Post on 17-Nov-2020
合作共赢·驱动未来
-富昌电子驱动方案分享
余国民 Martin Yu –马丁鱼
❖ 控制工程与控制理论硕士
❖ 专注于电机驱动行业超过10年:
- CHINT /频器产品研发工程师5年
- TI / 现场技术工程师 5 年
- FUTURE/ BDM - 商务开拓, 2017至今
❖ 邮箱 martin.yu@futureelectronics.com
❖ 电话/微信 188-6872-8051(同号)
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IPM
系统知识
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行业专家
驱动方案
集大成者,事竟成!
1Shareholder
富昌电子
公司简介
• 罗伯特·米勒于1968年创立,加拿大;
• 私人公司,财务稳定,现金流稳定;
• 在全球44个国家展开业务,169个办公室;
• 全球化公司,5500+员工;
• 全球差异化供应链解决方案供应商领导者;
• 充足的灵活的库存驱动模式;
• 公司总部加拿大蒙特利尔;
• 亚太区总部新加坡;
为全球客户提供行业内最顶尖的整体服务以
成就客户。
公司愿景
亚太区
仓库
区域总部
本地化支持中心
Shanghai
Singapore
Kuala LumpurPenang
BangkokBangalore
Pune
Mumbai
New Delhi
Chennai
Melbourne
Sydney Aukland
Christchurch
OsakaYokohamaDaegu
SeoulBeijing
ChongqingChengdu
Zhuhai
Hong Kong
NingboShenzhen
Xiamen
Qingdao
SuzhouNanjing
Wuhan Tianjin
TaipeiHsinchu
Hangzhou
ManilaHo Chi Minh City
Harbin
Jakarta
全球化的公司 –可以提供全球的支持和服务!
Edmonton
Van
cou
ver
Calgary
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MontrealQuebec City
Winni
peg
San DiegoIrvine
SeattlePortland
Sacramento
San Jose
Los AngelesEl Segundo
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Salt Lake CityDenver
PhoenixEl Paso
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Mexico City
Monterrey
AustinDallas
Houston
Porto
Alegre
Sao
Paulo
ParsippanyBo
sto
n
Deerfield
Puerto Rico
DanburyLong Island
Raleigh
Philadelphia
Charlotte
Orlando
Tallahassee / Fort Walton
Clearwater
St. Louis
AtlantaLittle Rock
Columbia
SyracuseTor
ont
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Gran
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Rapi
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Minn
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MemphisKansas City
IndianapolisChicagoMilwaukee
Det
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Brazil
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Lokeren
Oslo
Gothenberg
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Stockholm Helsinki
Oulu
Malmo
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ErfurtDortmund
Benelux
MunichZurich
Milan Padova
Bologna
RomeBarcelona
PragueVienna
Budapest
Sophia
Estonia
Lithuania
Istanbul
Tel AvivCape Town
美洲区欧洲区
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伺服驱动
CNC机床工缝 电梯
持续专注电机控制
风机 & 水泵
EC 风机 BLDC 水泵 汽车风机/泵
变频家电
变频冰箱 洗衣机
机器人智能制造
- 工业机器人;- 协同机器人;- 服务机器人
AGV智能物流
工业互联网传感器
工业4.0
富昌电子持续专注于电机控制多年
- 智能仓储;- 自动泊车;
3D打印智能订制
- 通用伺服;- 电梯伺服;- 通用变频器;
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富昌电子持续专注于电机控制多年
Servo System
etc...
24VDC System Power Bus
240-1700V
DC BUS
Communication Module(optional)
etc..
Communication
CommsMCU
(Optional)
IndustrialEthernet
PHY
IndustrialCAN PHY
Industrial485 PHY
Position
Feedback
OpticalEncoder
SARADC
Amp
RS485PHY
Safety Module (optional)
Phase Current /
Voltage Feedback(options)
ISOAmp
ISOSDM
Isolated Gate DriverPower Stage
ISO IGBTGate Drivers
TempSenseAmp
ISO
IGBTsIPM
PROT
DC/DCConverters & LDOs
Isolated DC/DC
AC/DC & PFC(optional)
DIODEs
Control(with Fieldbus)
Control LoopMCU+CPLD
IndustrialCAN PHY
Industrial485 PHY
IndustrialEthernet
PHY
VREF
InternalADCs
SerialInterface
M4M7
MAC(opt)
CPLDFPGA
Safety MCU
SafetyPMIC
IndustrialEthernet
PHY
IndustrialCAN PHY
ISO
AC-DCBridge
CAP
~ACIN
ESD CONECTOR FAN
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G4/M7/H7系列
完整的生态系统
高性价比
广大的用户群体
产品更新迭代快
全系列兼容
外设丰富
RT1050/20
高性价
低价格, 2美金起
更加安全的设计
电机驱动历史悠久
参考设计丰富
本地技术支持力度大
TSM320F28xx
C28X DSP内核
HPWM,编码器接口
电驱行业传统领导者
丰富的参考设计
RZ/T1
高性能
集成丰富的以太网
丰富的编码器接口
大容量 SRAM
多轴控制
伺服、变频、BLDC驱动 汽车电机、机器人 伺服、变频、工业电驱
空调
高端伺服
富昌电子持续专注于电机控制多年 没有最好的产品,只有最合适的!
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10
电动车驱动方案
BLDC吊扇驱动解决方案
工业EC风机驱动方案
家用空调室外压缩机驱动方案
*** FOR INTERNAL USE ONLY *** 10
工业缝纫机伺服驱动方案
无人机电调(ESC)驱动方案
富昌电子电机整体方案
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
技术指标:
• 电压输入:220VAC/50Hz (AC180V~AC270V)
• 电流输出:1.2A/50Hz (1.0A ~ 1.5A)
• 额定转速:2,400 rpm (1,200RPM ~ 4,500RPM)
• 控制信号:80Hz PWM (40Hz - 150Hz)
3.3V or 5V, 50% Duty, PWM.
• 控制方式:单电阻无感FOC矢量控制(PLL+磁通观测器)
• PFC:主动PFC,PFC效率〉96%,功率因素〉0.99;
• 动态效率: 95%;
• 保护:过压、欠压、过流、堵转、缺相,过温限频
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
系统控制框图
M0
600V 预驱
比较器
ADC
IGBT逆变桥 电机
U
VW
EMI/EMC Filter
220V/50Hz整流
PFC IGBT
Filter (E-Cap)
450V
PWM*6
电流反馈
PFC 控制器
STSPIN32F0H60
开关电源
15V
5V
VBus
VIPer6
L6562
STGD5H60DFSTF10N60M2
LDO5V
3.3V
VBus
电压反馈
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
原理图
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
原理图
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
MCU
电源接口
电机接口
编程接口
PWM调速接口IGBT模块
开关电源
采样电阻
PFC控制
实物图
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
软件流程图
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
FOC算法理论
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍PFC效率:> 96% (Full load),
功率因数〉0.99
91.09
93.34
95.13
95.88
96.3296.49
96.70 96.74 96.84 96.96
89.12
93.34
94.72
95.3695.66 95.81
95.96 96.02 95.95 96.01
92.60
93.54
95.60
96.26
96.7597.00
97.29 97.2097.36 97.45
88.00
89.00
90.00
91.00
92.00
93.00
94.00
95.00
96.00
97.00
98.00
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
Loading & Efficiency
PFC效率测试
电子负载
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍 180V输入, 252W负载PFC温升测试:
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
待机功耗:<0.5W (220V input).
Vin(V) Pin(mW)
Board 1
180 309-355
220 410-450
260 525-616
Board 2
180 344-397
220 465-499
260 604-657
Board 3
180 334-378
220 439-489
260 595-647
Board 4
180 323-375
220 439-482
260 557-617
待机功耗测试
功率仪
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变频冰箱压缩机驱动方案介绍
保护功能 功能描述 测试结果
过压保护 OVP电压>310V保护电压<264V恢复正常 正常
欠压保护 UVP电压<130V保护电压>175V恢复正常 正常
硬件过流保护 OCP 输出相电流>5A保护 正常
软件过流保护 OCP 输出相电流>3A保护 正常
过温保护 OTP 温度>100C 进入保护 正常
℃
AC电源
保护测试项目
保护功能测试
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富昌電子的电机控制方案
Proprietary information - Future Electronics 22
工业的电机控制• 抽风机系统• 伺服电动机• 机器人
传统/电动汽车:• 电动汽车逆变器• 电动泵• 空调压缩机• 空调风机
白家电和消费电子• 空调逆变器/压缩
机• 冰箱压缩机• 电动工具
不是演示板!
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牙科钻孔电机驱动方案 - STSPIN32F0(低压)
主要特点:
• 集成度高(集成了驱动,LDO,DC/DC,高速运放)
• 性价比高(32位ARM Cortex-M0内核48MHz主频)
应用范围:
Proprietary information - Future Electronics 23
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家用空调室室外机驱动方案
应用场合:• 分体空调• 工业风机控制• 压缩机
技术特点:• 输入电压:90~264Vac• 数字PFC• 无传感器FOC控制• 双电机控制(压缩机+风机)• 过电压、过电流、过温保护
核心部件:• STM32F303 or STM32F403
Proprietary information - Future Electronics 24
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10kW 伺服驱动器
25Proprietary information - Future Electronics
适用场合:• 纺织机械• CNC机床• 注塑机• 食品包装机
技术特点:• 输入电压:3相380V~480V• 正弦波驱动• 额定输出电流:20A• 最大输出能力:60A,3s在85°C时• 电机最大速度:3000转/分• RS485 和 CAN 接口• 保护功能:过流,过压,欠压
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汽车EC风机驱动方案目标应用:
• 直流无刷风机,EC风机,空调等;
• 直流无刷水泵;
技术特点:
• 输入电压: AC180V~AC270V
• 电机功率: 380W
• 额定转速:1,400 rpm
• 风机具备多种起动模式:
– 静止起动
– 降速起动
– 逆风起动
• 调速方式:VSP、UART、PWM
• 控制方式:PFC+FOC矢量控制(PLL+磁通观测器)
• 保护功能:过压、欠压、过流、堵转、缺相,过温限频
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新能源汽车空调
目标应用:
• EV 空调压缩机
技术指标:
• 电压输入范围:DC55V~DC110V
• 额定转速:3,300 rpm
• 额定功率:1500 Watt
• 调速方式:VSP、UART、PWM
• 控制方式:FOC矢量控制(PLL+磁通观测器)
• 保护:过压、欠压、过流、缺相,过温限频等
• 启动能力:带载20kg
Proprietary information - Future Electronics 27
原理框图
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电动汽车逆变器(EV Inverter)适用市场:
• 新能源汽车
技术特点:
• 额定功率: 60kW
• 最大功率: 80kW
• 输入电压: 336Vdc
• 输入电流: 180A
• 输出额定电压: 230Vac
• 输出额定电流: 150A
• 输出最大电流: 200A
• 短期工作电流: 150% 30sec
• 输出频率: 0~600Hz
• 控制板电源电压: 12Vdc
• 效率: ≥94%
• 防护等级: IP67
Proprietary information - Future Electronics 28
32-bit Processor
IGBT Module
Resolver
Power Supply
HS CAN
Gate Driver
Gate Driver
M
Gate Driver
Gate Driver
Gate Driver
Gate Driver
CAN
CAN
+12V
PWML
SPI
PWMH
SPI
+5V
Current Sensor
Current Sensor
HV collection
High Voltage原理框图
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• Montréal (Canada) / 蒙特利尔(加拿大)
• Paris (France) 巴黎(法国)
• Egham (UK) 埃格姆(英国)
• Munich (Germany) 慕尼黑(德国)
• Gdansk (Poland) 格但斯克(波兰)
• Bangalore (India) 班加罗尔(印度)
• Shenzhen (China) 深圳(中国)
Future’s System Design CenterGlobal Design Team 全球設計團隊
Design Centers Location 設計中心的地點
Proprietary information - Future Electronics 29
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SYSTEM
DESIGN CENTER
TECHNOLOGY & PRODUCT SPECIALIST ENGINEERS
MULTI-CERTIFIED FIELD APPLICATION ENGINEERS
GENERAL SALES STAFF
DESIGN EXPERTS
Centralized Technical Support
& Turnkey Designs
ADVANCED ENGINEERS GENERALISTS
Primary Field Technical Support
STRATEGIC ACCOUNT MANAGERS
Customer Interaction
& Basic Technical Support
INCREASING
FOCUSED
TECHNICAL
EXPERTISE
Advanced Engineering GroupCustomer Support Model 客戶支持的模型
ADVANCED ENGINEERS SPECIALISTS
Specialized Field Technical Support
Proprietary information - Future Electronics 30
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Future’s System Design CenterCapabilities for Continuous and Full Support 持续和全面支持的能力
Electronics Circuits Design 电子电路设计
• Schematic and PCB Layout
• Prototyping to Turnkey Production
• Product Engineering Support
Software and Firmware 软件和固件的支持
• Application, BSP and GUI development
• Drivers and Firmware adaptation
• FPGA design (VHDL, Verilog)
RF Circuit and Antenna Design 射频电路和天线设计
• Dedicated Antenna Design Expert on Staff
Other Support 其他支持• Customized Suppliers Development Platforms (NPI)
• Field Engineering Team Centralized Support
• Customers Technical Trainings and Design Reviews
• Printed Marketing Tools
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电机测试设备测功机• 电力测功机利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩,并结合转速
以确定传递功率。
Proprietary information - Future Electronics 32
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电机测试设备热成像仪摄影机
• 验证目标印刷电路板上的温升,温度分布• 确保热分布是可接受的范围内
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电机测试设备
温度/湿度测试箱
• 测试电机驱动板在高低温、高湿度下的性能和可靠性,确保计设能满足临界条件
• 用于老化测试,确保组件的可靠性
Proprietary information - Future Electronics 34
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谢谢!
富昌电子不卖方案!
富昌不是芯片的搬运工!