基于中颖SH32F205的变频空调室外机控制系统

火辣西米秀

基于中颖SH32F205的变频空调室外机控制系统 [复制链接]

 

 

 

SH32F205主要特性

• 内核：32位ARM Cortex-M3

120MHz工作频率，核心代码可加载至C-RAM全速运行

提供Pre-fetch指令预取和I-Catch跳转指令、D-Catch数据文字池缓存功能

集成数学运算协处理器(MACP)

硬件CORDIC协处理器，支持三角运算和坐标变换

硬件IQ除法器，支持64/32除法运算

电机专用SVPWM引擎，支持五段式和七段式两种模式

• 存储器

最高256K字节FLASH程序存储器

8K字节SRAM+16K字节C-RAM（可作为Code Ram或DataRam）

• 时钟、复位和电源管理

2.4V～5.5V单电源供电

上电复位(POR)、掉电检测(BOD)、低电压复位(LVR)

硬件独立看门狗(IWDT)、窗口看门狗(WWDT)

内嵌8MHz RC振荡器，和内置PLL配合，可实现主时钟常温0.2%/全温度范围1%精度

支持外置4M～16MHz晶体振荡器/陶瓷振荡器

时钟安全监控（CSM）

• 3个独立的12位高速模数转换器（ADC1/ADC2/ADC3），2M SPS最高采样速率

• 1个DMA控制器，8个独立的DMA通道，支持内存到内存、内存到外设、外设到内存传输

• 最多79个快速GPIO端口，任何一个GPIO都可映射为外部中断输入

• 2个专用电机控制模块（MCM1/MCM2）

提供2套6路PWM输出，16位分辨率，支持互补或独立模式，输出极性可单独控制

支持单次计数模式，边沿对齐模式，中心对齐模式，带死区产生逻辑及故障自动检测功能

PWM周期内可设置多个时刻硬件触发ADC功能，支持MCM同步输出、硬件相移和逐波限流功能

• 4个16位通用PWM定时器（GPT0/GPT1/GPT2/GPT3）

• 4个16位基本定时器/计数器（TIM5/TIM6/TIM7/TIM8）

• 通信接口

3个通用异步串行口（UART1/2/3）

2个独立串行外设接口（SPI1/2）

1个独立两线串行接口（TWI）

• 丰富的片上模拟模块（AMOC）

3个高带宽模拟放大器

3个高速模拟比较器

内部温度传感器，支持校准操作

内部基准源，可作为ADC转换基准，也可产生多级比较基准电平

• CRC代码校验、CRC数据传输校验；SRAM的March-C/March-X检测算法

• 96位芯片唯一识别码

• 标准SWJ烧写/仿真接口

• 工作环境温度：-40℃～+105℃

 

名称	描述
压缩机类型	PMSM永磁同步电机
驱动方式	无传感器矢量控制
功率范围	<=3P
电压适应性	100-265V  50/60Hz
频率范围	8-200Hz
载波范围	5-9K
电流采样方式	三电阻采样、单电阻采样
PFC	有源PFC，载频14-40K，额定功率时功率因数>0.99
PMSM外风机	内置驱动无感矢量控制/外置驱动
保护功能	电压、电流、温度、过载、IPM、PFC
其他功能	低频补偿、弱磁、最优电流、死区补偿、逆风启动、膨胀阀

 

SH32F205框图

 

 

 

硬件系统—主芯片

 

PMSM无传感器矢量控制

 

全维状态观测器—状态方程

 

 

全维状态观测器—自适应观测器

 

 

低频振动抑制-前馈电流补偿

 

低频补偿方案—机械角度(两对极)

 

 

低频补偿方案—控制流程

 

 

低频补偿方案—自动补偿

 

 

低频振动数据

 

 

低频电流波形-10Hz

 

 

单电阻采样方案—移相

 

 

单电阻采样方案—控制流程

 

 

单电阻采样电流波形

 

弱磁方案实现

 

 

最优电流方案实现

 

 

死区补偿方案实现

 

 

压缩机三相电流波形-60Hz

 

 

压缩机三相电流波形-90Hz

 

压缩机控制波形-启动
 

压缩机控制波形-负载突变
 

有源PFC功率因数校正
 

PFC方案实现1
 

 

PFC方案实现2

 

 

交流输入侧波形（PFC）

 

 

交流输入侧波形（电压突变）

 

 

直流风机电流波形

 

 

 

集成直流风机控制方案

 

 

电子膨胀阀控制—步进电机控制方案

• 使用MCU的四个I/O口实现步进电机的四相八拍控制，无需细分；
• 驱动部分使用ULN2003，提升驱动能力
   

 

保护与安全策略

降频

• 调制度保护--输出电压超出逆变器最大电压

• 过转矩保护--负载转矩超出最大转矩范围

报警停机

• 失速保护—转速高，Iq控制到0

• 失控保护—反馈转速和实际转速差值大

• 堵转保护—观测器无输出，失步

• 短路保护—IPM模块保护

• 过流过压保护

• 温度保护

   

  控制板实物图

 

 

空调实验室测试环境

 

 

谢谢关注，如有疑问可致电0755-25181447！