中心議題：

• 變頻抽油煙機的特點
• 自動調(diào)速、降噪、解放人力、節(jié)能的直流變頻抽油煙機方案

解決方案：

• 瑞薩電子8位MCU——uPD78F0712

隨著對家用電器消費觀念的不斷變化，消費者對抽油煙機的要求也越來越高。通常吸抽油煙機轉(zhuǎn)速靠人工調(diào)節(jié)，因此為了達到最佳排油效果及節(jié)能目的，往往需要使用者多次人工干預。因此，為了使抽油煙機可實現(xiàn)自動調(diào)速、降低噪音、解放人力并最大限度地節(jié)能，本文主要介紹了瑞薩電子8位MCU——uPD78F0712的主要特點及基于該產(chǎn)品的變頻抽油煙機解決方案。

變頻抽油煙機的特點

抽油煙機變頻的目的是為了通過調(diào)整抽油煙機上的帶動風扇的電機轉(zhuǎn)速，進而根據(jù)油煙量的大小調(diào)整油煙抽吸的快慢。優(yōu)良的調(diào)速和節(jié)能效果使得變頻抽油煙機在性能上明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)的抽油煙機，而變頻抽油煙機根據(jù)具體的變頻技術(shù)有不同的分類和性能特點，如表1所示。

現(xiàn)如今已經(jīng)有變頻抽油煙機面市，但絕大部分是有檔位變頻抽油煙機，一般分為弱、中、強三檔；只有少數(shù)知名品牌廠商推出無檔位變頻抽油煙機。從表1可以看出，相同成本的180°變頻抽油煙機要比其他類型的性能要好。

180°變頻抽油煙機在實際應用中有以下特點：a.能根據(jù)傳感器識別有無油煙，智能啟動和停止抽油煙機的抽吸而無需手動操作；b.在炒、煎、炸時可根據(jù)油煙量的大小自動調(diào)節(jié)風量；c.在燉、煲、蒸、煮時，自動調(diào)小抽吸速度以降低耗電量；e.靜音特點讓用戶感覺不到電機運轉(zhuǎn)的噪音；f.較小體積的電機使得抽油煙機體積更小，同時降低成本。

180°變頻對MCU的要求

由于180°變頻抽油煙機對電機采用矢量控制以實現(xiàn)變頻，因此其對MCU的要求很高。如果抽油煙機需要實現(xiàn)液晶顯示、延時控制等功能，MCU還需要諸如串行通信、定時器等專用外設(shè)。瑞薩電子為電機變頻控制開發(fā)了一系列的8位MCU。它們專有的硬件功能使得這些8位MCU更適合中小功率的180°變頻抽油煙機。

由于180°變頻抽油煙機的控制中要用到各種數(shù)學變換，變換中有很多乘法運算，因此對MCU要求有快速的乘法運算。瑞薩電子8位MCU的硬件乘法器能夠更快執(zhí)行電機矢量控制的各種變換算法，使抽油煙機反應更快。如果180°變頻抽油煙機的電機控制涉及到解耦控制、PID計算，則要求MCU有較強的運算能力和指令運行速度，而一般8位MCU則難以滿足要求。

180°變頻抽油煙機要求MCU接受風扇轉(zhuǎn)速傳感器反饋的信息以進行電機控制。瑞薩電子的這些8位MCU具有多達6個外部中斷輸入，省卻硬件捕獲單元對抽油煙機風扇速度傳感器信號進行分析，降低抽油煙機內(nèi)部電機控制方案的成本。而32個8位(16個16位)通用寄存器特有的Bank結(jié)構(gòu)使得抽油煙機的直流無刷電機的180°矢量控制程序運行效率更高。

180°變頻抽油煙機屬于中高檔類的廚房電器，需要MCU能提供定制的個性化功能。瑞薩電子8位MCU的可編程脈沖發(fā)生器(PPG)能指定脈沖寬度、脈沖周期，可用于抽油煙機風扇轉(zhuǎn)速或者風量顯示并簡化軟件的編程，另外還提供在線自編程功能，存儲抽油煙機設(shè)置參數(shù)而無需外部EEPROM，節(jié)省成本的同時也省卻空間，尤其適合低成本的180°變頻抽油煙機控制。

此外，這些MCU還具有帶2個自由中斷專用變頻控制模塊，以在PWM周期的任意時刻產(chǎn)生中斷，根據(jù)用戶需要的任意時刻對電流進行采樣；專用于控制 PWM高阻態(tài)輸出的獨立外部信號輸入，可在非正常情況下快速停止風扇的轉(zhuǎn)動；以及8位的可編程死區(qū)控制(死區(qū)時間范圍：0.1 s～25.6 s)等。圖2顯示了8位變頻控制MCU的主要特點，表2則這些功能給出了詳細說明。


[page]
180°變頻抽油煙機系統(tǒng)設(shè)計

瑞薩電子開發(fā)了一套基于8位MCU ――uPD78F071x的低成本180°變頻抽油煙機方案HS/DC-8，該方案包括電源和電機控制部分(見圖2)。

圖3是180變頻抽油煙機方案實物圖。可以看出，180°變頻抽油煙機方案，硬件電路板可安裝在電機的側(cè)面端蓋中，以減小抽油煙機總體積。