基於 Infineon PSoC 4100S Plus的FOC洗衣機電機驅動方案

Infineon推出了一款專為各式洗衣機應用設計的電機驅動參考設計方案。該方案採用Infineon PSoC4100S Plus家族中的CY8C4146AZI-S443作為主控制器,同時直接採用智能功率模塊(IPM)IKCM10H60GA來驅動主迴路部分。

現在洗衣機變得越來越智能、高效,功能趨於完善,消費者也更加看重水電消耗、運行的安靜程度。對於消費者越來越高的期待,穩定而平滑的啟動、停止功能、廣泛的洗滌程序選擇、以及優化水電和洗滌劑的消耗、另外還有振動抑制功能都變得至關重要。為實現這些功能,洗衣機必須配備低振動組件、低噪音的電機驅動板、可靠的磁場定向控制算法(FOC)。所有這些要求都需要強大的半導體解決方案,並具有節能特性,同時還要有最新的緊湊外觀設計標準,強大可靠的電機控制算法。此外,對於支持新興智能家電功能也有很高的需求,該系統解決方案滿足了所有這些要求,融合了成熟的FOC算法和全面的功能,具備強大的保護機制,有成熟的PCB、算法庫、demo code,可快速設計上市。

這個參考設計方案可以使客戶輕鬆、快速地設計出更小尺寸、高效能的洗衣機。此外PSoC 4100S Plus控制器提供了靈活性,PSoC 4100S Plus器件向上和PSoC 4平台兼容,以滿足新的應用和設計需求,適用於各種應用場景,例如滾筒或頂裝洗衣機,以滿足不同的差異化功能需求。

Infineon CY8C4146AZI-S443屬於32-bit Arm® Cortex®-M0+ MCU PSoC4100S Plus家族,CPU工作頻率48MHz,64KBFlash,16KB SRAM和DMA系統,組合了可編程配置模擬和數字模塊、標準通信UART,SPI,I2C、定時器、互補輸出死區可調TCPWM,最好性能的觸摸感應系統(CapSense),PSoC 4100S Plus向上和PSoC 4平台兼容,以滿足更多資源的應用和設計需求. 設計方案也可以直接用Jlink進行調試,方便快捷。參考設計採用FOC控制算法,Infineon提供有算法庫,FOC控制系統框圖如下所示:


另外在購買參考方案之後,Infineon也會提供Demo code,客戶可以直接在Demo之上添加自己的應用,如下圖所示:

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

IFX

►核心技術優勢

主控制器PSoC 4100S Plus家族 CY8C4146AZI-S443: • 32-bit Arm® Cortex®-M0+ MCU with DMA • 48 MHz,64 KB flash, 8 KB SRAM • 12-bit ADC,DAC,內置Op amps • 8通道16-bit 定時器/TCPWM • 寬工作電壓1.71V-5.5V • 支持I2C,SPI,UART 600V 10A 三相功率模塊 CIPOS™ Mini IPM IKCM10H60GA : • 基於TRENCHSTOP™ IGBT,三相SOI柵極驅動 • 6個開關過流關斷保護,欠壓保護,防直通,內置溫度檢測 • UL certified • 高集成度,易於設計,減小系統尺寸,優化性能

►方案規格

• 輸入電壓160~265VAC • 電機最大輸出功率800W • 載波頻率16KHz • 板載EMI • 輔助電源15V、5V • 整體尺寸:115x125x1.6 mm • 3通道電流檢測 • 完整的保護功能,欠過壓,過流,過溫,弱磁,停止保護。 • 故障信號輸出 • 與標準示波器探頭兼容的測量測試點

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