高效節(jié)能：強大MCU實現(xiàn)干衣機壓縮機+電機+PFC穩(wěn)定運行，性能全面躍升
干衣機的起源可追溯至19世紀末，早期主要借助熱空氣流動帶走水分來加快衣物干燥，而后逐漸實現(xiàn)民用普及，并集成定時和溫控等功能。進入21世紀，熱泵技術(shù)的引入顯著提升了干衣機的能效水平，其能耗僅為傳統(tǒng)電熱式的三分之一。同時可將工作溫度精確維持在40-60℃的低溫區(qū)間，相較于冷凝式系統(tǒng)，更能避免高溫對衣物的損傷。
在熱泵式干衣機中的變頻系統(tǒng)中，通常包括對桶電機、風(fēng)機及壓縮機的控制和驅(qū)動，并搭配主動式單相功率因數(shù)校正PFC，這對硬件算力和軟件架構(gòu)都提出了較高要求。而MCU主控芯片作為干衣機變頻技術(shù)中的核心部分，承擔(dān)著精準控制的關(guān)鍵任務(wù)，并朝著高效節(jié)能的趨勢發(fā)展。晶豐明源&凌鷗創(chuàng)芯聯(lián)合推出的LKS32MC45x系列高性能MCU產(chǎn)品，采用192MHz的Arm Cortex-M4內(nèi)核，依托豐富的外設(shè)資源，可搭載性能穩(wěn)定的電機&壓縮機控制算法與成熟的PFC算法，適配主流家用、商用熱泵干衣機等應(yīng)用場景，為用戶提供性能優(yōu)異、資源整合度高的系統(tǒng)解決方案。
主控芯片LKS32MC45x核心特性
- 采用192MHz Arm Cortex-M4 內(nèi)核
- 40K RAM + 256K Flash
- 3×14bit 高速ADC + 內(nèi)置OPA
- 支持UART/SPI/I2C/CAN等通信協(xié)議，系統(tǒng)擴展性強
- ±1% 高精度RC時鐘，增強控制時序一致性
- 卓越抗靜電（ESD）與群脈沖（EFT）能力
- 家用、商用干衣機壓縮機應(yīng)用
- 家用、商用干衣機三合一方案應(yīng)用（壓縮機+電機/風(fēng)機+PFC）
干衣機三合一應(yīng)用方案
干衣機三合一（壓縮機+電機/風(fēng)機+PFC）驅(qū)動方案采用LKS32MC0453RCT8作為主控芯片。該芯片基于32位ARM Cortex-M4內(nèi)核，主頻高達192MHz，配備256kB Flash及40kB RAM， 支持2.2-3.6V單電源供電。其模擬模塊集成14位高精度ADC，可同步采樣3路信號，并支持多達18通道輸入與6路運算放大器。外設(shè)模塊包含3路UART。該產(chǎn)品可支持最大功率達2000W，實現(xiàn)雙電機控制與單相功率因數(shù)PFC驅(qū)動，支持正弦波無感FOC與數(shù)字PFC功能，并具備壓縮機單電阻/雙電阻電流采樣能力。
圖1. 干衣機三合一方案應(yīng)用框圖
- 高度集成：支持3路ADC同步采樣，內(nèi)置6路運算放大器與2組獨立PWM模塊，可輸出16路帶獨立死區(qū)控制的PWM信號，單芯片兼容兩路電機與一路PFC控制環(huán)路
- 性能優(yōu)異：在大偏心負載低速運行時，具備優(yōu)秀的電機觀測器魯棒性，帶載功率因數(shù)（PF值）可達0.98以上
- 功能豐富：方案具備壓縮機轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)補償能力，有效對熱泵壓縮機進行減震，同時兼容功率環(huán)控制與自動弱磁，采用分層軟件架構(gòu)，接口豐富，擴展靈活
- 故障保護：硬件過流、停機電壓控制、缺相保護及堵轉(zhuǎn)保護等功能
干衣機三合一方案技術(shù)優(yōu)勢
高可靠性
圖2.上圖為重載啟動，下圖為低桶速大偏心運行強魯棒性
圖3. 壓縮機降速穩(wěn)定
豐富的可選功能
01 壓縮機轉(zhuǎn)矩補償對比
圖4. 上圖未添加轉(zhuǎn)矩補償，下圖為添加了轉(zhuǎn)矩補償
圖5.上圖為交流輸入電流與交流輸入電壓，下圖為PF值達到0.98以上
總結(jié)
凌鷗創(chuàng)芯&晶豐明源推出的LKS32MC45x系列MCU以其高性能、高集成度和高可靠性，為干衣機的高效節(jié)能與智能化控制提供了完善的解決方案。未來，隨著技術(shù)的不斷進步，它將繼續(xù)推動干衣機行業(yè)向更節(jié)能、更智能的方向發(fā)展。
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