洗衣機智能驅動控制芯片方案

///

無刷直流電機在洗衣機中的應用已經較為常見，隨著節(jié)能減排以及碳中和的需要，其市場占比也越來越高。家用洗衣機主要分兩種：波輪洗衣機、滾筒洗衣機。都有著低速大扭矩啟動，調速范圍寬的特點。特別是滾筒洗衣機，一般要求轉速為300-17000RPM。因此對控制算法要求非常高。洗衣機電機控制也有著很多額外的功能要求，例如檢測衣物的重量，衣物是否偏心等。

///

主控芯片作為無刷電機系統指揮的“大腦”，承擔著豐富的控制任務，對芯片提出了多維度的挑戰(zhàn)。尤其是使用頻率較高家電產品，要求具備高可靠性的同時，還必須滿足快速響應、精準控制、低噪音等功能需求。

FORTIOR峰岹芯片擁有自主知識產權的電機控制內核ME，專門用于電機控制，自主設計的內核架構，可針對具體的應用需求實現定制化產品方案，公司的芯片產品及方案廣泛應用白色家電領域，基于FORTIOR峰岹全新推出的MCU芯片 FU6815L設計的洗衣機電機控制方案，是幫助提高廠商產品競爭力，快速獲得市場占有率的專用芯片方案。///

高集成雙核架構 更強算力 控制自如

FU6815 系列是一款集成電機控制內核(ME)和通用內核 8051的高性能電機驅動專用芯片，ME 集成 了 FOC、MDU、LPF、PID、SVPWM 等諸多硬件模塊，可由硬件自動完成有感/無感 BLDC/PMSM 電機的 FOC 驅動/方波驅動的運算和控制; 通用內核8051用于參數配置和日常事務處理，雙核并行工作 實現各種高性能電機控制。芯片內部集成高速運算放大器、比較器、Pre-driver、高速 ADC、CRC、SPI、I2C、UART、LIN、多種 TIMER 等功能，內置高壓 LDO，適用于 BLDC/PMSM 電機的方波、FOC 驅動控制；

大量的邏輯處理與數據計算是洗衣機應用中，電機驅動控制芯片產品方案必須面對的挑戰(zhàn)。傳統的通用MCU方案，FOC模塊運算需要耗費大量的MCU資源，還會與如OOB檢測，稱重等功能搶占MCU資源，對系統穩(wěn)定性造成很大的壓力。FORTIOR峰岹推出的專用MCU芯片FU6815L采用雙核架構設計，電機驅動任務由電機控制內核ME實現完成，完全不占用MCU資源，通用內核8051就可以專注于實現洗衣機的應用層功能，如OOB檢測，稱重，DOOB檢測等功能，雙核驅動的創(chuàng)新架構設計，使產品獲得更高的可靠性和精準的控制能力。

FORTIOR峰岹洗衣機方案

01

低速大扭矩

02

深度弱磁算法

03

OOB、DOOB檢測

04

稱重算法

05

完善的保護策略

06

豐富的調試工具

精準、智能的控制算法

發(fā)揮芯片科技和電機系統極致性能

低速大扭矩功能：FORTIOR峰岹自主研發(fā)的AO自適應觀測器，可以實現電機超低速控制，滿足洗衣機對低速扭矩與大負載啟動的要求，解決量產中電機高穩(wěn)定性啟動的問題。

深度弱磁算法： 在洗衣機的運行周期中，電機低速運轉的洗滌模式運行時間占比較大，為了兼顧低速扭矩與效率，洗衣機的電機設計往往會偏重于低速性能；而運行時間占比小的脫水模式，是需要電機高速運轉的，使用常規(guī)的控制方式無法迅速切換高速運行，需要弱磁算法對電機進行擴速。FORTIOR峰岹洗衣機方案設計了深度弱磁控制算法，可以根據所需速度，當前負載大小自適應調整D、Q軸電壓電流分配，調速線性無臺階，同時電壓保護算法，可以很好解決深度弱磁下母線電機過沖問題，提高深度弱磁的安全性。

智能感知功能：洗衣機在脫水時需要檢測衣物的分布不均導致桶質量有偏心，如果偏心量很大，那么在脫水高速運行時，洗衣機將會出現振動，移位，嚴重的甚至會發(fā)生解體。這就需要在進行脫水之前，對洗衣桶的偏心程度進行檢測，即OOB檢測。FORTIOR峰岹OOB檢測精度最高可以達20克，較比同類產品的檢測精度提升約50%-60%；此外，還有作為OOB檢測的補充的DOOB檢測功能，是動態(tài)的OOB檢測，也稱對角偏心檢測，主要是為了防止運行過程中衣物發(fā)生移動導致偏心量發(fā)生改變。

稱重算法: 為了確定放水量以及脫水時能允許的最高轉速，需要對衣服進行稱重，行業(yè)要求為500克，FORTIOR峰岹洗衣機稱重算法精度可達200克。

多種保護功能：

過欠壓保護、電壓跌落保護: 峰岹擁有弱磁狀態(tài)下電壓保護的專利算法，能夠有效保護弱磁中發(fā)生意外導致的母線電壓過沖導致硬件燒毀問題；

IPM溫度保護: 檢測與保護邏輯，根據IPM溫度，主動調整運行功率；

電機溫度檢測與保護: 通過電機繞組阻值變化推算電機溫度，精度可達2℃；

堵轉保護: 4種檢測手段，確保電機堵轉時能夠及時保護；

缺相保護: 能夠在啟動前檢測出具體缺失的相；

FCT功能：檢測十幾個項目，精準定位故障點，方便生產中排查不良PCBA；

便捷的調試工具：

提供SPI硬件調試工具：可將數字信號轉化為模擬信號，實時性極高

Uart調試上位機： 提供洗衣機調試使用上位機

數據記錄：提供額外的Uart數據發(fā)送，用于調試期間長期數據監(jiān)控