中心議題：

• 變頻抽油煙機的特點
• 自動調速、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。通常吸抽油煙機轉速靠人工調節(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自動調速、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整抽油煙機上的帶動風扇的電機轉速，進而根據油煙量的大小調整油煙抽吸的快慢。優(yōu)良的調速和節(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具體的變頻技術有不同的分類和性能特點，如表1所示。

現如今已經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、炸時可根據油煙量的大小自動調節(jié)風量；c.在燉、煲、蒸、煮時，自動調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變頻，因此其對MCU的要求很高。如果抽油煙機需要實現液晶顯示、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。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結構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，存儲抽油煙機設置參數而無需外部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周期的任意時刻產生中斷，根據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。


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180°變頻抽油煙機系統(tǒng)設計

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?？梢钥闯觯?80°變頻抽油煙機方案，硬件電路板可安裝在電機的側面端蓋中，以減小抽油煙機總體積。