在高速吹風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，10 萬(wàn)轉(zhuǎn)以上機(jī)型已成消費(fèi)電子與個(gè)護(hù)市場(chǎng)新標(biāo)桿，相比傳統(tǒng)電吹風(fēng)，其風(fēng)量更大、護(hù)發(fā)效果更佳且噪音更低。英飛凌針對(duì)性推出 16 萬(wàn)轉(zhuǎn)及以上無(wú)感 FOC 高速吹風(fēng)機(jī)解決方案，以 PSOC? Control C3 為核心，搭配 CoolGaN? Half-Bridge IPS，實(shí)現(xiàn) 100KHz 載頻控制，支持 400ms 內(nèi)達(dá)最大轉(zhuǎn)速的快速啟停，為高性能吹風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵支撐。英飛凌代理、原廠貨源-中芯巨能為您介紹英飛凌 16 萬(wàn)轉(zhuǎn)高速吹風(fēng)機(jī)變頻方案。

方案核心技術(shù)特性

該方案在性能與可靠性上優(yōu)勢(shì)顯著：PWM 載波及控制頻率最高達(dá) 100KHz，無(wú)傳感器 FOC 算法執(zhí)行時(shí)間＜8us，且支持 5KHz-100KHz 動(dòng)態(tài) PWM 載頻變換；兼容 7/5 段 SVPWM 以降低開關(guān)損耗，半周期 PWM 更新模式可提升位置估算精度與電流環(huán)響應(yīng)速度。電機(jī)控制層面，具備在線參數(shù)識(shí)別與自適應(yīng)控制能力，即便電機(jī)參數(shù)存在 ±80% 誤差仍能正常工作，魯棒性極強(qiáng)；支持速度、恒功率、恒轉(zhuǎn)矩三種控制模式，以及 100% 可靠性的順風(fēng)啟動(dòng)與無(wú)抖動(dòng)靜止閉環(huán)啟動(dòng)。

采樣與保護(hù)設(shè)計(jì)同樣優(yōu)化：偽差分 ADC 采樣無(wú)需外部運(yùn)放與比較器，簡(jiǎn)化 PCB 走線并增強(qiáng)噪音抑制，兼容 Single/leg/3 電阻電流采樣；集成完整電機(jī)控制保護(hù)與 IEC60730 安全功能，且方案已通過(guò)量產(chǎn)驗(yàn)證，確保工程落地可靠性。

核心器件 PSOC Control C3 詳解

PSOC Control C3 是英飛凌專為電機(jī)控制與數(shù)字電源設(shè)計(jì)的 MCU，集成電機(jī)優(yōu)化外設(shè)，其核心亮點(diǎn)如下：

1. 高性能可編程模擬子系統(tǒng)

搭載 12 位 12Msps SAR ADC，支持 16 路模擬通道并行空閑采樣，每通道配備獨(dú)立采樣保持器，可獨(dú)立配置 1/3/6/12 倍增益，且支持同步采樣與偽差分采樣。16 路通道可分配至 8 個(gè)獨(dú)立組，每組支持 8 路觸發(fā)源，通道集成限幅檢測(cè)功能，助力過(guò)流 / 過(guò)壓保護(hù)并減少 CPU 干預(yù)；ADC 支持 DMA 與 FIFO 模式，模擬輸出可直連 CSG 比較器，搭配 10 位 DAC 提供參考電壓，同時(shí)支持多路外設(shè)同步觸發(fā)。

2. 靈活 TCPWM 模塊

具備多模式計(jì)數(shù)與靈活觸發(fā)能力，3 個(gè) TCPWM 計(jì)數(shù)器生成 3 對(duì)互補(bǔ) PWM 信號(hào)，1 個(gè)用作 ADC 觸發(fā)，4 個(gè)計(jì)數(shù)器在電機(jī)運(yùn)行時(shí)同步；溢出事件觸發(fā) FOC 中斷并在前半 PWM 周期執(zhí)行，所有 GPIO 可作 PWM 輸出簡(jiǎn)化 PCB 布局，AD 采樣至 PWM 更新間隔僅半個(gè)周期，顯著提升電流環(huán)帶寬與觀測(cè)器性能。

方案硬件與控制性能

1. Demo 硬件與系統(tǒng)架構(gòu)

Demo 采用 KIT_PSC3M5_CC2 MCU 控制卡搭配高壓 GaN 驅(qū)動(dòng)板的靈活設(shè)計(jì)，系統(tǒng)框圖中，ADC 支持偽差分與同步采樣，內(nèi)部 CSG 比較器正相輸入接 ADC 引腳、反相參考來(lái)自 DAC，高反電勢(shì)電機(jī)可調(diào)用反電勢(shì)相電壓信號(hào)。

2. 無(wú)感 FOC 控制與性能

支持轉(zhuǎn)矩、功率、速度三種控制模式，含順風(fēng) / 逆風(fēng)啟動(dòng)、靜態(tài)閉環(huán)啟動(dòng)及死區(qū)補(bǔ)償功能；得益于 180MHz 主頻、單精度 FPU、16KB I-Cache 及 Arm? v8-M 3 級(jí)流水線架構(gòu)，無(wú)傳感器 FOC 算法執(zhí)行時(shí)間＜8us。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，方案啟動(dòng)平穩(wěn)無(wú)抖動(dòng)，335ms 可達(dá)滿速；12 萬(wàn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)相電流波形平順，50K-120K-50K rpm 加減速測(cè)試中，轉(zhuǎn)速切換響應(yīng)迅速且無(wú)異常波動(dòng)。

方案核心價(jià)值

該方案基于 32 位 Arm Cortex-M33 內(nèi)核的 PSOC Control C3 與 CoolGaN 器件，實(shí)現(xiàn) 100KHz 開關(guān)頻率單電阻 FOC 控制，兼具低損耗、高穩(wěn)定性與低 BOM 成本優(yōu)勢(shì)，為 16 萬(wàn)轉(zhuǎn)級(jí)高速吹風(fēng)機(jī)提供量產(chǎn)級(jí)技術(shù)方案，可快速助力工程師完成產(chǎn)品研發(fā)與落地。

如需PSOC Control C3 、 CoolGaN 器件等產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測(cè)試、采購(gòu)、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。