冰箱壓縮機是一種通過減小氣體體積來增加氣體壓力的機械裝置，利用壓縮來提高低壓氣體的溫度并從蒸發器中去除蒸汽，是冰箱制冷的基礎和關鍵部分。相較于定頻冰箱，在MCU的變頻算法控制下，變頻冰壓機能夠根據溫度要求精確控制轉速，無需頻繁啟動，壓縮機磨損較小，具有制冷效率高、保鮮效果好、電力能耗低、工作噪音小、使用壽命長等優點。

作為長期工作的家電產品，驅動壓縮機的MCU需要具有優異的穩定性和可靠性，復旦微推出的冰箱壓縮機變頻方案基于FM33LF013實現，采用內置運放實現單電阻采樣，適用于表貼式電機和內嵌式電機，算法通用性強，成本友好，可提供整套變頻方案驗證。

復旦微冰箱壓縮機變頻驅動方案Diagram

基于FM33LF013的冰箱壓縮機驅動demo板

基于FM33LF013的冰箱壓縮機驅動最小系統原理圖

方案特色

● 可靠的無感啟動算法

●單電阻采樣，重構電機三相電流

●電流環、速度環PI控制

●無感觀測器，估算電機位置準確

●壓縮機弱磁控制

●具有多種保護措施：過流保護、缺相保護、過壓保護、欠壓保護、過載保護、過溫保護、堵轉保護

方案介紹

復旦微冰箱壓縮機變頻方案采用無感FOC算法，該算法基于磁鏈觀測器，從三相輸出電壓的整體效果出發使電機獲得較為理想的圓形磁鏈軌跡，通過觀測的磁鏈分量獲得觀測的角度，再通過鎖相環獲得速度和角度。

無感FOC算法框圖

電機控制系統為閉環控制，內環為電流環，外環為速度環。電機啟動分為定位、強拖和閉環三個步驟，實測波形如下：

FM33LF013支持2路內部OPA，GBW 10MHz，壓擺率10V/us，在動態負載場景下轉速跟隨性能良好，電流與跟隨的實測波形如下：

下圖為制冷壓縮機在3000RPM時的運行電流實測圖：

下圖為不同電源電壓的波形實測圖，分別為310V、15V和5V：

310V

15V

5V

針對整個冰壓機制冷系統進行群脈沖（EFT）測試實驗，在±4000V至±5000V，5KHz、100KHz條件下可全程保持運行電流平穩，無停機發生。

群脈沖（EFT）測試實驗

參數說明

核心算法只需要壓縮機的極對數、相電阻、DQ軸電感、運行速率等參數，具體調試需求參數如下。

● 電機基本參數：

● 性能參數（示例）：

功率、電流等參數可依照不同壓縮機的特性進行調整，下表是部分客戶冰壓機驅動板的參數示例：

● 電性參數：

●保護參數：

復旦微FM33LF0系列MCU

FM33LF0系列是基于ARM Cortex-M0+內核的32位低功耗MCU芯片，最高主頻72MHz，最大支持64KB FLASH和8KB RAM，集成LCD驅動、LED驅動、帶溫補的RTC、ADC、DAC、OPA、COMP、AES、UART、LPUART、I2C-SMBus、SPI、CAN、SENT等通用外設接口，支持LQFP 64 / 48 / 32多種封裝，非常適用于BLDC電機驅動和顯示面板控制應用。

FM33LF013具有顯著的性能和資源優勢，具備豐富的定時器資源，其中ATIM支持設置多點觸發和非對稱PWM模式，可有效提高單電阻采樣效果和算法運行效率。最大支持12個ADC外部輸入通道，均為快速通道，最高采樣速率可達2M，注入通道和掃描通道可分別配置觸發源，獨立觸發、互不干擾，可在電機運行各階段及時采樣電流信息，協助算法完美重構電機三相電流信息。對比FM33LC0系列，采用相同算法和載頻，FM33LF013的算法執行效率也得到了顯著提升。

FM33LF013優勢說明和運行時間對比

FM33LF0系列資源簡介

FM33LF0系列產品資料：

● FM33LF0系列產品手冊

●FM33LF0系列 FL庫 & 參考例程 & Keil Pack & IAR配置文件 &JFLASH配置文件

●FM33LF0系列開發板資料

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