基于Digital PFC+ Dual FOC架構，採用ST IPM + STM32F303RBT6的变频空调一体机解决方案

从国家大势来看，随着国家经济的发展，节能减排和产业升级的压力越来越大。变频空调具有功率因数高，能效比高的特点。同时变频空调的推广可以极大的推动半导体产业的发展。因此国家近年来通过能效等级的划分，节能补贴等手段，逐步的在推广变频空调。从个人体验感受来看，变频空调室温可以控制在+-0.5摄氏度，人体感觉不会忽冷忽热。是生活幸福感的很大的提升。由于变频空调通过内装变频器，随时调节空调压缩机的运转速度，从而做到合理使用能源；由于它的压缩机不会频繁开启，会使压缩机保持稳定的工作状态，这可以使空调整体达到节能30%以上的效果。同时噪音也会降低；变频空调的核心就是变频器。

本方案的MCU 采用ST主流的混合信号控制器STM32F303RBT6。STM32F303RBT6具有Cortex®-M4 内核，最高72MHz的主频，4个高速运放，7个比较器，4个最高采样速度5MHz 的ADC。STM32F303RBT6不是一般的MCU，而且一个强大的高集成度的混合信号控制器。PFC部分采用ST 的超快恢复二极管STTH30AC06C和IGBTSTGWT20H65FB。目前3PH 以下的空调的PFC 几本都采用有桥单通道，功率器件用IGBT + 超快恢复二极管。相位一般采样过零点的方法。控制方式一般采样电压环+电流环的CCM；电容软启动一般采样热敏+继电器的方式，目前我们推荐客户用可控硅替代继电器，寿命更长，可靠性更高，不会拉弧，也没有声音；电容软启动部分，后续还可以推荐客户用半桥可控整流的方法来做，目前我们已有技术积累；还有目前还流行一种无电解电容的方式去做空调，此方式我的研究已取得一些成果，在后续的方案中会展示；

原理图如下：

压缩机驱动部份，该方案采用了ST 第二代SLLIMMIPM SLLIMM STGIB10CH60TS-L；

压机驱动采用15A 的 IPM, 功率可以做到 1.5PH, 方案采样三电阻采样，三电阻采样在低频时采样窗口足够大，效果比单电阻好，频率可以做得更低，方案目前可以做到 1Hz;

对于成本敏感的客户，可以采样单电阻采样，电阻采样ST官方采样中间挖坑的方法，社会上普遍采样移相的方法，两种方法各有优缺；

室外风机驱动部份，方案采用了ST 第二代SLLIMMIPM SLLIMM STGIPQ3H60T-H；

室外风机驱动采用3A 的 IPM, 功率可以做到 120W。风机功率小，而且负载稳定，所以方案采用单电阻采样方案，算法采样无感FOC 控制，差且加入正反转控制和逆风启动功能；

辅助电源采用ST的VIPER26LD。VIPER26器件是一款智能高压转换器，集成了800 V耐压功率MOSFET和PWM电流模式控制。 击穿电压为800 V的功率MOSFET允许应用扩展的输入电压范围，并减小DRAIN缓冲电路的尺寸。 该IC符合最严格的节能标准，具有非常低的功耗，并且在轻负载下也能以突发模式工作。

PFC 的IGBT 门极驱运采用ST 的PM8841D，电子膨胀阀和四通阀的驱动

因此本方案从控制器到全部功率器件都是采用ST 的。方案一个MCU 控制有源PFC，压缩机变频驱动，室外风机变频驱动，是目前市场上最主流性价比最优的变频空调驱动板的拓扑；