滾筒洗衣機具有節能節水、無磨損等特點，己被世界電器業界看好。傳統的洗衣機通常采用交流電機帶動洗衣機的滾筒轉動，其速度控制采用“移相角”方法。該方法控制簡單，但存在諸如低速轉矩性能差、電磁干擾大等缺陷。為解決這些問題，人們開始將變頻調速等智能控制技術應用于滾筒洗衣機的控制，筆者擬以感應電機為控制對象、以SA868/9為核心器件，設計一種新的全自動滾筒洗衣機變頻調速控制器。

　　1PWM發生器工作原理bookmark2 PWM發生器的核心器件為MITEL公司生產的一種適用于民品變速控制的集成電路SA868/9，其內部結構如所示。

　　由于全自動洗衣機在1個洗滌過程中僅需要較少的幾種速度，且要求在這些速度之D1R間可進行平滑的加速、減速或正反向轉換，以減輕功率半導體器件、電機與機械元件間1的應力，因此，在集成電路中設有16檔速度設定以及電壓、電流檢測輸入等端子，方向信號DIR端用于電機的正、反向控制。速度給定信號和方向信號輸入SA868/9后，合成速速加減裂相器相位控制PWM波形存貯于集成電路芯片的ROM中，產生6路PWM輸出信號，經光耦隔離后輸入驅動逆變器。加速、減速控制則由集成電路自動完成。

　　SA868/9是集速度表與加速、減速控制功能于一體的簡化的PWM發生器，它具有三重保護功能：1）當加速速率過高或過載引起負載電流過大時，可用在線低阻（Q）進行檢測，強迫電機減速；2）檢測整流橋輸出信號，判斷減速時電機反饋給濾波器的能量，若反饋能量過大，則控制電機停止減速以防止損壞電容和整流橋；3）用SETTRIP端來實現某些特殊的保護功能（如對逆變器短路故障的保護）。PWM波形發生器的電路如所示。

　　由于SA868/9與用戶芯片的連接只需5根連線（如所示），所以對電機控制中所用單片機的性能要求大大降低。

　　2控制器硬件設計該變頻調速控制器系統框圖如所示。根據不同功能，可將硬件電路分為3部分。

　　單片機系統。它包括CPU，EEPROM掉電記憶存儲器，鍵盤和顯示人機對話的接口電路。CPU采用Philips公司的MCS51系列單片機。系統采用8位LED顯示方式，其中6位用于時間、溫度等數碼顯示，其余為狀態顯示。

　　負載-器諧振式水位傳感器利用電磁諧振電路的電感電容作為傳感器的敏感元件，將被測量對象的變化轉換為電感電容參數的變化，比較終以頻率參數的形式輸出。為了便于與單片機接口，水位傳感器采用數字振蕩電路。由L，0，G構成的LC電路經G耦合后接入數字式諧振放大器，隨著水位的變化，諧振頻率相應發生變化。放大器在a點的輸出信號經A2整形后由c點輸出，然后將該信號輸入單片機。頻率與水位的關系是非線性的，可以由軟件查表得出。

　　溫度傳感器的輸出信號與濁度信號均為模擬信號，須送單片機A/D接口方可進行水溫和衣物臟污程度檢測；布質、布量傳感器的輸出為脈沖信號，須送單片機外部脈沖計數端方可完成布質、布量的檢測。

　　3）驅動電路。它主要包括進水閥排水閥驅動電路，加熱絲驅動電路，蜂鳴器報警、提示驅動電路和電動機驅動電路。單片機的驅動能力有限，根據負載的不同，驅動信號的放大會略有差異。在洗衣機控制電路中，控制對象的執行元件有可控硅型和繼電器型2類，該控制器中的加熱器采用繼電器型，其余均用可控硅型。CPU中有4個端子接SA868/9中S~S4端，用于控制電機的16級速度設定；1個端子接DIR端，用于控制電機的轉向。

　　該控制器的逆變器由IGBT構成，其電路如電機IGBT驅動電路檢測電路。它包括布量、布質檢測電路，水位檢測電路，渾濁度檢測電路，溫度檢測電路和門狀態和過零檢測電路。傳統洗衣機的水位控制是通過水位開關實現的，線路比較簡單，但模糊控制滾筒洗衣機要求水位檢測必須是連續的，故采用諧振式水位傳感器，其電路如所示。

　　25kH的載波頻率，25Hr400Hz的電源頻率范圍，可得到良好的速度調整特性；選用高效波形以提高電源利用率，減低器件損耗，減少散熱器尺寸，從而降低控制器成本。

　　主程序流程控制器軟件設計根據功能要求，該控制器軟件系統采用模塊化設計，主要包括監控程序模塊、洗滌運行程序模塊、預洗程序模塊、主洗程序模塊、漂洗程序模塊脫水程序模塊、洗滌過程斷電后上電數據恢復模塊洗衣機自檢模塊8大程序模塊。

　　軟件系統的子程序主要包括鍵盤掃描子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、溫度控制子程序進水子程序洗滌子程序、漂洗子程序、脫水子程序、防皺洗子程序、擺平子程序和時鐘中斷服務程序。主程序框圖如所示。

　　4結論采用由SA868/9構成的PWM發生器，有效地簡化了電機控制電路的設計及信號處理，降低了對CPU輸入、輸出口的要求及控制器的成本。使用該控制器的洗衣機具有低噪音、低能耗高性能的特性，有良好的應用前景。