FSCFSC 产品在高能效变频空产品在高能效变频空FSC FSC 产品在高能效变频空产品在高能效变频空调产品上的应用调产品上的应用

By: YOSUNBy: YOSUNDate: 2012.08.23

背景背景背景背景今年5月28日财政部、国家发展改革委、工业和信息化部联合下发了

《节能惠民工程高效节能空调推广实施细则》，细则中对能效等级2级及以上的变频空调实施财政补贴政策，且1级能效变频空调补贴最高金额为400元额为400元。

目前市场上1级能效的变频空调大多都为全直流产品，全直流变频空调是指空调的三大核心电机，即压缩机电机、室内风扇电机、室外风

并 合扇电机都采用直流电机，并通过相匹配的控制模块整合和调节三大直流电机，从而发挥全直流变频空调的卓越性能。从技术原理来分析，全直流是目前业内最先进的变频控制技术 代表着当前空调行业技术全直流是目前业内最先进的变频控制技术，代表着当前空调行业技术领域最高的节能水平和发展方向。

针对变频空调采用全直流控制模式，FSC已经开发出Mini-SPM（Mi i 智能功率模块）系列产品 具有结构紧凑 功能强大和效率高（Mini–智能功率模块）系列产品，具有结构紧凑，功能强大和效率高的优点。此外，针对空调室内外用直流风扇电机，FSC推出了全套BLDC整体解决方案（包含全套软硬件解决方案），该方案具有调试简BLDC整体解决方案（包含全套软硬件解决方案），该方案具有调试简单，高效可靠等特点，可大幅节余客户的开发时间和降低客户开发的技术门槛。

FSC Solutions for Home ApplianceAir conAir-con

电源电路继电器滤波整流电路

电源输入室 内 机室 外 机

交流输入

PFC电路

电源检测电路

室内机控制器步进电

输入

能力控制冷风防止控制过负荷防止控制冷冻防止控制

蒸发器温度传感器

步进电机开关

电源室内风机

风速控制换气控制亮度控制

蜂鸣器 室内温度传

感器功率输出模块

室外风机压

缩 显示电路室外机控制器

接收电路调制通讯电路

出模块风机

缩机

调制通讯电路 遥控器

显示电路变频器输出控制除霜控制风速控制排气温度控制

四通阀盘管温度

压缩机温度传感器

电路 遥控器运转/停止运转模式设定室温设定风速设定状态显

信号发射

AC过电流控制保护输出控制

3室外温度传感器

盘管温度传感器 风速设定

定时器设定风向设定

室温传感器

状态显示

AGENDAAGENDAAGENDAAGENDA

1. FSC SPM系列产品在变频空调压缩机和直流风扇马达驱动中的

应用。

2. FSC 电源开关FPS系列产品在变频空调电源方案中的应用。

3. FSC BLDC系列产品在变频空调直流风扇马达方案中的应用。

4

What is a SPM® ?a s a S

5

Motion SPM Product Line upp

6

Package Lineupg p

7

Motion SPM Product Line upp

8

Motion SPM Product Line up

Unit : K USD

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SPM3 Ver2 Series

10

SPM3 Ver.4 Series

11

SPM45H Ver.1 Series

12

SPM5 V2

13

PFCM - SPM3 Packageg

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PFCM – SPM45 Packageg

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FSC SPM FSC SPM 设计工具设计工具SC SSC S 设计 具设计 具

飞兆半导体SPM设计工具用于变频驱动应用的三相逆变器正弦调制，飞兆半导体SPM设计 具用于变频驱动应用的三相逆变器正弦调制，可为马达控制设计人员提供以下信息：

1 快速准确地针对其应用 选择合适的飞兆SPM®器件1. 快速准确地针对其应用，选择合适的飞兆SPM®器件2. 提供仿真方法，从损耗和温升角度来确定其设计的最差状况下输入

和输出情况3. 描述其特定应用之模块的功率部件开关和传导损耗，可让设计人员

快速考虑各种假设(“what if”)情况以便优化设计4 将内部元件损耗 结温上升和最大允许外壳温度作为输出相电流和4. 将内部元件损耗、结温上升和最大允许外壳温度作为输出相电流和

开关频率的函数，并以图形化描述5. 总体模块损耗和散热片/冷却要求6. 将客户应用分析以PDF格式存储

用户可在飞兆半导体运动控制工具网站16

用户可在飞兆半导体运动控制工具网站http://www.fairchildsemi.com/design_tools/motion_control_design_tool/ind... 直接启动运动控制设计工具使用。

FSC Solution For ACFSC Solution For AC--DCDCSC So u o o CSC So u o o C CC

变频空调室外开关电源方案最多包含4路输出，根据负载的差异，输出功率在12W-20W左右，具体如下：

1. DC12V：负载包括继电器，电子膨胀阀，转DC5V后，提供控制芯片以及其它检测电路的供电控制芯片以及其它检测电路的供电。

2. DC15V：提供功率模块驱动电源3. DC15V：提供直流风扇马达驱动电源4. DC15V或17V:提供PFC电路中IGBT驱动电源

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FSC Solution For ACFSC Solution For AC--DCDC

飞兆半导体的绿色 FPS™ （Fairchild Power Switch 飞兆电源开关）产品具有高能效和高可靠性，广泛应用在 DVD 播放机、机顶盒 液晶显示器和其他功率小于 25W 的电源设计中顶盒、液晶显示器和其他功率小于 25W 的电源设计中。

基于飞兆半导体独特的波谷开关技术，与传统的硬开关拓扑相比，这些绿色 FPS 产品的使用，使功率变换效率提高 1%，EMI 降低5dB。由于采用了先进的突发工作模式，FSL系列器件可以满足能源之星规范之星规范。

空载时待机功耗低于 50mW（负载 0.5W 时，待机功耗低于 1W）。

18

What is FSL?a s S

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FSC solution for ACFSC solution for AC--DCDCSC so u o o CSC so u o o C CC

20

Line-up of FSL Seriese up o S Se es

21

Block Diagram of FSLoc ag a o S

22

Standby Powery

23

FSC solution for ACFSC solution for AC--DCDC

24

FSC solution for ACFSC solution for AC--DCDCSC so ut o o CSC so ut o o C CC

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为何选择直流无刷风扇马达为何选择直流无刷风扇马达

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Advantage of FSC Solution Advantage of FSC Solution --BLDCBLDCBLDCBLDC

Rectifier, PFCtbw

3d2d

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rmRsbw

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Power Supply

AC inputml

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-8

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2

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6

8

1 46 91 136

BLDC, PMSM Motor

Communication Interface & I/O BLDC Motor Control

IC Power Module, HVIC MOSFET

Motor

HVIC, MOSFET, IGBT

27Fairchild Shorted Anode Field-Stop IGBT

Roadmap Roadmap -- BLDC BLDC 2010 2H 2011 2012 2013

oad apoad ap CC

FCM8202- LQFP 32Sine-wave w/o SPI interface

FCM8203 – TSSOP24Sine-waveHall element interfaceLi ht iLight version

FCM8201- LQFP 32

FCM8521 – TSSOP24Sine-wave + Sensor-less & User MCU

Sine-wave / SPI interfaceDuty control / Torque loop

User MCU

FCM83xx – SOP16~20Light version of FCM85xx. User MCU +Sine-wave + Sensor-less

FCM8531 LQFP32 FCM8541

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FCM8531 – LQFP32Sine-wave + Sensor-less & User MCU

FCM8541 – LQFP44Sine-wave + Sensor-less & User MCU

FCM820x FCM820x -- FeaturesFeaturesC 8 0C 8 0 eatu eseatu es

FCM8201: 3-phase sinusoidal BLDC motor controller; can be operated stand-alone; or with MCU for advanced BLDC motor control

FCM8202: standalone version of sinusoidal BLDC motor; no SPI interface

Applications• BLDC/PMSM Motor Control• BLDC/PMSM Motor Control• Low Noise Motor Applications• Fan, Pump, Tools, etc.Benefits• Complete protection state machine• Embedded clock generator• Small package size (7mmX7mm)• PLL Angle Detection (hall-sensors)• Min hall frequency to enter sine-wave control

29(2.5Hz)

• Lower BOM cost and low device count

FCM820x FCM820x –– Block DiagramBlock DiagramC 8 0C 8 0 oc ag aoc ag a

30

FCM820x FCM820x –– Eval. Eval. Board Board C 8 0C 8 0 aa oa doa d

31

FCM820x FCM820x –– Eval. BoardEval. BoardC 8 0C 8 0 a oa da oa d

IntroductionVerification of FCM820x performanceSimple and flexible wiring and component

adjustmentsadjustments Mainly for applications such as Fan, Pump,

PowertoolsPowertools

SPM Version Discrete Power Devices Version

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SPM Version Discrete Power Devices Version

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