用于家用制冷系統(tǒng)解決方案的低成本數(shù)字信號控制器

電機(jī)及其控制存在于許多常用的家用電器（包括微波爐、洗衣機(jī)、空調(diào)和冰箱）應(yīng)用中。隨著更多復(fù)雜應(yīng)用的出現(xiàn)以及節(jié)約能量和降低成本要求，目前市場上已經(jīng)開發(fā)出了許多更為先進(jìn)的控制技術(shù)，如磁場定向控制技術(shù)或電機(jī)的負(fù)載自適應(yīng)控制技術(shù)。由于缺少信號處理能力或合適的外圍設(shè)備，一般的 8 位微控制器(MCU)通常無法實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)的控制性能。然而，通過利用基于 DSP 內(nèi)核的控制器，這種情況最近發(fā)生了引人注目的變化。數(shù)字信號控制器（DigitalSignal Controller，DSC）體系結(jié)構(gòu)旨在減少外圍器件的使用、降低系統(tǒng)成本和具有在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)的能力，它具備DSP 和MCU 的雙重功能，且具有先進(jìn)的片上智能化的外設(shè)接
口。如今，空調(diào)制冷系統(tǒng)通常消耗了住宅和辦公樓中的大部分電能。過去 10 年，設(shè)備安裝的數(shù)量一直在穩(wěn)定增長，特別是在亞洲一些國家和地區(qū)。這些設(shè)備中的大部分都是采用開關(guān)控制的方法，將溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。在重載情況下，定速壓縮機(jī)的運(yùn)行效率是較高的。但在負(fù)載較輕的情況下，這種壓縮機(jī)將會(huì)低效運(yùn)行。在正常操作情況，最高負(fù)載出現(xiàn)在壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，因?yàn)樾枰獜闹评鋮^(qū)域抽取熱量，以便把溫度保持在理想的范圍內(nèi)。但是要想把溫度保持在想要的范圍內(nèi)，壓縮機(jī)大部份時(shí)間會(huì)在較輕的負(fù)載情況下運(yùn)行。
為了減少對全球氣候變暖的間接影響，設(shè)計(jì)人員一直致力于在壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和復(fù)雜電子控制實(shí)施方面提高制冷系統(tǒng)的效率。為了同時(shí)達(dá)到安靜平穩(wěn)運(yùn)行和節(jié)約能量的目的，制冷系統(tǒng)中越來越多地使用了變?nèi)輭嚎s機(jī)，以根據(jù)需要改變制冷能力。變?nèi)輭嚎s機(jī)的輸出可以通過電子調(diào)頻來控制。由于消費(fèi)類制冷系統(tǒng)是成本敏感型和勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，所以低成本、高集成度、可實(shí)施復(fù)雜控制算法的控制器將使制造商和消費(fèi)者同時(shí)獲益。提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的一種方法是通過實(shí)施輸入功率因數(shù)校正（PFC）來減少無功能量的使用，這將節(jié)約15%以上的能量。如今，在許多國家和地區(qū)都要求家用電器必須具有 PFC，因?yàn)殡娮迂?fù)載引起的無功電流和高次諧波電流將需要額外的電網(wǎng)容量，這可能會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。