峰岹油烟机方案介绍20150305
一种低成本直流变频油烟机EMC解决方案
凤凰光学科技杭州分公司浙江杭州310000摘要：随着近几年人们对生活品质追求的提高、生活节奏的加快，各种新式小家电、大家电层出不穷。
如蒸烤一体机、集成灶、扫地机器、洗碗机等在各个家庭普及率逐步提高。
特别是2020-2021年新冠疫情的爆发，无形中增加了人们宅在家里的时间，家用电器中厨房电器，特别是油烟机的销量暴增。
目前市场主流油烟机产品大部分都使用交流有刷电机三绕组或双绕组切换实现档位调节达到吸油烟的效果。
本文以国内某知名企业直流变频油烟机为蓝本，重点阐述了一种有别于传统设计思路的低成本直流变频油烟机EMC解决方案。
关键词：直流变频；油烟机；EMC;FOC控制；引言近年来直流变频控制技术在空调、冰箱、洗衣机等家电产品上使用已日趋成熟。
直流变频油烟机已逐渐成为油烟机市场的主流，但是直流变频技术相对于传统交流电机的控制方式要复杂很多，不仅电机的生产工艺较复杂，直流变频从软硬件设计、硬件设计对于设计人员的要求都比较高。
直流变频技术简单的来说就是220V电压经整流桥整流以后成高压直流电，通过MCU输出高频信号控制功率模块中高压端的开关管和低压端的开关管依次通断实现电机三个绕组的驱动。
直流电压通过MCU调节占空比控制电机绕组产生类似正弦波电流的FOC控制方式，直流电源电高频开关情况下会产生严重的骚扰电压和骚扰功率的EMC干扰。
一、常规直流变频控制板EMC设计直流变频油烟机由于是高频通常是10-18K载波频率控制功率器件驱动直流变频电机。
220V交流电源经整流桥整流后约为310V直流电压，通过MCU调节占空比控制三相高压半桥电路依次上下桥导通从而使电机绕组产生类似正弦波电流的FOC控制方式，直流电压高频开关情况下会产生严重的共模干扰源和差模干扰源，通过EMC测试设备可直观的观察到直流变频板工作状态下对供电电路产生干扰。
通常变频油烟机主要干扰频段为20-28M Hz骚扰电压频段和30-50M Hz骚扰电压频段。
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相同电机、相同负载、两家方案的对比测试数据
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油烟机电气系统原理图
油烟机电气系统原理图
能效对比测试
竞争方案
转速/转 428 580 720 790 903 995 1046 1070 1116 1146
功率/W 12.75 28.74 53.07 69.55 102.37 134.45 156.74 169.3 193.37 210.76
Ea(t)
Eb(t)
Ec(t)
FOC算法框图
Isd_req= 0
风量 控制 Isq_req
D轴电流PI Q轴电流PI
Ipark
Ud dq
Ualpha
Ubeta
Uq
αβ
SVPWM
PWM
TO INVERTER
park dq
αβ
Clarke I s alpha
αβ
I s beta
abc
ω
θ
速度估算
位置估算
峰岹科技 油烟机FOC方案
FORTIOR GROUP
峰峰岹岹快快照照
一家充满活力的公司
一家国际领先的 IC设计公司
一家高性能电机驱动 控制IC公司
国内唯一一家同时拥有集成电路设计、电机设计及电机驱动架构技术的公司
方案适用于永磁同步电机的矢量控制
生正弦波反电动势
Udc I a ,Ib,Ic
ADC
FROM Phase Current &DC BUS Voltage Sample
Vdc & Ia,Ib,Ic
FT3066/3061
油烟机控制框图
油烟机DEMO板
油烟机控制方案说明
恒风量控制，大风量，高静压，全压整机效率高 1秒内启动，可靠性高 310V DC，4对级，300-1300RPM 无感FOC矢量控制，高效率，低噪声 串口通信调速 两电阻电流采样 双闭环控制，响应快 低压 ，过压，过流，过温，堵转，缺相保护功能
峰岹方案
转速/转 431 581 721 791 905 997 997 1073 1122 1152
功率/W 12.78 28.41 52.07 67.88 101.46 132.49 155.33 166.09 192.57 206.74
能效提升
-0.03 0.33 1.00 1.67 0.91 1.96 1.41 3.21 0.80 4.02