基于FM33LF013的油烟机风机变频驱动方案

 

油烟机是一种服务于家庭厨房的大型家用电器，利用空气动力学为基础原理进行设计研发，由机体内的电机驱动涡壳中的叶轮旋转，在进风口区域形成一定的负压来引流油烟。油烟机电机驱动方式可分为交流电机驱动和直流无刷电机驱动。当前国内市场中油烟机/集成灶的变频机型占比逐步增加。变频技术不仅可以高效节能，其带来的技术变革-自动巡航增压，能够实时感知油烟管道阻力大小变化、智能调节电机转速，实现风压自动增加，可有效解决风压不足、高层低户面临的油烟倒灌等问题。

 

无刷直流（BLDC）电机与传统的直流电机相比，BLDC电机不需要使用碳刷和换向器来实现电流的换向，而是通过电子换向器（也称为控制器）来控制电流的方向和大小，能够提供更高电效率和更大扭矩重量。目前无刷直流电机方案已经在家用电器、汽车、医疗、工业设备等领域被广泛应用，家电领域的应用场景包括冰箱、空调、油烟机、集成灶等。

 

方案特色

复旦微推出的油烟机风机变频驱动方案基于FM33LF013实现，具备集成度高、成本低等优点，电流采样采用芯片内置运放（增益带宽10M、压摆率10V/us），硬件过流保护使用内置比较器（传播延迟200ns），过流信号可以从芯片内部直接给到ATIM的刹车，实现快速关闭PWM。本方案算法通用性强，成本友好。复旦微可提供整套变频方案验证。

 

本方案具备以下功能：

① 可靠的无感启动算法

② 单电阻采样、双电阻、三电阻采样

③ 电流环、速度环

④ 无感观测器，估算电机准确位置

⑤ 弱磁扩速

⑥ 支持顺风启动、逆风启动

⑦ 支持恒风量、恒转速、恒功率控制

⑧ 多种保护措施：过流、过载、过温、过压、欠压、堵转、缺相

硬件原理图

为了兼容不同客户的成本需求，复旦微对烟机变频方案有两种硬件设计方案：IPM和分立MOS，以下为两者的对比

1、IPM版本

2、分立MOS版本

试验现场图
 

 

 

 

波形图

启动运行

正常运行

方案测试数据统计

本方案亮点如下：

最大风量超过17立方米/每分钟

最大静压超过1170帕

全压效率超过32%

 

以下是方案的部分测试数据：

MCU资源和性能
 

 

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