单相无感正弦驱动方案

FU68系列MCU集成了FOC核心运算模块，只需简单的外围处理便可实现高效率的单相无感驱动。FU68系列单相无感驱动主要应用在家用电机，如各类风筒、吸尘器。目前市场上的家用单相电机使用主要分两种：单相AC交流电机、有感单相BLDC电机。其中单相AC交流电机总体电机效率低下，但方案整体成本与单相BLDC一致，与近年来节能减排趋势相驳。有感单相BLDC电机方案由于位置传感器的限制，同时传统方波方案给电机运行带来电磁噪音的影响。难以适用于环境复杂的场合。

本方案主要介绍FU68系列MCU的单相无感正弦方案的主要特性和使用方法，以及示例程序的控制特性和功能。

单相无感正弦方案简介：

单相无感正弦方案可以的控制电机相电流为标准的正弦波形，同时解决单相电机中位置估算的难题，可以做到真正的单相无感正弦方案，区别于传统的单相有感方波BLDC应用，使方案的通用性更广，适用于不同转速的电机，目前转速最高可以运行21万转电周期转速。无感正弦方案主要在于电机控制转矩稳定，不会出现转矩抖动市电机产生噪音。匹配性更好。

其主要特点：

• 正弦算法固化，运行速度快：FU68系列ＭＣＵ以硬件实现所有正弦运算，节约了软件运行时间，最高PWM频率可达40KHz，可应用于高速电机（>210000RPM）；

• 控制精度和效率高：电角度360°扩展到2^15，角度分辨率可达0.01°，可对电机实现高精度控制；优化的位置估算算法可实现高效率控制；

• 静音效果好：FOC算法可以精确控制驱动电流为光滑正弦波，转矩脉动小，同时实现超静音工作；

• 启动特性好：根据负载转矩变化调整启动力矩和启动方式，保证了启动可靠性和平稳性；启动速度快，启动时间比常规启动方式短50% ；

• 硬件电路简单：内部集成高速运算放大器、高压 LDO，简化外围电路，降低产品成本,提高系统的可靠性。

本方案拥有独家专利，详情可以查看相应内容：

方案应用：

我司在基于FU68系类开发的单相无感正弦驱动，示例程序具备以下特性：

1. 适用于FU68系列IC

2. 启动控制

（1） 快速启动，最快到达最高转速仅需600ms

（2） 检测电机初始状态，实现动态启动（包含顺风启动和逆风启动）

（3） 可设定最大启动电流限流

3. 速度控制

（1） 可开环调速，根据给定速度计算转化为电流频率值，设定V/F曲线参数

（2） 调速接口有：SREF模拟调速，PWM调速，IR红外调速，UART串口调速，

4. 状态显示

   通过LED亮灯状态表示系统运行状态

5. 保护控制

（1） 过压保护：大于过压电压门限触发过压保护，小于恢复电压门限系统重启

（2） 欠压保护：小于欠压电压门限触发欠压保护，小于恢复电压门限系统重启

（3） 过流保护：大于过流电流门限触发过流保护，可设定重启次数

（4） FO保护：大电流冲击触发硬件过流保护，系统不重启

（5） 过温保护：大于过温设定值触发过温保护，小于温度恢复值系统重启

6. 用户接口

（1） Key接口：定义按键接口，按键扫描给出Key命令，用户可自定义Key命令，如ONOFF控制命令 

（2） SREF接口：ADC采样电位器值，给出SREF命令，用户可自定义SREF命令，如

ONOFF控制命令，开环PWMDuty参考值，开环Speed参考值

（3） PWM接口：捕获PWM信号，获取PWMDuty，给出PWM命令，用户可自定义PWM命令，如ONOFF控制命令，开环PWMDuty参考值，开环Speed参考值

（4） IR接口：定义红外接口，红外扫描接收红外数据后给出IR命令，用户可自定义IR命令，如ONOFF控制命令，开环PWMDuty参考值，开环Speed参考值

（5） UART接口：UART扫描接收UART数据给出UART命令，用户可自定义UART命令，如ONOFF控制命令，开环PWMDuty参考值，开环Speed参考值

（6） Buzzer接口：定义蜂鸣器接口，蜂鸣器扫描接收控制命令，实现报警或者提示音控制，用户可自定义，如按键提示音控制。

7. 调试接口

在默认功能特性情况下，程序给出Customer.h文档作为用户调试接口，用户只需修改相应参数便可实现电机通用功能控制。