【導(dǎo)讀】無感FOC?電機(jī)控制技術(shù)通過估算電流和反電動勢來控制電機(jī)，通過其高效能、?低成本、?超靜音以及優(yōu)良的啟動特性，?對于提高電機(jī)控制系統(tǒng)的性能和用戶體驗具有重要意義，??這種技術(shù)帶來了多方面的優(yōu)勢。無感FOC控制對于水泵的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在能夠抗負(fù)載變動和適應(yīng)潮濕的工作環(huán)境。?避免了由于環(huán)境因素導(dǎo)致的電機(jī)傳感器損壞問題，?提高了水泵的可靠性和耐用性。無感FOC轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，能減少電動車的震動，既提高了電動車的舒適程度也有利于增長機(jī)械壽命。另外，高效的FOC驅(qū)動方式，對提高電動車的續(xù)航能力大有裨益。對于變頻空調(diào)，F(xiàn)OC變頻技術(shù)，可以將電流噪聲降到最低，而且電機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，機(jī)械噪聲也大大降低，同時電機(jī)可以在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)速，避免了電機(jī)頻繁啟動和關(guān)閉。

采用無感FOC電機(jī)控制的優(yōu)勢

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（1）提高效率和成本效益

?FOC方法支持在每個PWM周期中精確控制電機(jī)電流，?從而可以在較低的電流下產(chǎn)生最佳轉(zhuǎn)矩，?這不僅可以改善電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)，?還支持快速響應(yīng)速度變化，?如洗衣機(jī)在洗滌和甩干過程中的速度變化。?此外，?FOC通過控制電流的幅值和相位，?保持定子和轉(zhuǎn)子磁場之間的角度為90度，?從而優(yōu)化電機(jī)的功率管理，?提高效率。

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（2）實現(xiàn)超靜音工作

?FOC算法能夠精確控制驅(qū)動電流，?使其成為光滑正弦波，?減少轉(zhuǎn)矩脈動，?從而實現(xiàn)超靜音工作。?這對于需要安靜運行的應(yīng)用（?如家用電器）?尤為重要。

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（3）保證啟動的可靠性和平穩(wěn)性

?FOC控制的啟動特性良好，?能夠根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化調(diào)整啟動力矩和啟動方式，?保證啟動的可靠性和平穩(wěn)性。?此外，?啟動速度快，?比常規(guī)啟動方式短50%的啟動時間，?這對于需要快速啟動的應(yīng)用非常有利。

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方案一：基于中微半導(dǎo)體BAT32A237 的FOC汽車水泵方案

中微半導(dǎo)體FOC汽車水泵方案基于 Arm Cortex? M0+內(nèi)核BAT32A237及電機(jī)驅(qū)動CMSA6164芯片，支持常用45W-150W汽車水泵，適用汽車發(fā)動機(jī)散熱水泵及電動汽車電池組散熱水泵等，效率高，壽命長。

應(yīng)用框圖

水泵的特點是負(fù)載變動大，要求電機(jī)能抗負(fù)載變動。另外由于水泵工作在潮濕的工作環(huán)境中，電機(jī)傳感器在這樣的工作環(huán)境中易損壞，無感FOC控制方式無需傳感器，可以避免這種情況。

方案特點

  ?  主芯片BAT32A237可靠性標(biāo)準(zhǔn)參考AEC-Q100 Grade 1級別 

  ?  工作電壓12V/24V，單電阻、無感FOC控方式 

  ?  功率范圍≤150W，500~20000 rpm轉(zhuǎn)速范圍 

  ?  空轉(zhuǎn)、過欠壓、過流、過溫、相間短路、缺相、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等

  ?  恒功率控制，轉(zhuǎn)速控制，100%啟動成功，運行平穩(wěn)無抖動 

  ?  高揚程大流量，超快保護(hù)響應(yīng)，高度集成，外圍器件精簡，支持LN等多種通信

方案二：基于小華HC32M120的電動自行車方案

電動自行車作為一種綠色出行工具，滑板車在城市出行中越來越受歡迎。無感FOC方案的應(yīng)用可以實現(xiàn)對電動自行車的高效控制，從而提升其運行性能和穩(wěn)定性，為騎行者提供更安全、舒適的騎行體驗。

該方案電驅(qū)控制板以HC32M120為主控芯片，同MOS、Gate_Drivers、LDO及其他外圍電路構(gòu)成。主要功能：EBS、能量回饋、HDC、霍爾修復(fù)、相序自識別、一線通、三速、GB_25KM、1:1電動助力等。

由于電動車需要載人，而且要上坡，因此對電機(jī)轉(zhuǎn)矩有較高要求。FOC方案轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)減少了電動車的震動，既提高了電動車的舒適程度也有利于增長機(jī)械壽命。另外，電動車的電池電量有限，高效的FOC驅(qū)動方式，無疑對提高電動車的續(xù)航能力大有裨益。

方案特點

  ?  48MHz主頻、2個獨立OPA、高速ADC、電機(jī)專用TIMER、溫度范圍：-40℃~105℃

  ?  豐富的基礎(chǔ)函數(shù)庫、SVPWM系統(tǒng)、電機(jī)專用控制庫模塊

  ?  FOC控制系統(tǒng)優(yōu)勢（正弦電流、轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)、低噪音）

  ?  平地/坡道/溜坡/滑行/帶載啟動優(yōu)勢（啟動轉(zhuǎn)矩大、重載啟動高可靠）

  ?  客制化控制流程優(yōu)勢（豐富的模塊化電機(jī)庫）

  ?  完善的系統(tǒng)保護(hù)功能（過流、過壓、欠壓、堵轉(zhuǎn)、飛車、短路等保護(hù)）

方案三：基于小華HC32L180的空調(diào)內(nèi)機(jī)主風(fēng)一體方案

基于HC32L180的空調(diào)內(nèi)機(jī)主風(fēng)一體方案，集成空調(diào)室內(nèi)主控邏輯控制、智能化連接及風(fēng)機(jī)變頻控制于一體，可實現(xiàn)精準(zhǔn)控溫、噪音小、舒適性高，實現(xiàn)更優(yōu)異的節(jié)能水平和整機(jī)性能。相較于傳統(tǒng)的內(nèi)置驅(qū)動模塊風(fēng)機(jī)方案以及非一體化控制方案，整體BOM成本可做到更加自主可控，具有顯著成本優(yōu)勢。

傳統(tǒng)的空調(diào)使用的是異步電機(jī)，異步電機(jī)轉(zhuǎn)速不可控，要想控制室內(nèi)溫度，只能通過不斷地開關(guān)電機(jī)來實現(xiàn)，可以清晰地聽到電機(jī)開關(guān)的聲音，而且電機(jī)運行起來的噪聲也比較大，不利于睡眠。FOC變頻技術(shù)，可以將電流噪聲降到最低，而且電機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，機(jī)械噪聲也大大降低，同時電機(jī)可以在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)速，避免了電機(jī)頻繁啟動和關(guān)閉。

方案特點

  ?  無感FOC控制系統(tǒng)，電流THD小，轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，噪音低

  ?  無需運算放大器采樣，硬件過流保護(hù)可選芯片內(nèi)部比較器或IO輸入內(nèi)部硬件關(guān)閉PWM功能

  ?  支持使用單/雙電阻分壓方式進(jìn)行電流采樣，極大降低BOM成本

  ?  支持過流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等軟硬件保護(hù)

  ?  支持主控面板、遙控器和電機(jī)控制板之間的雙向通信，可快速完成方案切換及評估

  ?  豐富的控制函數(shù)庫，快速實現(xiàn)客制化應(yīng)用

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