能降低BOM成本的风机主控方案与参数选型

【导读】风机广泛用于变频风扇、油烟机、空气净化器和冰箱压缩机控制等领域。这类用户群体主要追求的是高效率、低噪声、长寿命，且价格便宜。快包分析师针对风机的需求特点和应用场景，推荐可以帮助用户进一步降低BOM成本和减小PCBA面积的基于华大电子HC32M140系列MCU的风机应用方案。同时也总结了风机的性能参数选型技巧。

HC32M140是华大半导体的一款专用电机控制芯片，采用内置的运算放大器和电压比较器，用户可以进一步降低BOM成本，减小PCBA面积。同时，华大半导体也提供了PMSM的无传感器FOC控制套件，通过灵活的参数配置，用户可快速导入产品，缩短产品的开发周期。

HC32M140提供了强有力的电动机专用型PWM控制板，及其电机控制系统运用中不可缺少的运放电路和电压比较器，用以相电压的检验和过电流保护。此PWM的导出和运放电路、电压比较器的导出连接在一起，融合控制模块内接口pin的动态分配作用，能够合理的优化客户的PCBA设计方案。

HC32M140系列产品MCU给予达到128K的Flash及其8K RAM，在开关电源上可与此同时适用3.3V、5V系统软件，巨大降低了客户在电源电路里的困惑。

HC32M140产品系列适用J-Link开发设计，能够和Keil C无缝连接，保证实时调试。与此同时华大半导体也带来了具备独特的烧录器，能够在成本低上适用各种顾客的研发、批量生产要求。

华大电子HC32M140风机主控方案

系统框图

HC32M140 系列产品为华大半导体研制的 32bit 基于 ARM-Cortex M0+ 的 MCU，与传统的 CPU 内核相比，效率更高，功耗更低。更宽的工作电压范围，可同时支持 3V、5V 系统。集成 TIMER4、异步串口、SPI、I²C、12 位高速 ADC、运算放大器、电压比较器等丰富的外设资源。 本产品是华大半导体在 M0+ 平台上的第一颗 5V 电压产品。

方案特点

（1）无感FOC控制系统，电流THD小，转矩平稳，噪音低，观测器响应快，参数敏感性低（最大允许20%的参数偏差）

（2）支持顺风、逆风、静止启动，启动转速范围大，逆风启动无过压、无过流，启动时间短

（3）过流保护、过欠压保护、堵转保护等软硬件保护

（4）恒转速、恒转矩、恒功率、恒风量等多种控制模式

（5）丰富的控制函数库，快速实现客制化应用

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参数选型

风机选型是指根据具体的使用需求和工况条件来确定风机的类型、尺寸及参数，以满足所需的风量、压力和效率等要求。风机选型的重要性不言而喻，选型不合适可能导致系统效率低、能耗高、噪音大、寿命短等问题。在进行风机选型时，可以参考以下方法:

1、风机类型

根据实际需求，选择适合的风机类型，常见的风机类型包括轴流风机、离心风机和混流风机等。不同类型的风机具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。

（1）轴流风机：也称为直流式风机，其主要特点是风量大，噪音小，适用于低压高流量的场合，如通风、烟气排放等。

（2）离心风机：也称为径流式风机，其主要特点是压力大，风量小，适用于高压低流量的场合，如空调、通风降温等。离心风机又分为直流离心风机和反向离心风机两种类型。

（3）混流风机：也称为斜流式风机，其特点介于轴流风机和离心风机之间，适用于中压中流量的场合，如送风、排气等。

2、电机功率

电机功率的大小决定了风机的转速和风力。一般来说，功率越大，风机就越有能力产生更大的风力。但是，功率过大会增加成本和能耗，功率过小则不能满足通风和散热的需求。因此，需要综合考虑功率与成本、能耗的平衡，选择合适的电机功率。

3、效率

效率是指风机所能转化的电能或机械能与风能的比值。在选型时，应该选择效率高、能耗低的风机产品。

4、风量

风机的风量是指风机每分钟送出的气体体积。风量是衡量风机性能的重要指标之一，一般来说，风量越大，说明风机能够送出的气体越多。在选型时，需要考虑实际需求的风量和风机的额定风量。一般情况下，额定风量应该略大于实际需求的风量。

5、风压

风机的风压是指风机送出的气体对管道和设备产生的压力。风压也是衡量风机性能的重要指标之一，一般来说，风压越大，说明风机能够克服的阻力越大。

6、转速

风机的转速会影响风量，虽然不同转速能满足同一个工况，但风机应尽量选择转速相匹配的，转速越高风机的磨损越快，使用寿命就越短。

7、噪音

噪音总是伴随着风机的运转，不可消除。最新研究表明，只要风速超过0.75m/s，就会产生噪音。当然，风速越低，产生的噪音就越小。噪音小当然好，但必须兼顾其经济性。要求的噪音越低，设备的成本就越高。大约每降低10个分贝，风机成本上涨1倍（经验值，非线性）。大多数风机噪音最小不可能低于35dBA。所以选择风机时，噪音 “ 够用就好 ”，不必要一味追求低噪音。