用于家用制冷系統(tǒng)解決方案的低成本數(shù)字信號控制器

電機及其控制存在于許多常用的家用電器（包括微波爐、洗衣機、空調和冰箱）應用中。隨著更多復雜應用的出現(xiàn)以及節(jié)約能量和降低成本要求，目前市場上已經開發(fā)出了許多更為先進的控制技術，如磁場定向控制技術或電機的負載自適應控制技術。由于缺少信號處理能力或合適的外圍設備，一般的 8 位微控制器(MCU)通常無法實現(xiàn)這些先進的控制性能。然而，通過利用基于 DSP 內核的控制器，這種情況最近發(fā)生了引人注目的變化。數(shù)字信號控制器（DigitalSignal Controller，DSC）體系結構旨在減少外圍器件的使用、降低系統(tǒng)成本和具有在短時間內處理大量數(shù)據(jù)的能力，它具備DSP 和MCU 的雙重功能，且具有先進的片上智能化的外設接
口。如今，空調制冷系統(tǒng)通常消耗了住宅和辦公樓中的大部分電能。過去 10 年，設備安裝的數(shù)量一直在穩(wěn)定增長，特別是在亞洲一些國家和地區(qū)。這些設備中的大部分都是采用開關控制的方法，將溫度保持在設定的范圍內。在重載情況下，定速壓縮機的運行效率是較高的。但在負載較輕的情況下，這種壓縮機將會低效運行。在正常操作情況，最高負載出現(xiàn)在壓縮機啟動時，因為需要從制冷區(qū)域抽取熱量，以便把溫度保持在理想的范圍內。但是要想把溫度保持在想要的范圍內，壓縮機大部份時間會在較輕的負載情況下運行。
為了減少對全球氣候變暖的間接影響，設計人員一直致力于在壓縮機設計和復雜電子控制實施方面提高制冷系統(tǒng)的效率。為了同時達到安靜平穩(wěn)運行和節(jié)約能量的目的，制冷系統(tǒng)中越來越多地使用了變容壓縮機，以根據(jù)需要改變制冷能力。變容壓縮機的輸出可以通過電子調頻來控制。由于消費類制冷系統(tǒng)是成本敏感型和勞動力密集型產業(yè)，所以低成本、高集成度、可實施復雜控制算法的控制器將使制造商和消費者同時獲益。提高系統(tǒng)運行效率的一種方法是通過實施輸入功率因數(shù)校正（PFC）來減少無功能量的使用，這將節(jié)約15%以上的能量。如今，在許多國家和地區(qū)都要求家用電器必須具有 PFC，因為電子負載引起的無功電流和高次諧波電流將需要額外的電網容量，這可能會影響電網的穩(wěn)定性。