用于家用制冷系统解决方案的低成本数字信号控制器

电机及其控制存在于许多常用的家用电器（包括微波炉、洗衣机、空调和冰箱）应用中。随着更多复杂应用的出现以及节约能量和降低成本要求，目前市场上已经开发出了许多更为先进的控制技术，如磁场定向控制技术或电机的负载自适应控制技术。由于缺少信号处理能力或合适的外围设备，一般的 8 位微控制器(MCU)通常无法实现这些先进的控制性能。然而，通过利用基于 DSP 内核的控制器，这种情况最近发生了引人注目的变化。数字信号控制器（DigitalSignal Controller，DSC）体系结构旨在减少外围器件的使用、降低系统成本和具有在短时间内处理大量数据的能力，它具备DSP 和MCU 的双重功能，且具有先进的片上智能化的外设接
口。如今，空调制冷系统通常消耗了住宅和办公楼中的大部分电能。过去 10 年，设备安装的数量一直在稳定增长，特别是在亚洲一些国家和地区。这些设备中的大部分都是采用开关控制的方法，将温度保持在设定的范围内。在重载情况下，定速压缩机的运行效率是较高的。但在负载较轻的情况下，这种压缩机将会低效运行。在正常操作情况，最高负载出现在压缩机启动时，因为需要从制冷区域抽取热量，以便把温度保持在理想的范围内。但是要想把温度保持在想要的范围内，压缩机大部份时间会在较轻的负载情况下运行。
为了减少对全球气候变暖的间接影响，设计人员一直致力于在压缩机设计和复杂电子控制实施方面提高制冷系统的效率。为了同时达到安静平稳运行和节约能量的目的，制冷系统中越来越多地使用了变容压缩机，以根据需要改变制冷能力。变容压缩机的输出可以通过电子调频来控制。由于消费类制冷系统是成本敏感型和劳动力密集型产业，所以低成本、高集成度、可实施复杂控制算法的控制器将使制造商和消费者同时获益。提高系统运行效率的一种方法是通过实施输入功率因数校正（PFC）来减少无功能量的使用，这将节约15%以上的能量。如今，在许多国家和地区都要求家用电器必须具有 PFC，因为电子负载引起的无功电流和高次谐波电流将需要额外的电网容量，这可能会影响电网的稳定性。