功夫KF32在主动PFC、风机、轮毂、压缩机、吸尘器等电机控制领域的应用

2021年8月26日，由ASPENCORE主办的“全球MCU生态发展大会”及“电机驱动与控制论坛”在深圳成功举办。其中的“电机驱动与控制论坛”上众多厂商就MCU及电机驱动与控制等技术进行了深入交流。

上海芯旺微电子技术有限公司高级电气工程师沈先生分享了功夫KF32在电机控制领域的应用。

本文首先介绍了主动PFC原理，分析了实现主动PFC+风机+压缩机需要哪些硬件资源，然后介绍了功夫KF32对1拖3的方案优化，最后对风机，水泵、轮毂电机、吸尘器电机等方面的应用案例进行了解析。

主动PFC原理

理想的交流电压与负载电流波形：电压与电流，频率相同，相位相同，且都是正弦波。（上图）

实际的交流电压与负载电流波形：电压与电流，电流非正弦波。（上图）

实际的全桥整流后的：交流电压与交流电流，以及经过滤波电容后的直流侧电压波形。（上图）

造成的状况：

很短的时间，很大的电流；电网受到冲击；

很长的时间，没有电流；电网能量被浪费。

主动PFC方案（上图）

实现主动PFC+风机+压缩机需要的硬件资源

如何满足1拖3方案需要的硬件资源？

KF32A156提供了1拖3方案需要的所有必要硬件资源：

主频：120MHz；

RAM：64KB，ECC，支持RUN in RAM；

FLASH：512KB，ECC，额外的16KB ROM；

ADC：3个12位ADC，1MSPS，同时采样电流，电压，温度等模拟量，可同时保存15个采样结果；

CMP：3个比较器，实现主动PFC，风机和压机的过流保护检测，触发硬件关断PWM；

CCP：8组CCP，其中任意1组可实现控制主动PFC，硬件故障关断PWM功能；

ECCP：1组ECCP，可实现控制1个3相电机，或者1个两相步进电机，硬件故障关断PWM功能；

EPWM：1组EPWM，可实现1个3相电机，或者1个两相步进电机，硬件故障关断PWM功能，支持单电阻采样；

CAN/LIN/SPI/I2C/USART/EXIC：提供大量的通信接口；

工作温度：-40 C°至125 C°；

这是芯旺微功夫KF32对FOC实现的优化，

内核可配置，*为未来规划的产品

功夫KF32对1拖3的方案优化

经典PFC算法原理为：

这是其中一种算法优化（下图）：

更多优化请联系我们或作者。

应用案例

本节介绍的应用案例有：风机，水泵、轮毂电机、吸尘器电机等。

风机，水泵方案应用

这是一个风机和水泵的控制器FOC的多电路采样的一个方案，它是一个针对汽车上一个很小的MCU和功率器件，可以实现的功率是在40瓦到60瓦之间。

器件4×4的是工规级的，5×5是车规级的，主要用在体积要求非常小的一个热管理系统，下面是原理图。

KF32F130/KF32A140可以应用于无感FOC风机水泵，同时兼容工规/车规。

轮毂电机方案应用

吸尘器电机方案应用

各应用案例详情和资料请联系我们或作者（微信同名）获取。