基于STM8的48V空调压缩机控制器设计

       3 硬件设计

搭建了基于STM8S208RB的变频空调控制器的电路，主要包括电源电路、功率驱动电路、过流差分放大电路、过零点检测电路等（限于篇幅省略STM8S208RB最小系统图和电源部分）。

3.1 驱动电路

驱动电路如图6所示，IR2101是IR公司生产的一款高性价比驱动器，使用方法非常简单，性价比高，能输出100-210 mA电流。IR2101驱动器可驱动一组功率管，整个功率电路只需3片即可，这样不但节约制造成本，而且还提高系统稳定性。

图6 驱动电路

3.2 过流反馈与过流保护电路

电流反馈与过流保护监测电路如图7所示。母线上的电流通过2毫欧，并通过1 mV358进行差分放大，通过一阶滤波后输人给STM8S的片内AD采样输入端；并同时将此电流信号连接到比较器Im2903,用于电机过流保护检测，当母线电流过大设定的过流保护阈值时，微处理器进入过流保护状态。

图7 电流反馈与过流保护监测电路

3.3 过零点检测电路

过零点检测电路如下图所示，图8为U相过零点检测电路，其中PHASE_U连接电机的U相，Z_MS_U为单片机的GPIO控制信号，ZDtet_U连接STM8S的AD口，三极管Q31起到对AD口过压保护和射极跟随的作用，提高输入阻抗。R91和D20起到对三极管基极加速放电的作用，当PWM"ON"时，Z_MS_U为低电平，R92,R93和R89构成分压电路，当PWM"OFF"时，Z_MS_U为高阻抗，R89不起作用，电机反电动势信号直接通过Q31进入AD采样端。

图8 过零点检测电路

　　4 实验环境

一套完整的48 V空调压缩机系统测试平台如图9所示；系统的供电电压为48 V,无刷直流电机的额定功率为600 W,额定转速3600转/分钟。功率器件采用IR公司的IRFB4310.VDSS=100 V,Rds（on）=5.6 mΩ，Id=140 A（Tc=25°），Id=97 A（Tc=100°）。

图9 实验测试平台

表1 实验压缩机电机参数

　　5 结论

本系统通过采用H-PWM-L-ON调制方式，利用快速退磁技术完成了无刷直流电机的稳定运行和无失步换相的目标。并通过三段式起动方式，完成无刷直流电机静态时的起动，实现了反电势检测法在无位置传感器无刷直流电动机控制系统中的应用。实验结果表明，所使用的过零点检测方法在压缩机负载下能够很好地工作。