如今，油煙機早已不只是簡單的排煙工具，而是集成了高效凈化、智能控制、低噪運行的廚房核心家電，變頻化更是成為中高端產(chǎn)品的標(biāo)配。在家用油煙機領(lǐng)域，變頻效果的核心，在于對風(fēng)機的精準(zhǔn)控制。行業(yè)普遍采用模塊化設(shè)計，將不同的變頻功能組合為標(biāo)準(zhǔn)模塊，快速搭建覆蓋不同價格檔位的產(chǎn)品矩陣，既方便消費者選擇，也能幫助廠商精簡研發(fā)、提升量產(chǎn)效率，加速變頻技術(shù)的普及。

晶豐明源重磅推出基于LKS32MC03x/07x 系列高性能 MCU的高性價比家用油煙機變頻解決方案。憑借48MHz Arm Cortex-M0內(nèi)核與豐富外設(shè)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)量擬合算法，支持恒轉(zhuǎn)速、恒功率、恒轉(zhuǎn)矩、恒風(fēng)量四大核心控制模式，兼顧精準(zhǔn)控制與低噪運行，實現(xiàn)“高集成MCU芯片+算法+軟件+工具鏈”的一站式電機驅(qū)動方案。

01高性能LKS32MC03x系列MCU核心

LKS32MC03x系列MCU搭載48MHz Arm Cortex-M0高性能內(nèi)核，集成32 bit硬件除法協(xié)處理器與單指令周期乘法器。存儲資源配置4KB RAM與32KB Flash，并內(nèi)置預(yù)取指Cache。模擬外設(shè)方面，集成12 bit高速ADC與壓擺率達5V/μs的內(nèi)置運算放大器(OPA)，支持單/雙電阻電流采樣;同時內(nèi)置8 bit多量程(1.2V/3V/4.8V)DAC及高速比較器，滿足多樣化信號調(diào)理需求。

通信接口層面，全面支持UART、SPI、I2C等主流協(xié)議，系統(tǒng)擴展能力靈活。芯片內(nèi)置±1%高精度RC時鐘，顯著增強控制時序的一致性。此外，該系列MCU具備卓越的抗靜電放電(ESD)與電快速瞬變脈沖群(EFT)能力，可從容應(yīng)對嚴(yán)苛電氣環(huán)境下的可靠性挑戰(zhàn)，廣泛適用于變頻油煙機、高壓風(fēng)機水泵等電機驅(qū)動應(yīng)用場景。

02高性能MCU助力家用油煙機方案落地

圖1左側(cè)展示了基于LKS32MC03x的家用變頻油煙機控制拓?fù)洌覀?cè)為LKS32MC037M家用油煙機DEMO評估板實物。

圖1. 方案控制拓?fù)浼癉EMO評估板

變頻油煙機新算法平臺應(yīng)用方案 SDK 全新升級:

四大核心控制模式——恒轉(zhuǎn)速、恒功率、恒轉(zhuǎn)矩、恒風(fēng)量，實現(xiàn)對風(fēng)機運行狀態(tài)的精準(zhǔn)閉環(huán)調(diào)控;

無極調(diào)速 + 多檔位自由切換，靈活適配不同負(fù)載工況下的運行需求;

實時電機狀態(tài)監(jiān)控——搭載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合算法，實現(xiàn)精準(zhǔn)實時風(fēng)量控制，讓排煙更智能、更高效。

圖2. 油煙機新平臺應(yīng)用方案SDK

03采用LKS32MC03xMCU的家用油煙機方案

基于LKS32MC03x系列的家用油煙機解決方案，在集成度、性能、功能及保護方面全面適配實際應(yīng)用場景，助力工程師實現(xiàn)高效開發(fā)，確保產(chǎn)品長期穩(wěn)定運行。

高度集成化設(shè)計，硬件防護堅實可靠

內(nèi)置運算放大器，支持雙電阻采樣

集成DAC與比較器，支持FO過流保護機制

MCPWM帶硬件封鎖功能，可實現(xiàn)高可靠性硬件過流保護，無需軟件介入，從底層規(guī)避故障風(fēng)險

卓越運行性能，啟動平穩(wěn)快速

搭載穩(wěn)定可靠的增強型反電動勢觀測器，支持靜止快速啟動、卡住啟動不失步

具備領(lǐng)先的逆風(fēng)啟動能力，面對逆風(fēng)大負(fù)載可實現(xiàn)平穩(wěn)啟動，完美應(yīng)對廚房復(fù)雜排煙工況

功能豐富完備，開發(fā)調(diào)試高效便捷

兼容電流環(huán)、速度環(huán)、功率環(huán)控制，支持自動弱磁控制與風(fēng)量擬合算法

支持五段式/七段式SVPWM靈活切換，采用分層軟件架構(gòu)，接口豐富、擴展靈活

配套公司軟件上位機LKSSCOPE，顯著提升開發(fā)效率，節(jié)約調(diào)試成本

多重保護機制，保障運行無憂

硬件過流、過壓/欠壓保護功能

集成軟件過流、缺相保護、堵轉(zhuǎn)保護等多重故障保護功能

全方位保障油煙機整機運行穩(wěn)定性，降低售后風(fēng)險

04精準(zhǔn)選型指導(dǎo)，適配差異化需求

針對家用油煙機變頻控制的多樣化需求，晶豐明源提供兩款核心MCU選型，可根據(jù)實際研發(fā)需求靈活選擇。LKS32MC03x系列MCU適用于單變頻油煙機方案，LKS32MC07x系列性能更為強勁，可滿足主控與變頻一體化等復(fù)雜應(yīng)用場景。

圖3. 產(chǎn)品選型

05實測性能驗證，實力眼見為實

LKS32MC03x油煙機方案歷經(jīng)多項實測，表現(xiàn)優(yōu)異。使用公司自研示波器軟件LKSScope，可實現(xiàn)圖形化調(diào)試，實時觀測電機電流、角度等波形變化趨勢，方便參數(shù)調(diào)整與狀態(tài)監(jiān)控。該上位機軟件免費開源給客戶使用。

圖4. LKS調(diào)試軟件界面

啟動性能：靜啟快，逆風(fēng)起穩(wěn)

靜止與卡住啟動

圖5. 靜止快速啟動與卡住松手啟動

順風(fēng)啟動

圖6. 連續(xù)順風(fēng)啟動

逆風(fēng)啟動

基于DQ軸的觀測器低速收斂快，能從靜止快速切入角度閉環(huán)，轉(zhuǎn)速提升迅速。逆風(fēng)啟動過程分為四個階段精準(zhǔn)控制：

剎車采集電流解析初速度，切入觀測器;

觀測器閉環(huán)控制速度下降;

低速切換為IF(電流頻率比)拖動至正轉(zhuǎn)狀態(tài);

最終正轉(zhuǎn)切入觀測器閉環(huán)，完成啟動過程。

通過D軸電流抵消發(fā)電功率，避免母線電壓抬升。

圖7. 逆風(fēng)啟動示波器波形及上位機波形

弱磁控制：響應(yīng)快，風(fēng)量穩(wěn)

弱磁環(huán)控制平滑穩(wěn)定。當(dāng)油煙機遇到快速堵風(fēng)口的情況，弱磁環(huán)能快速響應(yīng)，有效保證風(fēng)量穩(wěn)定，避免排煙效果驟降。

圖8. 大功率快速堵風(fēng)口弱磁環(huán)響應(yīng)

風(fēng)量擬合：更準(zhǔn)確，更高效

采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量擬合技術(shù)，相較于傳統(tǒng)查表法，風(fēng)量估算更加平滑精準(zhǔn)，且大幅減少測試工作量。

圖9. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量擬合

配合自研風(fēng)量擬合工具，開發(fā)者僅需導(dǎo)入電機轉(zhuǎn)速與功率的測試數(shù)據(jù)，工具即可自動生成擬合曲線與曲面函數(shù)代碼，直接復(fù)制移植至程序中即可應(yīng)用，顯著提升開發(fā)效率。

圖10. 自研風(fēng)量擬合工具

通過風(fēng)量實驗室采集得到的功率和轉(zhuǎn)速值，結(jié)合自研的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)恒風(fēng)量擬合工具生成控制算法，將風(fēng)量控制在15m3/min的控制效果如下表所示，通過該算法做恒風(fēng)量控制環(huán)路或者在功率環(huán)控制的基礎(chǔ)上實時向主控反饋當(dāng)前的風(fēng)量值。

圖11. 15m3/min恒風(fēng)量控制效果

從一顆高集成度的LKS32MC03x/07x系列MCU，到覆蓋算法、軟件架構(gòu)、工具鏈的完整解決方案，晶豐明源為家用變頻油煙機行業(yè)打造了高性能、高集成度、高性價比的一站式控制平臺。該方案深度融合了恒轉(zhuǎn)速、恒功率、恒轉(zhuǎn)矩、恒風(fēng)量等多種控制模式，并創(chuàng)新性地引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合算法實現(xiàn)實時精準(zhǔn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，讓消費者在烹飪時盡享強勁排煙效果，在靜音模式下體驗寧靜廚房環(huán)境——全面契合現(xiàn)代家庭對變頻化、智能化、高穩(wěn)定性的多元化期待。

晶豐明源

上海晶豐明源半導(dǎo)體股份有限公司(股票代碼：688368)，成立于2008年10月，是專業(yè)的電源管理和控制驅(qū)動芯片供應(yīng)商。公司總部位于上海，在杭州、成都、南京、上海、海南和香港設(shè)有子公司，在深圳、廈門、中山、東莞、蘇州等15個城市設(shè)有客戶支持中心。

晶豐明源專注于電源管理和電機控制芯片的研發(fā)和銷售，堅持自主創(chuàng)新，產(chǎn)品覆蓋AC/DC電源管理芯片、DC/DC電源管理芯片、電機控制驅(qū)動芯片、LED照明驅(qū)動芯片等，廣泛應(yīng)用于家電、手機、個人電腦、服務(wù)器、基站、網(wǎng)通、汽車、智能照明、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

晶豐明源堅持“創(chuàng)芯助力智造，用心成就伙伴”的使命，為行業(yè)發(fā)展而拼搏，為國家強盛而立志，在技術(shù)領(lǐng)先的領(lǐng)域推動行業(yè)進步，在國產(chǎn)落后的領(lǐng)域奮力縮小差距，鑄就時代芯夢想!

*本文提及的測試結(jié)果是在實驗室條件下真實測試下得出，實際產(chǎn)品視應(yīng)用環(huán)境和批次差異，可能會存在不同，晶豐明源保留最終解釋權(quán)