通常吸抽油煙機(jī)轉(zhuǎn)速靠人工調(diào)節(jié),，因此為了達(dá)到最佳排油效果及節(jié)能目的,，往往需要使用者多次人工干預(yù)。因此,，為了使抽油煙機(jī)可實現(xiàn)自動調(diào)速,、降低噪音,、解放人力并最大限度地節(jié)能,，瑞薩電子（本文涉及產(chǎn)品主要為瑞薩電子原NEC部分）推出了一系列變頻控制專用的8位MCU,。變頻抽油煙機(jī)的特點(diǎn)
抽油煙機(jī)變頻的目的是為了通過調(diào)整抽油煙機(jī)上的帶動風(fēng)扇的電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而根據(jù)油煙量的大小調(diào)整油煙抽吸的快慢,。優(yōu)良的調(diào)速和節(jié)能效果使得變頻抽油煙機(jī)在性能上明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)的抽油煙機(jī)，而變頻抽油煙機(jī)根據(jù)具體的變頻技術(shù)有不同的分類和性能特點(diǎn),，如表1所示,。
現(xiàn)如今已經(jīng)有變頻抽油煙機(jī)面市，但絕大部分是有檔位變頻抽油煙機(jī),，一般分為弱,、中,、強(qiáng)三檔；只有少數(shù)知名品牌廠商推出無檔位變頻抽油煙機(jī),。從表1可以看出,，相同成本的180°變頻抽油煙機(jī)要比其他類型的性能要好。
180°變頻抽油煙機(jī)在實際應(yīng)用中有以下特點(diǎn)：a.能根據(jù)傳感器識別有無油煙,，智能啟動和停止抽油煙機(jī)的抽吸而無需手動操作,；b.在炒、煎,、炸時可根據(jù)油煙量的大小自動調(diào)節(jié)風(fēng)量,；c.在燉、煲,、蒸,、煮時，自動調(diào)小抽吸速度以降低耗電量,；e.靜音特點(diǎn)讓用戶感覺不到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音,；f.較小體積的電機(jī)使得抽油煙機(jī)體積更小，同時降低成本,。
180°變頻對MCU的要求
由于180°變頻抽油煙機(jī)對電機(jī)采用矢量控制以實現(xiàn)變頻,，因此其對MCU的要求很高。如果抽油煙機(jī)需要實現(xiàn)液晶顯示,、延時控制等功能,，MCU還需要諸如串行通信、定時器等專用外設(shè),。瑞薩電子為電機(jī)變頻控制開發(fā)了包括78K0/IY2,、78K0/IA2、78K0/IB2,、uPD78F0712,、uPD78F0714、uPD789842和uPD780988等一系列的8位MCU,。它們和16位MCU一樣集成了內(nèi)部的硬件乘法器,、功能強(qiáng)大的定時器、多個通用寄存器,、快速的指令運(yùn)行系統(tǒng),、可編程脈沖發(fā)生器、獨(dú)立的變頻控制模塊,。專有的硬件功能使得這些8位MCU更適合中小功率的180°變頻抽油煙機(jī),。
由于180°變頻抽油煙機(jī)的控制中要用到各種數(shù)學(xué)變換，變換中有很多乘法運(yùn)算,，因此對MCU要求有快速的乘法運(yùn)算,。瑞薩電子8位MCU的硬件乘法器能夠更快執(zhí)行電機(jī)矢量控制的各種變換算法,，使抽油煙機(jī)反應(yīng)更快。如果180°變頻抽油煙機(jī)的電機(jī)控制涉及到解耦控制,、PID計算,，則要求MCU有較強(qiáng)的運(yùn)算能力和指令運(yùn)行速度，而一般8位MCU則難以滿足要求,。
180°變頻抽油煙機(jī)要求MCU接受風(fēng)扇轉(zhuǎn)速傳感器反饋的信息以進(jìn)行電機(jī)控制,。瑞薩電子的這些8位MCU具有多達(dá)6個外部中斷輸入，省卻硬件捕獲單元對抽油煙機(jī)風(fēng)扇速度傳感器信號進(jìn)行分析,，降低抽油煙機(jī)內(nèi)部電機(jī)控制方案的成本,。而32個8位（16個16位）通用寄存器特有的 Bank結(jié)構(gòu)使得抽油煙機(jī)的直流無刷電機(jī)的180度矢量控制程序運(yùn)行效率更高。
180°變頻抽油煙機(jī)屬于中高檔類的廚房電器,，需要MCU能提供定制的個性化功能,。瑞薩電子8位MCU的可編程脈沖發(fā)生器（PPG）能指定脈沖寬度、脈沖周期,，可用于抽油煙機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或者風(fēng)量顯示并簡化軟件的編程,，另外還提供在線自編程功能，存儲抽油煙機(jī)設(shè)置參數(shù)而無需外部EEPROM,，節(jié)省成本的同時也省卻空間,，尤其適合低成本的180°變頻抽油煙機(jī)控制。
此外,，這些MCU還具有帶2個自由中斷專用變頻控制模塊,，以在PWM周期的任意時刻產(chǎn)生中斷，根據(jù)用戶需要的任意時刻對電流進(jìn)行采樣,；專用于控制PWM高阻態(tài)輸出的獨(dú)立外部信號輸入,，可在非正常情況下快速停止風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動；以及8位的可編程死區(qū)控制(死區(qū)時間范圍：0.1 s～25.6 s)等,。圖1顯示了8位變頻控制MCU的主要特點(diǎn),，表2則這些功能給出了詳細(xì)說明。
180°變頻抽油煙機(jī)系統(tǒng)設(shè)計
瑞薩電子開發(fā)了一套基于8位MCU ――uPD78F071x的低成本180°變頻抽油煙機(jī)方案HS/DC-8,，該方案包括電源和電機(jī)控制部分(見圖2),。
HS/DC-8正是利用8位MCU的特有的硬件功能來實現(xiàn)抽油煙機(jī)的180°變頻。HS/DC-8適用于額定容量為20W~1kW中小功率的BLDC電機(jī),，6~120Hz的電氣角頻率和0.5Wb以下的永磁磁通,。
相比其他半導(dǎo)體廠商MCU的180°變頻抽油煙機(jī)方案，HS/DC-8具有以下優(yōu)勢：
低損耗：MCU中專用的變頻控制的定時器,，可實現(xiàn)兩相調(diào)制的低損耗PWM方式,，可將抽油煙機(jī)中電機(jī)控制部分的功率開關(guān)管損耗降低30％左右，從而延長抽油煙機(jī)風(fēng)扇控制的壽命,；
高效率,、低噪聲：由于MCU的硬件乘法器可以快速的實現(xiàn)180°矢量控制算法，方案中又加入了自動相位控制,，確保抽油煙機(jī)運(yùn)行時耗能最?。?/p>
豐富的保護(hù)和定制功能：依賴于MCU中強(qiáng)大的定時器功能,、豐富的IO功能和AD功能,，例如死區(qū)保護(hù)、霍爾類型選定,、頻率反饋脈沖數(shù)的選定,、PWM初始化異常檢測、過壓保護(hù),。這些豐富的功能可以給抽油煙機(jī)定制特有個性化功能,；
低成本：8位MCU節(jié)省外部的EEPROM和內(nèi)部的硬件捕獲單元，使得MCU成本降低,。
圖3是180變頻抽油煙機(jī)方案實物圖,。可以看出,，180°變頻抽油煙機(jī)方案,，硬件電路板可安裝在電機(jī)的側(cè)面端蓋中，以減小抽油煙機(jī)總體積,。
專業(yè)的技術(shù)支持
用戶除了能獲得瑞薩電子8位MCU低成本,、高性能帶來的好處，在180°變頻抽油煙機(jī)產(chǎn)品開發(fā)過程還可以獲得瑞薩電子授權(quán)代理商世強(qiáng)電訊提供的下列技術(shù)支持服務(wù)：
a) 應(yīng)用咨詢：在方案具體應(yīng)用時,，世強(qiáng)電訊可根據(jù)客戶具體的抽油煙機(jī)設(shè)計需求,，提供電機(jī)使用的建議，例如使用什么樣的電機(jī)可以達(dá)到節(jié)能,、成本最低的效果,。
b) 方案設(shè)計：180°變頻抽油煙機(jī)方案需要根據(jù)具體的產(chǎn)品市場、用戶對象定制不同的功能,。世強(qiáng)電訊可幫助客戶在產(chǎn)品設(shè)計中,，為變頻抽油煙機(jī)量身訂制，修改HS/DC-8的方案,。
c) 硬件參考設(shè)計：HS/DC-8可以提供硬件參考設(shè)計并且給用戶預(yù)備了功能豐富的外部硬件接口,，實際用戶使用時需要設(shè)計產(chǎn)品自身的硬件接口以便能對HS/DC-8進(jìn)行外部的控制。例如可以增加通訊硬件功能,，人機(jī)界面硬件功能,。
d) 軟件設(shè)計：HS/DC-8已經(jīng)提供了豐富的保護(hù)和定制功能，以適應(yīng)各種不同的180°變頻抽油煙機(jī)產(chǎn)品,，世強(qiáng)電訊可以幫助用戶設(shè)定參數(shù),，產(chǎn)品軟件調(diào)試等,。