基于進(jìn)芯ADP16F03的空調(diào)外風(fēng)機控制解決方案

發(fā)布時間：2025-07-23 來源：原創(chuàng)

在 35℃+的高溫環(huán)境中，空調(diào)是保障室內(nèi)舒適性的核心設(shè)備，日間快速制冷與夜間精準(zhǔn)控溫需求，均對系統(tǒng)動態(tài)調(diào)節(jié)能力提出高要求。作為變頻空調(diào)能量轉(zhuǎn)換與散熱核心的室外風(fēng)機，其控制精度直接決定系統(tǒng)能效、控溫穩(wěn)定性與運行可靠性。

變頻技術(shù)通過協(xié)同調(diào)節(jié)壓縮機頻率與外風(fēng)機轉(zhuǎn)速，較傳統(tǒng)定頻能效提升 30% 以上，卻對核心控制單元的實時處理、多維度信號交互及環(huán)境適應(yīng)性提出嚴(yán)苛要求。進(jìn)芯電子ADP16F03 DSP作為室外機核心控制單元，憑借集成的高性能處理架構(gòu)與多維度信號交互能力，構(gòu)建了精細(xì)化協(xié)同控制體系。

硬件性能：支撐精密控制的核心架構(gòu)

ADP16F03搭載16位定點DSP內(nèi)核（主頻150MHz，哈佛總線結(jié)構(gòu)），集成運算加速單元（支持除法、開方和帕克變換等指令），有效運行單電阻無感FOC算法，實現(xiàn)微秒級電機控制關(guān)鍵運算，為壓縮機與外風(fēng)機協(xié)同調(diào)節(jié)提供強力算力保障。

信號采集與執(zhí)行層面，芯片內(nèi)置12位ADC模塊（轉(zhuǎn)換速率1MSPS），支持16通道同步采樣（含溫度傳感器通道），實時捕獲室內(nèi)溫差、冷凝器溫壓、母線電流及相電流等多維度信號；事件管理器EM1提供8路PWM輸出（其中6路互補模式適配電機驅(qū)動），結(jié)合通道排序器精準(zhǔn)配置采樣與中斷觸發(fā)時序，構(gòu)建“信號采集-算法運算-驅(qū)動輸出”閉環(huán)控制鏈路，確保壓縮機頻率和風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)延遲≤10ms。

硬件集成方面，芯片集成1個運算放大器（OP）和3個可編程增益放大器（PGA），可直接放大母線電流與相電流信號，無需外置電路；3個電壓比較器支持反電動勢（BEMF）檢測，搭配單電阻無感FOC算法可省去霍爾傳感器，從而降低硬件成本、減少接線節(jié)點，并增強系統(tǒng)抗干擾性。

方案特性：面向復(fù)雜場景的技術(shù)優(yōu)化

▲方案框圖

動態(tài)調(diào)節(jié)精度：采用自研轉(zhuǎn)數(shù)追蹤算法與預(yù)定位切閉環(huán)啟動技術(shù)，外風(fēng)機在 0-1500rpm 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)誤差≤±5rpm，順逆風(fēng)工況下啟動成功率高，解決了強風(fēng)干擾下的轉(zhuǎn)速波動問題；壓縮機頻率調(diào)節(jié)支持 0.5Hz 步進(jìn)，配合室內(nèi)溫差反饋可實現(xiàn) ±0.3℃的控溫精度。

保護(hù)機制：通過 2 個可配置電壓比較器與 DAC 組成上下限保護(hù)電路，結(jié)合 3 組獨立數(shù)字延時濾波單元，實現(xiàn)過壓（≥264V）、欠壓（≤180V）、過流（≥8A）、缺相、堵轉(zhuǎn)等多維度保護(hù)，響應(yīng)時間≤50μs，避免異常工況下的器件損壞。

環(huán)境適應(yīng)性：芯片具備 2000V ESD 防護(hù)（HBM 標(biāo)準(zhǔn)）與 MSL3 濕敏等級，在 - 40℃~125℃環(huán)境溫度范圍內(nèi)可穩(wěn)定工作；支持LQFP48/LQFP32/VQFN48/VQFN32多種封裝形式，適配不同尺寸的室外機 PCB 布局需求，滿足150W以內(nèi)PMSM電機的驅(qū)動場景。

技術(shù)支持

進(jìn)芯電子可為客戶提供以上方案原理圖、PCB參考板圖、源代碼、以及方案所對應(yīng)的軟硬件開發(fā)技術(shù)支持，需進(jìn)一步了解方案詳情，歡迎致電0731-88731027。