Artery F413系列 MCU for 吊扇應用

一、前言

        吊扇,可能在目前的台灣並不常見,但事實上在冷氣未普及的年代下,吊扇幾乎是家家必備的消暑利器,隨著時代的演變,節能環保的意識抬頭,以及商品的精緻度,吊扇逐漸由AC馬達轉換為BLDC馬達,使用BLDC馬達的好處是,減少了交流電電刷馬達切換時的火花,減少了引起火災的風險,增加了吊扇的壽命,也讓吊扇有更多元的型態,使用者能知道吊扇當前的轉速、調整吊扇的轉速,也能更安全的進行正反轉切換。

        在中國、印度、歐美國家吊扇仍是非常暢銷的商品,可以配合冷暖空調的使用,在享受舒適溫度的情況下更加環保節能,在潮濕的時候可以促進空氣流動保持通風。在冬天也能透過吊扇逆轉,讓氣流向上使密閉的室內空氣產生空氣對流,搭配暖氣的使用,可以讓暖氣更平均的分布到室內的各個角落。另外,不斷推陳出新的造型,也是現代室內裝潢的一部分,所以吊扇可以說是集造型與功能於一體的產品。



二、Artery F413系列for吊扇應用

        BLDC目前較常見的控制方式可粗略的分為方波與弦波控制,方波控制會在最短時間內提供最大電流值給馬達,轉矩變化較為劇烈且快速,而弦波控制透過FOC ( Field-Oriented Control, 磁場導向控制 ),與SVPWM ( Space Vector Pulse Width Modulation, 空間向量調變 ) 的搭配下,會提供馬達一個效率較好、電壓利用率較高的狀態。而家用吊扇的控制,大多希望得到一個效率較好、較節能的產品,故此大多會採用FOC搭配SVPWM的方案,Artery針對這個方案的驅動架構可參考下圖。

        對於啟動的方式,因歐美國家對於電子控制設備的安全性考量,都會要求有感測器避免不受控的變因影響了使用者的安全,再有感測器的情況下,上電後的吊扇馬達能夠較快速且簡單的獲得當前馬達轉子的位置與轉速。而南亞等國,因成本上的考量,大多會採用無感測器的產品,Artery在此也提供無感測器啟動法,透過SMO 觀測法( Sliding Mode Observer, 滑模觀測器 ) 估算出轉子當前轉速與角度後,回授到PID控制器與FOC演算法,使吊扇馬達可以達到更好的工作效率,也使的吊扇的轉動可以更為平順。




三、Artery F413系列的規格與優勢


MCU 規格:

  1. 採用55奈米製程工藝
  2. 32位元 ARM Cortex-M4核心 最高主頻200MHz
  3. 單精度浮點運算 ( FPU )
  4. 6 ~ 3.6V工作電壓
  5. Flash:256KB / SRAM:64KB
  6. 工業級工作溫度範圍:-40~+105°C
  7. 提供自主設計的sLib,可提供安全執行代碼,僅讓使用者使用而無法修正或閱讀其演算法。
  8. 2組12bits 採樣速率2MHz A/D轉換器(16通道)
  9. 2組16bits 帶Dead Time控制的PWM高級控制定時器 / 2個32bits、5個16bits通用定時器。
  10. 2個看門狗定時器(獨立型/窗口型)。
  11. 通信埠:I2C、USART、UART、SPI、I2S、CAN、Crystal-less USB2.0

 

MCU 優勢:

  1. 品質穩定。台灣聯電代工,工業級55奈米的製程。
  2. 支援馬達與數位電源開發的PWM高級控制定時器。
  3. 支援多種通訊界面。I2C、USART、UART、SPI、I2S、CAN、Crystal-less USB2.0都有支援。
  4. 同樣等級的晶片規格,Artery F413系列擁有更實惠的價格,讓產品擁有更競爭力。

 

★博文內容均由個人提供,與平台無關,如有違法或侵權,請與網站管理員聯繫。

★文明上網,請理性發言。內容一周內被舉報5次,發文人進小黑屋喔~

評論