變頻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有哪些

什么是變頻？

說到變頻，那應(yīng)該首先介紹一下我國的市電頻率和定頻的概念，我國市電的標(biāo)準(zhǔn)是工頻交流電，其頻率為50Hz；定頻就是在市電頻率的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的，由于其供電的頻率不能改變，因此，定頻設(shè)備的電機(jī)轉(zhuǎn)速是基本不變的，只能依靠開／關(guān)控制來調(diào)整電機(jī)的啟停。其優(yōu)勢就是成本便宜，技術(shù)成熟，劣勢也可想而知，對電機(jī)的損耗，和電能的消耗是比較大的。變頻就是在定頻的基礎(chǔ)上添加了一個(gè)變頻電路，該電路將改變電機(jī)的供電頻率來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。從而實(shí)現(xiàn)降低功耗，減少電機(jī)的損耗，延長電機(jī)使用壽命的作用。

變頻設(shè)備在日常生活之中，應(yīng)用是十分廣泛的，比如變頻空調(diào)，變頻冰箱，變頻洗衣機(jī)等等，那么變頻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣的呢？

變頻設(shè)備的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)大致分為AC電源輸入，PFC功率因素校正電路，DC-DC轉(zhuǎn)換器，電機(jī)驅(qū)動電路，數(shù)字信號傳輸，模擬信號傳輸與接口保護(hù)電路等等。東芝為了幫助客戶可以快速的推進(jìn)研發(fā)進(jìn)程，支持客戶迅速將產(chǎn)品推向市場，因此，在電源轉(zhuǎn)換，電機(jī)驅(qū)動和接口保護(hù)方面都提供了完整的電路方案，方便用戶參考與使用。

圖1 變頻設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成

在電源輸入，PFC功率因素校正電路與DC-DC轉(zhuǎn)換器方面，東芝在針對器件的使用方面十分用心。其中電路中涉及到DC-DC轉(zhuǎn)換方面的MOSFET推薦使用東芝自研的U-MOS系列MOSFET，該MOSFET的優(yōu)勢是可以實(shí)現(xiàn)高速，低噪聲、低開關(guān)損耗，同時(shí)具有直插式，貼片式封裝以及3.3mm×3.3mm TSON小封裝，方便用戶可以兼容往期產(chǎn)品，也可以將產(chǎn)品小型化到極致。

其中電路中涉及的MCU通信與控制方面東芝推薦使用TMPM37X系列MCU，該MCU封裝從VQFN32 5mm／5mm至LQFP100 14mm／14mm，F(xiàn)lash ROM從64KB至512KB，RAM從4K至32K，方便用戶可以選擇自己適合的MCU。

圖2 PFC功率因數(shù)校正結(jié)構(gòu)組成

在電機(jī)控制方面，東芝針對電機(jī)的功率，從而推薦用戶可以采用DTMOS系列MOSFET。該系列MOSFET具有超級結(jié)，可用于高輸出電源應(yīng)用，并提供D-MOS（雙擴(kuò)散）MOSFET系列產(chǎn)品用于低輸出電源應(yīng)用。與此同時(shí)，DTMOS系列MOSFET具有直插式TO-220SIS與貼片式TOLL兩種封裝，可以允許用戶在電路板很小的改動下替換往期的MOS方案。

圖3 使用MOSFET的電機(jī)驅(qū)動電路

在數(shù)字信號與模擬信號傳輸交互與接口電路方面，東芝致力于將電路保護(hù)設(shè)計(jì)到極致。用戶可以使用東芝的光耦，電子保險(xiǎn)絲，TVS和肖特基二極管等元件實(shí)現(xiàn)整體電路的安全保護(hù)，為用戶電路方面的損壞風(fēng)險(xiǎn)降低。

圖4 使用數(shù)字光耦的MCU與外部設(shè)備通信電路

圖5 使用模擬光耦的MCU與外部設(shè)備通信電路

圖6 接口保護(hù)電路

責(zé)任編輯：彭菁