作者：富士通微电子(上海)有限公司 于涛 杨翠娥

    目前,发展节能型家电已经成为全球范围所关注的焦点,在呼唤节能的形势下,变频技术成为人们关注的热点,它被广泛应用于空调,冰箱,洗衣机等家电中,以空调为例,空调器的节能技术可分为三种：一是节能元件与节能技术的应用;二是改善空调器的设计,优化结构参数及系统参数;三是运行中的节能控制,即采用变容量控制技术,特别是变频技术。由于变频技术通过改变频率来调整压缩机功率,因此变频空调一方面降低了频繁启动损耗,另一方面在低频运转时的效率极高。实验证明不管压缩式定速空调系统几次提效,增加变频技术都可再实现节能超过30%以上,因此,变频成为最佳的节能技术方案。

    1993年,中国首台变频空调问世以后,变频空调市场在中国得到迅速发展,从1998年中国推出首台直流变频空调以后,国内生产变频空调的厂家也迅速增加,中国变频空调市场尤其是直流变频空调市场开始有了突飞猛进的发展。据调研,由于直流变频空调较之普通的交流变频空调更省电、节能,受到了消费者的普遍欢迎。据统计,2003年,日本变频空调市场占有率达到95%。其中直流变频空调的份额又占到了变频空调市场总份额的95%。2003年,中国变频空调市场份额达到15%,其中直流变频占到变频空调市场总容量的29%;2005年,中国变频空调市场份额有望突破30%,其中直流变频空调将占到变频空调市场总量的53%;今年6月1日起,上海在全国率先实施了地方标准《变速(变频)房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》, 规定能源效率低于5级、能效比小于3.30的变频空调将不得生产和销售。变频空调尤其直流变频空调市场已迅速升温,成为各路空调巨头争夺的焦点。

    富士通微电子自进入中国以来,一直致力于变频产品在家电中的推广及应用：从最初率先在中国推出用于交流变频特别是交流变频空调的MB89P857,到之后适用于交直流变频的MB90460/MB90560及适用于变频洗衣机的MB90820系列,最近两年又致力于最先进的正弦波（180度）变频产品的开发推广和应用。先后推出了： MB91260,MB91265 和 MB91470 等系列产品。

    MB91265使用FR60Lite系列的32位RISC CPU内核。该产品包括一个高速MAC宏、配置有不同定时器和波形发生器电路的多功能定时器、A/D转换器和其它的配置资源,非常适合变频电机控制应用。另外该新系列采用了64针LQFP（薄形扁平方形）封装,该封装使客户的生产加工非常方便,简单。

    产品特性

    ◆ 本产品的配置与MB91260系列类似,但配置资源在以下各方面有所加强。

    （1）在多功能定时器中增加了自由运行的定时器的数量（从一个单元增加到三个单元）。这方面配置的升级能确保不同的定时器为三相变频控制中的每个相位分别产生独立的载波频率,因此与MB91260系列相比,新产品可以实现更为灵活、更为精确的发动机控制。

    （2）配有定时发生器,可控制可编程脉冲发生器(PPG)的定时激活。在MB91260系列中,可编程脉冲发生器(PPG)的定时器被设置为必须通过软件分别为各个通道启动。而在MB91265 系列中,多重的PPG定时器可以和定时发生器同时启动。

    （3）内置双模式闪存。新系列的产品包括双模式的闪存。当程序在一个扇区运行时,可以在另一扇区完成重写。这样可以减少外部存储组件的数量（包括EEPROM）,从而可以减少电路板的面积。

    ◆ 其它内置资源配置

    （1）多功能的定时器

    ·多功能的定时器包括以下的资源配置

    ·16位自由运行定时器：3通道

    ·输入捕捉单元：4 通道

    ·输出比较单元：6通道

    ·8/16位可编程脉冲发生器(PPG)：4通道

    ·可编程脉冲发生器(PPG)的定时器

    ·波形产生器

    ·模拟/数字（A/D）启动比较单元

    （2）乘法和加法计算器

    本产品可以在一个机器周期中执行16位×16位+40位的运算。它可以完全和CPU同时运行,减少了CPU的运算负担。

    （3）外围功能

    ·8/10位A/D转换器:（4通道,7通道）

    ·重装定时器:3通道

    ·UART: 2通道

    ·16位PWC: 1通道

    ·外部中断：8通道

    ·DMAC：5通道

    ·看门狗定时器

    ·低耗电模式：睡眠/停止功能

    ·电源：4.0V 到 5.5V

    ·封装：FPT-64P-M09 (LQFP-64针)

    使用多功能定时器宏实现变频控制

    本产品使用了多功能定时器宏,因此可以产生在大多数通用变频器中使用的三角调制波。图1 展示了使用三角波作为载波,产生三角调制波（双边调制）脉宽调制所要求的波形输出。

根据图例,U/V/W 相位的基本信号通过一个16位自由运行定时器和三个比较寄存器加以实现。另外,三个16位定时器可以产生死区时间。

    图2展示了多功能定时器的内部配置

    具体应用

    本产品具有FR60Lite系列CPU的诸多高级性能,拥有各种定时器、多通道的高速A/D转换器和5V的I/O。在这些功能的支持下,本产品可以适用于多种用途,不仅包括变频相关的产品（如冰箱、洗衣机和空调）,还有打印机引擎、汽车音频产品、电子产品、电动弹珠产品、硬币机等等。另外还有特别的评估板,可以实现实时的调试。   

    图3应用模块图（举例：空调室外机）