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在國家不斷加強節(jié)能減排的政策背景下，高效、靜音、智能化成為工業(yè)或家用電子產(chǎn)品的主要發(fā)展趨勢之一。為此，F(xiàn)ortior Tech推出的FU68系列單片機（包括：FU6811，F(xiàn)U6812，F(xiàn)U6813，F(xiàn)U6831，F(xiàn)U6832，F(xiàn)U6818，F(xiàn)U6861）是一款集成 8051 內(nèi)核和電機控制引擎(ME)的“雙核”電機驅(qū)動MCU，8051 內(nèi)核處理常規(guī)事務(wù)，ME 處理電機實時事務(wù)，芯片內(nèi)部集成有高速運算放大器、高速ADC、高壓 LDO，只需簡單的外圍處理便可實現(xiàn)高效率的FOC（磁場定向控制）電機驅(qū)動。
FU6811的無感FOC驅(qū)動主要應(yīng)用在各類風機和水泵上，典型應(yīng)用如空調(diào)室內(nèi)機、室外機、油煙機、洗滌泵、吊扇、落地扇。
本方案主要介紹FU68系列單片機，MCU的無感FOC驅(qū)動的主要特性和使用方法，以及示例程序的控制特性和功能。
FU68系列單片機 FOC應(yīng)用特點：
■?FOC固化，運行速度快：以硬件實現(xiàn)所有FOC運算，節(jié)約了軟件運行時間，最高PWM頻率可達40KHz，可應(yīng)用于高速電機（>25000RPM）；
■?控制精度和效率高：FOC采用Q15格式，電角度360°擴展到2^15，角度分辨率可達0.01°，可對電機實現(xiàn)高精度控制；優(yōu)化的位置估算算法可實現(xiàn)高效率控制；
■?靜音效果好：FOC算法可以精確控制驅(qū)動電流為光滑正弦波，轉(zhuǎn)矩脈動小，同時實現(xiàn)超靜音工作；
■?啟動特性好：根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩變化調(diào)整啟動力矩和啟動方式，保證了啟動可靠性和平穩(wěn)性；啟動速度快，啟動時間比常規(guī)啟動方式短50% ；
■?硬件電路簡單：內(nèi)部集成高速運算放大器、高壓 LDO，簡化外圍電路，降低產(chǎn)品成本,提高系統(tǒng)的可靠性。
FOC方案應(yīng)用：
為方便客戶開發(fā)，我司在基于FU68系列單片機開發(fā)了FOC驅(qū)動方案示例程序，其具備以下特性：
1.啟動控制
（1）檢測電機初始狀態(tài)，實現(xiàn)動態(tài)啟動（包含順風啟動和逆風啟動）
（2）偵測負載轉(zhuǎn)矩變化調(diào)整啟動力矩，提高啟動可靠性
（3）可根據(jù)需要選擇啟動方式和時間
（4）可設(shè)定最大啟動電流限流
2.控制方式
（1）電流閉環(huán)為內(nèi)環(huán)，恒風量控制、恒轉(zhuǎn)矩控制、恒速度控制、恒功率控制等多種控制可選為外環(huán)。
（2）調(diào)速接口有：SREF模擬調(diào)速、PWM調(diào)速、UART串口調(diào)速。
3.狀態(tài)顯示
通過LED亮燈狀態(tài)表示系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障信息。
4.保護控制
內(nèi)部包含全面的保護，可根據(jù)需要選擇使能對應(yīng)的保護，再根據(jù)實際情況微調(diào)即可。
（1）過壓保護：大于過壓電壓門限觸發(fā)過壓保護，小于恢復電壓門限系統(tǒng)重啟
（2）欠壓保護：小于欠壓電壓門限觸發(fā)欠壓保護，大于恢復電壓門限系統(tǒng)重啟
（3）過流保護：大于過流電流門限觸發(fā)過流保護，可設(shè)定重啟次數(shù)
（4）FO保護：大電流沖擊觸發(fā)硬件過流保護，系統(tǒng)不重啟
（5）堵轉(zhuǎn)保護：可設(shè)定堵轉(zhuǎn)重啟時間，以及堵轉(zhuǎn)重啟次數(shù)
（6）缺相保護：電機線接觸不好時，可實現(xiàn)缺相保護，重啟時間和次數(shù)可設(shè)定
（7）過溫保護：大于過溫設(shè)定值觸發(fā)過溫保護，小于溫度恢復值系統(tǒng)重啟
5.用戶接口
內(nèi)部包含多種用戶接口方式，可根據(jù)需要選擇使能對應(yīng)的接口，實現(xiàn)控制需要。
（1）Key接口：定義按鍵接口，按鍵掃描給出Key命令，用戶可自定義Key命令，如ONOFF、FR控制命令
（2）SREF接口：ADC采樣電位器值，給出SREF命令，用戶可自定義SREF命令，如閉環(huán)Speed參考值
（3）PWM接口：捕獲PWM信號，獲取PWM Duty，給出PWM命令，用戶可自定義PWM命令，如閉環(huán)Speed參考值
（4）UART接口：UART掃描接收UART數(shù)據(jù)并給出UART命令，用戶可自定義UART命令，如ONOFF、FR控制命令，閉環(huán)Speed參考值
（5）Buzzer接口：定義蜂鳴器接口，蜂鳴器掃描接收控制命令，實現(xiàn)報警或者提示音控制，用戶可自定義，如按鍵提示音控制、檔位提示音控制
6.調(diào)試接口
在默認功能特性情況下，程序給出Customer.h文檔作為用戶調(diào)試接口，用戶只需修改相應(yīng)參數(shù)便可實現(xiàn)電機通用功能控制。
FU68系列評估板包括：
低壓應(yīng)用評估板（FU6831，F(xiàn)U6832），支持功率50W，支持電壓DC7-36V；
中壓應(yīng)用評估板（FU6818，F(xiàn)U6861），支持功率200W，支持電壓DC12-80V；
高壓應(yīng)用評估板（FU6811，F(xiàn)U6812，F(xiàn)U6813），分為小功率通用demo，支持功率100W和吊扇專用demo，支持功率50W，支持電壓AC220V；中功率通用demo和油煙機demo，支持功率250W，支持電壓AC220V；大功率通用demo和料理機demo，支持功率2000W。
小功率評估板FU6811包含：
1、FU6811高壓驅(qū)動板
2、FU68XX仿真器
3、FOC應(yīng)用方案調(diào)試手冊
圖1 FU6811高壓驅(qū)動板
原理圖：
