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    打造兼具性價比與高性能的變頻驅動方案,助力白色家電產業智能升級

       
    來自:潮流家電網 發布日期:2024/6/6 11:30:49
    變頻家電不僅積極響應了全球節能減排的政策導向,精準迎合了消費者對能效卓越家電的熱烈追捧,更是在驅動行業綠色升級、優化居民生活體驗方面扮演著舉足輕重的角色。
          在消費電子產業鏈中,白色家電作為不可或缺的重要組成,長期以來扮演著提升居民生活質量的關鍵角色。然而,產品同質化、市場增速放緩、消費者對家電產品節能環保及智能化等功能抱有日益增強的期待,使得白色家電產業一度低迷。面對此情勢,中國家電制造業近些年主動應變,全力推行提質、降本、增效戰略,其中,變頻技術的大規模應用及其持續深化研發,被視為引領白色家電行業突破瓶頸、邁向高水準、可持續發展前景的有效路徑。

      在此背景下,變頻家電不僅積極響應了全球節能減排的政策導向,精準迎合了消費者對能效卓越家電的熱烈追捧,更是在驅動行業綠色升級、優化居民生活體驗方面扮演著舉足輕重的角色。在壓縮機變頻系統中充當“中樞神經”的微控制器MCU,對于塑造變頻家電市場的核心競爭力而言,其作用同樣至關重要。

      智馭變頻,重塑家電極致體驗新維度

      變頻技術在諸如洗衣機精準洗滌轉速調節、冰箱智能溫度管理等應用中大放異彩,不僅顯著提升了用戶的使用舒適度與操作便捷性,更在能耗層面留下了鮮明的“綠色印記”,同時以更低的啟動噪音與振動,賦予產品更高的品質感。其關鍵則在于對壓縮機驅動系統的精細化控制,有效規避了傳統定頻設備因頻繁啟;蜷L期高負荷運行而產生的高能耗問題。

      事實上,消費者對家電變頻驅動的低啟動噪音、小啟動電流、快速啟動響應三大核心訴求,其背后是變頻控制、驅動算法等核心技術的強力支撐,為家電半導體器件注入了新的價值內涵。作為變頻系統的指揮中心,MCU需要負責接收并解析各類輸入信號,如用戶設定參數、傳感器監測數據、通信指令等,依據這些信息實時計算出最佳的電機控制策略,包括電壓、頻率、相位等關鍵參數的精細化調整,確保家電設備在保持性能的前提下,實現顯著的節能效益。

      對于高端變頻家電而言,MCU不僅承擔基本控制職能,還在提升設備智能化程度上發揮關鍵作用。例如隨著現代家電愈發追求遠程監控、故障自診斷、自主調節等功能,以迎合消費者對便捷化、個性化使用體驗的追求,MCU可憑借強大的數據處理性能、豐富的通信接口及高度靈活的編程特性,無縫集成各類智能化模塊,滿足復雜系統的實時控制與智能互聯需求,動態優化變頻策略,包括可根據室內溫度自動調節空調風速,或根據衣物材質預先設定最佳洗衣程序,讓家電設備兼具智能化與人性化特質。

      另一方面,家電市場歷來對價格敏感,在產品差異化競爭日趨激烈的背景下,如何通過提供定制化方案,助力白色家電制造商快速實現產品差異化,從而在激烈的市場競爭中嶄露頭角,是每一個MCU廠商考慮的焦點。

      性價比與性能兼具,軟硬件結合打造高品質冰箱變頻驅動系統

      作為本土32位MCU市場的領軍企業,兆易創新為家電行業的創新升級提供了從元器件篩選、開發支持、參考設計到量產方案的全方位一體化服務,GD32E230xx、GD32F3x0等系列MCU可為冰箱與洗衣機等白色家電植入一顆強勁且靈動的“變頻芯”。例如基于GD32E230xx設計的洗衣機變頻驅動解決方案便有針對性地解決了波輪/滾筒洗衣機的技術難點,并取得了新的突破,支持雙電阻采樣降噪、用于低速洗滌IPM死區補償、弱磁用于滾筒/波輪高速驅動、快速可靠啟動、稱重、制動,不平衡檢測及脫水保護等各種成熟可靠的洗衣機功能。

      針對冰箱變頻應用,兆易創新更是與合作伙伴基于GD32E230xx系列MCU聯合開發了變頻驅動交鑰匙方案,憑借卓越的硬件性能與前沿的控制算法,展現出強大市場競爭力。由于GD32E230xx系列MCU基于ARM®Cortex®-M23內核,最高運行頻率達72MHz,相較于市面上基于Cortex®-M0內核的同類產品,它能在保持超低功耗的同時實現更高的運算效能,這對于白色家電變頻系統長期穩定運行及優秀能耗控制至關重要。

      該變頻驅動方案運用先進的電路設計與PCB布局技術,可實現100至250瓦功率范圍內的統一PCB設計,顯著增強產品的通用性,并降低結構件設計與維護成本。該方案獨有壓縮機驅動控制參數與應用軟件分離的特點,用戶更換壓縮機僅需更新控制參數,電控與驅動硬件無需改動。目前,方案已廣泛支持多種主流壓縮機型號,并提供專業的定制適配服務以滿足個性化需求。
      在壓縮機中,潤滑油承擔著潤滑、降噪、提效、抗氧化等關鍵任務,內置智能回油平臺功能是該驅動方案的另一大特色——啟動后,驅動系統會自動引導壓縮機進入預設的回油轉速范圍,有效減輕主控板軟件的復雜性,簡化系統編程工作。此外,方案利用先進的跳頻技術,允許用戶預設特定跳頻點,主動避開可能引發共振的頻率區域,從而避免共振導致的機械振動、噪音增大以及潛在設備損傷,確保系統運行平順且無故障風險。

      耐用可靠是消費者選擇家電的另一關鍵考量因素,該變頻驅動方案嚴格遵循UL相關標準設計,經過全面、多維度(電壓、電流、環境及負載條件)的超過實際應用條件加嚴格測試確保一流品質,并配備豐富多元的保護功能(過流、過壓、過溫、過功率、缺相、堵轉等),關鍵保護如輸出過流保護采用軟、硬件雙重防護策略。

      軟件算法是硬件系統的控制策略與邏輯核心,除硬件性能出色外,方案采用高性能數字信號處理器、基于單電阻電流采樣和擴展反電動勢無傳感器矢量控制算法,實現驅動系統的高效運作,同時獨特的混合脈寬調制技術,相較傳統連續寬調制技術開關損耗降低50%,在權衡噪音與效率基礎上提升驅動器綜合運行效率。得益于兆易創新與合作方對變頻產品的持續研發投入,該方案已成功應用于國內頭部家電廠商的產品中,同時兆易創新也正積極研發針對白色家電電機驅動的下一代MCU產品。

      產業生態共贏,構筑全方位家電MCU服務矩陣

      實際上,家電市場客戶在對MCU廠商進行產品選型時,除了考察其新品研發的持續創新能力,同樣重視的是廠商的“軟”實力,涵蓋研發投入、品控能力、定制化服務、產品全生命周期的售前售后支持以及穩定的供貨保障等多方面。對此,兆易創新正積極構建服務于白色家電的MCU芯片產業生態系統,并已取得豐碩成果。

      兆易創新攜手全球生態伙伴構建了完備的產品生態體系,推出多種開發環境IDE、開發套件EVB、實時操作系統RTOS、圖形化界面GUI、安全組件、云連接及嵌入式AI解決方案,并在技術平臺上提供各系列的視頻教程和短片供用戶隨時在線學習。這一豐富的開發生態不僅為家電廠商設計提供了極大便利,更體現了兆易創新的產品價值和服務理念。

      在產品平臺化建設上,除了適用于變頻驅動系統的GD32E230xx與GD32F3x0系列外,兆易創新GD32 MCU家族還囊括低功耗GD32L系列、無線連接GD32W系列以及超高性能GD32H系列等多個品類,為家電的多樣化應用場景提供豐富的產品選項。例如針對智能家電日益普及的屏幕顯示需求,公司推出的GD32H7系列MCU更配備了可定制的智能人機界面(HMI)功能,支持邊緣AI應用,滿足語音、手勢、觸摸等多種人機交互需求。而GD32也憑借行業卓越的低失效率,確保在復雜多變的應用場景下產品性能始終穩定,強大的抗電磁干擾能力進一步增強了家電運行的穩定性。

      此外,兆易創新建立嚴謹的質量管理體系,實現研發、生產和供貨的全鏈條閉環管理,以滿足家電客戶對品質與售后服務的高標準要求。兆易創新在全球范圍內與多家領先晶圓廠、封裝測試廠達成戰略合作伙伴關系,實現中國大陸與海外的同步生產和交付,依托多元化的供應鏈體系與靈活的供應能力,有效應對市場周期波動,確保滿足家電客戶的采購需求。

      白色家電變頻技術作為市場趨勢與技術創新的交匯點,不僅掀起了行業能效升級的新潮流,更塑造了消費者對高品質家電的新期待;谡滓讋撔翯D32系列MCU打造的變頻驅動方案,有助于客戶以高性價比的方式加快產品上市進程,快速提升市場競爭力。

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