基于DSP的精细空调风机把持器的设计

摘要：目前电子信息技巧疾速发展，而电子信息设备的牢靠运行，对环境的温度湿度等有较高的请求，因而精密空调应运而生，并得到了普遍的利用和发展。精密空调风机控制器作为汽车的空调控制系统中风机的能源驱动设备，是广泛使用的汽车空调控制系统中的一个极为症结的部位，因此也逐步成为空调制冷行业的一个备受关注的研讨重点。本文所先容的新型精密空调风机控制器的设计和组装从客户的实际需要动身，在统筹一般使用的控制器电路的功效基本之上，增长了多种系统防护跟掩护功能。在此行业同类产品中处于较为进步的程度。该精密空调控制器采用调压调速方式，由主电路和控制电路两局部组成，微电路处理器的芯片组采取DSP芯片MC56F8025,机房空调顾名思义其是一种专供机房使用的高精度空调，因其不但可以控制机房温度，也可以同时控制湿度，因此也叫恒温恒湿空调机房专用空调机，另因其对温度、湿度控制的精度很高，亦称机房精密空调。，它是Freescale公司出产的最为先进精密的控制器芯片组。

前言

跟着电子信息技术的快捷发展，人们也越来越器重电子设备在运行时的稳定性。电子设备运行的稳定性，不仅依附于设备本身设计的可靠性，还在很大的水平上受到四周环境的影响。假如环境变更很快，或者忽高忽低极不稳定，必定会影响电子设备的正常运行，缩短其使用寿命。日常生涯中所见的的空调风机控制器的电子电路的设计十分简略，功能极其单一，并且不存在可恢复性，显然是不能知足设计的刻薄的要求的。因此咱们须要一种拥有更高机能和精度的空调来满意此要求，因此精密空调便发生了，并很快运用于事实中。目前在精密空调风机控制器中，能源设备应用较多的是三相异步电动机。家喻户晓的是异步电念头具备多种调速办法，当初最常应用的是变频调速，然而因为变频调速具有本钱较高，电磁干扰对精度影响较大，控制较为艰苦的毛病，在良多场所下使用受到限度。在此条件下控制器构造极其简单，成原形对低廉的调压调速控制器便在精密空调风机调速控制系统中得到更为广泛的应用。

1.精密空调控制系统现状

随着计算机微型控制器而发展的电子技术的飞速发展及电力电子器件的设计与应用极大地推进了精密空调风机控制系统的高速发展和技术上的一直完美。因为变频调速实现调速的方式是改变改变定子的供电频率来改变同步转速，调频的精度得以保证。因此变频调速的调速性能具有高精度、高效力、高范畴的特色。固然目前变频调速是主流方向，但是仍存在许多问题，例如成本高，元器件规格要求高，电路复杂，结构和控制方法庞杂，破坏后维修成本高级。最重要的是变频调速进程中产生的高次谐波会对附近的用电设备产生谐波传染，迫害周围设备的健康运行。

2.空调风机调压调速系统

空调风机采用的是三相异步电动机，三相异步电动机定子绕组采用的是三角型连接方式，每一相绕组和一个TRIAC串联后分辨衔接到三相电源的三相。DSP产生触发脉冲，触发脉冲经过光耦合隔离后将光耦的受控侧导通，TRIAC的门极经过光耦与输入电源侧联通，当门极通过足够的电流时，将TRIAC导通，通过转变TRIAC的触发角来控制电压的有效值。三相交换调压调速电路采用的是三相三线式，定子的各相电压和稳态时的各相电流都是对称的。每半个周期控制一次TRIAC触发角，以此来调节输出电压的有效值，达调速目标。异步电机是阻理性负载，在通过的电压为零时电流并不为零，故晶闸管的导通情形不仅仅与触发角有关，还与电动机的功率因数角有关。

2.1控制电路硬件设计

控制电路使用Freescale公司研制的MC56F825，实现对主电路的控制，并对电压过零点、电流、环境温度等多个信息进行实时检测。时钟信号输入采用的是8MHz外部晶振经过内部倍频产生32MHz的系统时钟。控制芯片MC56F825采集冷凝管压力信号、电流信号、电压过零信号、经过软件处理后，输出触发脉冲：在控制电路中设有三途经零检测电路，应用控制芯片所具有的三个中断分离对线电压进行过零检测，然后通过软件实现缺相、相序检测和频率异常检测，另设有风机工作电流检测电路，对一相线电流进行检测，联合过零信号计算风机工作时的功率因数角。控制器采用MAXIM公司研发的MAX3232收发器进行电平转换，以实现控制器和PC机之间的串行通讯。另外，控制器设有双向可控硅温度检测电路、环境温度检测电路等一系列异常检测电路，以及按键、数码管这些简单便利的人机接口。控制器使用DSP芯片，它具有成本低、配置机动等优点，被广泛应用于很多产业控制、活动控制、电源治理和医疗检测设备等。56F8025系列DSP领有丰盛的外设接口，每一个外设接口均可独自封闭，这样便可节俭外力。

精细空调个别应用在电子信息装备比拟多的场合，电磁烦扰大，极轻易对风机把持器的节制芯片造成干扰，使得系统无奈畸形工作。故为了进步体系的稳定性，除了在电路设计及PCB制版中增加防干扰办法，还在系统中增添了外部看门狗模块，这样当程序呈现过错时，可让掌握芯片复位，即可保障系统的稳固性。

2.2控制电路软件的设计

实现DSP控制调压调速的要害是软件程序。控制芯片MC56F8025通过中止获取三相输入电压的过零点信号，通过AD获取冷凝管的压力信号，经由盘算得到TRIAC触发脉冲的角度，而后通过IO输出的方法输出触发脉冲。DSP同时剖析处置获取的三个线电压的过零信号，进行缺相相序检测以及频率异常检测。另外DSP还对温度信号进行分析，并在控制器涌现异常时做出相应的维护措施，同时通过数码管显示异样起因。

3.主电路硬件设计

主电路采用双向可控硅触发电路。该电路使用MOC3061系列光电双向可控硅驱动器，此光电耦合器的输出为正弦波，波形不畸变、无噪音，能够用直流低电压小电流来控制高电压、大电流。而且具有成本较低、结构设计简单、可靠性高等长处。双向可控硅触发电路是主电路中无比关键的部位，该部位电路的损坏会直接导致全部系统瓦解。故必需设计保护电路以便对其进行保护。双向可控硅的保护主要包括以下两种：电压保护、电流保护。电路正常工作时，我们把超过双向可控硅能蒙受的最顶峰值电压的最大脉冲称为过电压，过电压产生的原因有很多，包含电网电压的剧烈稳定或者干扰、雷击等。另外，当双向可控硅关断，正向的电流降落至零时，他的内部会残留很多的截流子，在反向电流作用下，也会产生异常高的电流尖峰，若这个尖峰超过了双向可控硅容许的最大峰值电流，就会损坏元器件。

4.结语

现在精密空调风机的调速系统多采用变频调速的方式,精密空调是是工艺性空调中的一种类型，通常我们把对室内温、湿度波动和区域偏差控制要求严格的空调称之为恒温恒湿空调。恒温恒湿广泛应用于电子、光学设备、化妆品、医疗卫生、生物制药、食品制造、各类计量、检测及实验室等行业。，但是变频调速在实际应用中有种种制约，因此文章介绍了一种比较先进的基于DSP的空调风机调压调速控制器。它在兼顾普通控制器功能的同时，还战胜了普透风机控制器保护后不能回复的弱点。过零检测倏地正确，可保证调压调速的动静态性能。