1 简介

与传统的单相交流电机相比，PMSM电机的效率更高、噪声更低，因此被广泛应用于家用 电冰箱压缩机中。典型的冰箱电气控制系统包含2个控制板，一个用于控制冰箱系统，另一 个用于控制压缩机。

本冰箱压缩机开发参考设计（Refrigerator Compressor Development Reference Design， RCDRD）旨在帮助工程师使用dsPIC®数字信号控制器（Digital Signal Controller，DSC） 开发PMSM压缩机控制应用。本开发参考设计的目标是为内置永磁同步电机（ Interior Permanent Magnet Synchronous Motor，IPMSM）和表面永磁同步电机（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor，SPMSM）压缩机提供一种极具竞争力的无传感器控制解决方 案，兼具硬件和软件。 额定连续输出电流为0.65A（RMS）。当在室温环境下以187V至264V单相输入电压运行 时，最高可达到约250W的连续输出功率。对于压缩机的瞬时高压操作，峰值输出功率为 350W。有关RCDRD硬件的更多详细信息，请参见第2章“硬件说明”。 本文档介绍如何使用RCDRD原型1。下面的图1-1给出了此参考设计的图片。

 

图1-1 冰箱压缩机开发参考设计

 

1.1 系统和工具要求

1.1.1 基本要求

• 冰箱压缩机开发板（Refrigerator Compressor Development Board，RCDB）。
• MPLAB®X V5.10或更高版本。
• 编译器XC16 V1.33或更高版本。
• PICkit™ 3/PICkit 4在线调试器（部件编号：PG164130/PG164140）。

1.1.2 高级要求

以下要求适用于诊断和测试用具功能。

• MCP2200隔离式USB转UART演示板（部件编号：ADM00276）。

 

• 4条杜邦线。
• X2C Scope插件30。
  
  

2 硬件说明

2.1 简介

RCDB由220V交流电网供电，使用dsPIC33EP64MC202控制压缩机电机。输入的220V交 流电压经过滤波器和保护电路，然后通过整流器电路转换为直流电压。辅助电源电路为 MCU、反馈电路和三相逆变桥电路提供非隔离15V和3.3V电压。下面的图2-1给出了开发板 的图片，而图2-2给出了框图。

 

图2-1 冰箱压缩机开发板

图2-2 RCDB框图

 

2.2 关键功能模块

RCDB具有各种功能模块：EMI滤波器和保护电路、整流器、辅助电源、MCU、逆变器、反 馈电路以及通信端口。图2-3和表2-1中标记了这些模块。

图2-3 RCDB

 

2.2.1 EMI滤波器和保护电路

开发板的输入电源先经过EMI滤波器和保护模块，如下面的图 2-4 所示。 F300 是一个 250 VAC/10A快速熔断器，在电流达到其额定值的1000%时，断开时间为0.03s。Vst300是一个名称为TVR14561D的氧化锌压敏电阻，用于浪涌保护。EMI滤波器包含两级。如果只有一 级滤波器有效，则应将CY300、CY303、CX302、L301和CX300脱焊，并将L301短路。

图2-4 EMI滤波器和保护电路

2.2.2 整流器 此模块包括一个浪涌电流保护电路、一个单相全桥整流器和一个直流母线电容，如下面的 图2-5所示。开发板上电时，功率电阻R305会抑制浪涌电流。直流母线电容完全充电后，继 电器RL30会将功率电阻短路。单相桥式整流器DB300会将工频输入交流电压转换为恒定的 直流电压。