STEVAL-IHT001v2 負(fù)載控制 - 采用新型電子恒溫器的高能效冰箱控制解決方案

　　STEVAL-IHT001v2 負(fù)載控制

　　所有負(fù)載由脈沖柵電流以全周期模式控制， STM8S 微控制器檢測(cè)交流主電源的電流上升沿和下降沿，使柵脈沖與交流主電源的電壓同步。

　　圖4： 柵電流脈沖時(shí)序定義

　　STEVAL-IHT001V2板載溫度傳感器執(zhí)行溫度控制。該傳感器是EPCOS研制的一款隔離型2類(lèi)NTC電阻器，應(yīng)該放置在冰箱或冰柜的蒸發(fā)器上。調(diào)溫由一個(gè)通斷遲滯控制器負(fù)責(zé)。如果溫度測(cè)量結(jié)果高于上限（THIGH_lim），則開(kāi)啟壓縮機(jī)；當(dāng)?shù)陀谙孪蓿═LOW_lim）時(shí)，則關(guān)閉壓縮機(jī)（見(jiàn)圖 5）。

　　實(shí)現(xiàn)了五個(gè)溫度設(shè)置點(diǎn)；在每個(gè)點(diǎn)可指定一個(gè)蒸發(fā)器溫度和一個(gè)定義前文提到的極限值的溫度遲滯。

　　圖 5： 遲滯原理

　　ACST610-8FP器件用驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。該器件屬于ACS?/ACST系列電源開(kāi)關(guān)，采用A.S.D.? （專(zhuān)用分立器件）技術(shù)。 這款高性能開(kāi)關(guān)適用于家電和工業(yè)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)6A。

　　ACST6系列器件設(shè)計(jì)用于控制中等功率負(fù)載，例如，家電中的交流電機(jī)，熱性能在靜態(tài)和瞬變（壓縮機(jī)電涌電流）時(shí)都十分出色。

　　除壓縮機(jī)控制外，通過(guò)一個(gè)板載開(kāi)關(guān)還可以模擬冰箱/冰柜開(kāi)門(mén)操作。根據(jù)冰箱門(mén)開(kāi)關(guān)所在位置，內(nèi)部照明燈點(diǎn)亮或熄滅。如果冰箱門(mén)開(kāi)啟時(shí)間超分1分鐘，則蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)五個(gè)溫度LED指示燈閃爍。

　　燈泡由ACS102-6TA驅(qū)動(dòng)，這是一個(gè)高性能的交流開(kāi)關(guān)，能夠控制最高0.2A的負(fù)載。

　　第二個(gè) ACS102-6TA用于控制“氣流循環(huán)”式冰箱的風(fēng)扇。風(fēng)扇只在與壓縮機(jī)配合工作時(shí)才運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)冰箱門(mén)打開(kāi)時(shí)，風(fēng)扇暫時(shí)停止運(yùn)行。

　　除霜電阻（在除霜和氣流循環(huán)兩款冰箱內(nèi)，除霜電阻可控制）由ACS110-7SB2驅(qū)動(dòng)。這是一個(gè)高性能開(kāi)關(guān)，能夠控制最高1A的負(fù)載。

　　ACS102 和 ACS110 是為低功率負(fù)載專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)，例如，電磁閥、閥門(mén)、繼電器、執(zhí)行器、微電機(jī)、泵、風(fēng)扇和除霜加熱器。還用于其它設(shè)備（如洗碗機(jī)和洗衣機(jī)）。

　　在 STEVAL-IHT001V2評(píng)估板上，ACS110開(kāi)關(guān)在GUI軟件定義的“Defrost activation delay” 參數(shù)時(shí)間之后打開(kāi)。這個(gè)時(shí)間與壓縮機(jī)ACST ON時(shí)間總和比較。當(dāng)時(shí)間總和大于 “Defrost activation delay”時(shí)，除霜電阻ACST功能開(kāi)

　　啟，當(dāng)蒸發(fā)器溫度高于THIGH_lim（圖6）時(shí)，開(kāi)關(guān)通電。在PC機(jī)軟件定義的“Defrost duration”時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)保持通態(tài)。

　　Figure 6： Defrost control

　　恒溫器評(píng)估板PC應(yīng)用軟件

　　這個(gè)恒溫器評(píng)估板PC應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)目的是讓用戶(hù)能夠設(shè)置某些控制參數(shù)，按照不同的冰箱型號(hào) （基本型、除霜型、氣流循環(huán)型）配置恒溫器，在測(cè)試過(guò)程中從嵌入式應(yīng)用采集數(shù)據(jù)。用戶(hù)還可以選擇用新的控制參數(shù)在單機(jī)模式下設(shè)置STM8S微控制器［5］。

　　GUI有兩個(gè)控制選項(xiàng)卡：時(shí)序控制選項(xiàng)卡和溫度控制選項(xiàng)卡。

　　在溫度控制選項(xiàng)卡（圖7）內(nèi)，可以設(shè)備以下參數(shù)：溫度檔次、每個(gè)溫度檔次的蒸發(fā)器溫度設(shè)置點(diǎn)和溫度遲滯。

　　圖 7： 溫度控制選項(xiàng)卡

　　在時(shí)序控制選項(xiàng)卡（圖8）內(nèi)，用戶(hù)可以控制TRIAC管柵電流脈寬、壓縮機(jī)和風(fēng)扇TRIAC管導(dǎo)通延遲、ZVS 延遲（微控制器命令與交流主電源電壓同步）、除霜電阻激活延遲和除霜持續(xù)時(shí)間。點(diǎn)擊“Set” 或 “Get” 按鈕，即可發(fā)送或接收這些參數(shù)。

　　圖 8： 時(shí)序控制選項(xiàng)卡

　　另一個(gè)窗口是調(diào)試模式窗口，用于強(qiáng)制交流負(fù)載狀態(tài)，簡(jiǎn)化電路板驗(yàn)證。其它窗口是數(shù)據(jù)采集、圖表分析、測(cè)量和數(shù)據(jù)保存窗口。

　　對(duì)于查看眾多的嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保政策同時(shí)還要考慮成本的設(shè)計(jì)人員，像TEVAL-IHT0012一樣的評(píng)估板太寶貴了。

　　參考文獻(xiàn)

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　?。?］Latest Trends in Major Domestic Appliances efficiency， Gfk-RT

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　?。?］ UM1542 - User manual - Cold thermostat kit based on AC switches and the STM8S

　?。?］Thermostat kit V2 PC Software GUI Help