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芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”

接线图 2024年10月22日 18:27 24 admin
  冰箱作为家庭中不可或缺的电器之一,其功能和性能的提升一直是厂商们追求的目标。在科技迅速发展的今天,人们对冰箱的选择有了多重考量,很多人不仅会考虑冰箱的容积、能耗、制冷方式和使用寿命等常规的特性,还会考虑其功能多样性与智能化的附加属性。东芝将先进的技术应用在冰箱中,通过温度控制技术、智能化功能、节能技术和安全保护功能等的应用,助力用户拥有更好的冰箱使用体验。

  接下来将通过对冰箱的内部各个模块电路的解析,为您推荐最合适的产品方案。

芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”  第1张

      图1 冰箱总框图

  由于冰箱内部的每个模块的电源需求并不一致,东芝推出了多类型的小型贴片式LDO稳压器,按特性分类可分为低压差高PSRR、高PSRR/低噪声/低电流消耗、低电流消耗与15V输入电压双极型四种类型。在保证冰箱内部的每个模块都可以得到适合的电源需求的前提下,增加了电源多样性、缩小了体积、降低了布局难度。

芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”  第2张


   图2 小型贴片式LDO稳压器参考型号

  针对MCU控制模块,推荐使用东芝自主研发的TXZ+3A族M3H组/TX03系列M370组,其支持2.7V-5.5V宽工作电压范围,适合在多种工作电压下的系统中工作。当有高性能、高运算速度需求时,则推荐采用Arm Cortex-M4,160MHz运行的TX04系列M470组和TXZ+4A系列M4K组,其中TXZ+4A系列支持3电机控制,支持数据存储,TX04系列则最大支持2电机控制。

  针对核心部件压缩机,除了利用MCU控制之外,还需要用到通用运算放大器与高压IPD来配合MCU实现对压缩机的有效监测与控制,若出现故障,则可以利用MCU控制实现对压缩机进行安全保护。运放方面推荐使用东芝的TC75S51FU或者TC75S103F,其优势在于封装小巧、宽电压供电,同时频率响应性能较好;高压IPD保护芯片方面推荐使用TPD4207F,其具有过流/热关断/欠压的保护机制,支持正弦波或方波的驱动,同时支持3相全桥的输出配置。

 芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”  第3张

   图3 压缩机驱动电路

  风冷系统能够使冰箱内部无霜,持续保持食物的干燥从而延长食物的保鲜时间,在冰箱中尤为重要。针对风冷系统中的风门控制模块,如采用步进电机或直流有刷电机,推荐使用东芝的TC78H621FNG或者TC78H660FNG,可同时支持步进电机驱动与直流有刷电机驱动的双重功能;如采用单相直流无刷电机,则推荐使用TC78B002FNG或TC78B002FTG,其优势在于支持PWM控制、软开关驱动、快速启动、霍尔偏置电路、错误检测等功能,实现对电机的驱动和保护,使得冰箱使用更长久。

芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”  第4张

    图4 风门驱动电路

  针对风扇驱动模块,可参考风门驱动,还可根据风扇的大小,并利用小信号MOSFET进行控制。根据Vdss电压与封装的不同可选择SSM3K、SSM3J与SSM6三个系列的小信号MOSFET。

芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”  第5张

     图5 风扇驱动电路

  加热器控制电路模块需要利用MCU+双向可控硅输出光耦实现对加热器的控制,推荐采用东芝的TLP267J或者TLP3052A这两款芯片,如果对爬电距离有高要求,建议使用TLP3052A,通过更好的强弱电隔离实现对整体的安全保护。

芝芯方案 | 智能冰箱的强劲“内核”  第6张

   图6 加热器控制电路

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