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新型低电压吊扇相比传统的交流感应电动机吊扇设计节省了大量能源
编辑:金沙0029aa贵宾会科技 | 发布时间:2024-03-13 15:35 | 浏览次数:18
优化您的风扇解决方案
将高电压、单相交流异步电机(ACIM)更换为较低电压的三相永磁同步电机(PMSM)/无刷直流电机(BLDC)需要一个两级功率转换电路。首先,一个飞回整流电路将90-265V交流输入功率转换为中间直流电压。该电压用于驱动BLDC或PMSM电机旋转,因此应处于与预期电机匹配的电压范围内。在我们的吊扇参考设计中,中间电压设置为32伏特。
保持飞回电路高功率因数校正(PFC)比率也十分重要。即使在低风速条件下,我们的参考设计也能保持PFC在0.9或以上。这样做可以减轻对电力输送系统的负载,并避免可能产生的处罚或额外费用。
然后,通过MCP16331峰值电流模式PWM直流-直流转换器将中间的32伏特电压降低到10伏特。这用于高效地为三个MIC4605半桥MOSFET门驱动器供电,这些驱动器根据dsPIC®数字信号控制器(DSC)PWM输出指令开关六个MOSFET的开关。接着,通过高效的MIC5205低压降(LDO)稳压器将10伏特进一步降低到3.3伏特,以为dsPIC DSC电机控制器本身供电。
该参考设计的组件选择是为了优化材料清单(BOM),以使用最少的元件并实现最低成本。例如,高度集成的dsPIC33CK64MC102 DSC包括两个运算放大器(运放)用于电机相电流放大和一个比较器用于检测过流条件,从而节省了使用外部电路的空间和成本。与双桥或三桥电机相电流测量电路不同,使用单一电流实现以进一步降低成本和空间。由此产生的紧凑型、直径约10厘米的圆形电路板可以安装在典型风扇电机的顶部,类似于实际的成品解决方案。BOM也符合中国RoHS 50和欧盟Reach标准。
为了获得最高的能源效率、最大的电机扭矩输出和安静的运行,dsPIC DSC采用了先进的场定向控制(FOC)算法,并具有正弦PWM输出。初始位置检测(IPD)软件算法确保了启动时风扇运动的正确方向。飞行起动和制动算法在风扇风车转动或需要更改风扇方向时提供平稳的重新启动。
为了支持进一步的定制,将四个通用输入/输出(GPIO)引脚引出到板的边缘。这些引脚可以通过软件配置为通用异步收发器(UART)或串行外围接口(SPI),也可用于输入捕获功能。这使用户可以创建与各种传感器或通信协议(如红外线(IR)、蓝牙®、Wi-Fi®或专有家庭自动化协议)的接口。
这种低压吊扇参考设计提供了一种优化能源效率的风扇解决方案。你可以在300转/分钟的转速下运行吊扇,只消耗约17.5瓦的功率,大约相当于两个LED (60w等效)灯泡所需的功率。以此参考设计为起点,可以在很短的时间内实现理想的风扇解决方案。