具有独立的输出引脚,另一种具有单输出引脚和米勒钳位功能。借助独立输出引脚的配置,可通过专用栅极电阻分别优化导通和关断。单输出引脚和米勒钳位功能配置可防止半桥拓扑中快速换向时的栅极尖峰。两种配置均为外部元件提供较高的灵活性,降低物料清单成本。 STGAP2HS集成UVLO和热关断保护功能,可简化高可靠性系统的设计。双输入引脚支持选择信号极性控制和实施HW互锁保护,可在控制器发生故障时避免交叉传导。 STGAP2HS 4A单通道栅极驱动器采用宽体SO-8W封装。 特性 高达1200V高压轨 驱动器电流能力:4A拉电流/灌电流(25°C时) dV/dt瞬变抗扰性:±100V/ns,全温度范围内 整体输入-输出传播延迟:75ns ...
发表于 10-21 10:30 ? 16次 阅读
STGAP2HSMTR STMicroelectronics STGAP2HS4A 单通道栅极驱动器

STEVAL-LLL004V1 STMicroelectronics STEVALLLL004V1 LED驱动器

oelectronics STEVAL-LLL004V1 LED驱动器是一款数控恒流LED驱动器。PFC级和两个直流-直流转换器设计用于在转换模式下工作以优化效率。该LED驱动器可提供75W的输出功率。 通过模拟和数字方法,该驱动器可以将LED调暗至最高亮度水平的0.5%。通过任何一种调光技术,该操作在整个调光范围内均无闪烁。该电路板具有高效率,功率因数几乎等于1,并且在宽输入电压和负载条件下具有低THD百分比。这得益于高性能ST电源产品,以及在32位STM32F0微控制器上运行的高级算法。 特性 宽输入电压范围:85VAC至265VAC 转换模式PFC 两个基于不同拓扑、在转换模式下工作的恒流输出: 降压拓扑 反向降压拓扑 输出电流:500mA ±2.5% 输出端连接的LED数量:16至24个白光LED(每个3.3V) 满负载时,PFC > 0.97,THD < 20%(85VAC至265VAC输入电压范围) 最大负载时峰值效率≅ 90% ...
发表于 10-21 10:06 ? 48次 阅读
STEVAL-LLL004V1 STMicroelectronics STEVALLLL004V1 LED驱动器

RH-OSC04 RH-OSC04抗辐射 晶体振荡器驱动器和分频器

发表于 05-20 17:05 ? 45次 阅读
RH-OSC04 RH-OSC04抗辐射 晶体振荡器驱动器和分频器

EVL6562A-LED EVL6562A-LED恒流逆降压LED驱动器使用L6562A

发表于 05-20 12:05 ? 76次 阅读
EVL6562A-LED EVL6562A-LED恒流逆降压LED驱动器使用L6562A

NUD4001 LED驱动器 高电流

稳压器& LED驱动器旨在取代用于在5V,12V或24V低压AC / DC应用中驱动LED的分立解决方案。外部电阻允许电路设计人员为不同的LED阵列设置驱动电流。这种分立式集成技术通过将单个组件组合到一个封装中来消除单个组件,从而显着降低系统成本和电路板空间。该器件是一个小型表面贴装封装SO8。 特性 为不同的输入电压提供恒定的LED电流。 外部电阻允许设计人员设置电流 - 最高500 mA。 AEC-Q101合格且PPAP能力 适用于汽车和其他需要独特应用的NSV前缀场地和控制变更要求 应用 汽车:尾灯,定向灯,倒车灯和圆顶灯。 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 23:02 ? 183次 阅读
NUD4001 LED驱动器 高电流

NCP302155 集成驱动器和MOSFET 55 A.

155将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302155集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达55A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel?PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V-Core和非V核DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 22:02 ? 358次 阅读
NCP302155 集成驱动器和MOSFET 55 A.

NCP303151 集成驱动器和带集成电流监视器的MOSFET

151将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成到单个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP303151集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 能够达到50 A的平均电流 30 V / 30 V击穿电压MOSFET具有更高的长期可靠性 能够以高达1 MHz的频率切换 与3.3兼容V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 精确电流监测 具有3级PWM的过零检测选项 内部自举二极管 欠压锁定 支持英特尔?PowerState 4 应用 桌面和笔记本微处理器 图形卡 路由器和交换机 支持英特尔?PowerState 4 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 22:02 ? 508次 阅读
NCP303151 集成驱动器和带集成电流监视器的MOSFET

NCP302040 集成驱动器和MOSFET 40 A.

040将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302040集成解决方案大大减少了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达40A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 支持英特尔?电源状态4 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 电源和笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 22:02 ? 203次 阅读
NCP302040 集成驱动器和MOSFET 40 A.

NCP302150 集成驱动器和MOSFET 45 A.

150将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302150集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达45A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 支持英特尔?电源状态4 使用3级PWM进行零交叉检测的选项 热警告输出和热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V-Core和非V-Core DC-DC Con转换器 小型电压调节器模块 高电流DC-DC负载点转换器 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 21:02 ? 342次 阅读
NCP302150 集成驱动器和MOSFET 45 A.

NCP302055 集成驱动器和MOSFET 50 A.

055将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302055集成解决方案大大减少了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达50A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel?PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V -Core和非V-DC DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 21:02 ? 241次 阅读
NCP302055 集成驱动器和MOSFET 50 A.

NCP6992 AIRFUEL-MR无线电源发送器ASIC

2是一款无线电源ASIC,可提供符合AirFuel MR标准的非接触式6.78 MHz电力传输单元(PTU)所需的电源,测量和支持功能。 NCP6992与蓝牙信令协议(BLE)相结合,通过管理功率传输(包括效率和故障条件管理),有助于调整和优化发送器线圈的功率。 特性 输入电压范围4.5V至22V 提供小型7x7mm2可湿性侧翼电镀QFN-56封装,间距0.4mm 直接从墙上适配器或USB端口供电 可通过3.4 MHzI2C接口进行广泛编程 50 W功率升压控制器,具有可在9V至55.2V(200mV步进)下编程的转换器,具有OVP和自动控制输入选项 可配置的睡眠模式和使用直接输入控制的快速唤醒循环 In集成式降压转换器5V& 500mA 2通用GPIO可用于逻辑I / O,ADC输入或时钟输出 系统LDO可编程为1.2V至3.6V,100 mV步进,带动态电压调节(DVS) USB BC 1.2检测的前端 具有OCP的四相可选6.78MHz PA驱动器 用于天线切换的PWM控制继电器驱动器 用于PA电源电压,电流和温度测量的10位ADC 一个阻抗控制检测器 具有ADC读数的差分...
发表于 07-29 18:02 ? 182次 阅读
NCP6992 AIRFUEL-MR无线电源发送器ASIC
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