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新型MCU实现更加智能的冷却扇设计

上网日期: 2007年04月16日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:微控制器? MCU? 冷却扇?

本文概括地描述了新的飞思卡尔RS08 KA系列微控制器(MCU)如何用于冷却扇系统。微电子处理功率每年都在增加,使工程师们能够持续提高他们的设计性能。随着处理操作和速度的提高,系统冷却的重要性也日益提高。

在底盘冷却和高性能微处理器冷却应用的情况下,直流风扇得到广泛应用。过去,直流冷却扇由简单的马达驱动器控制,并根据单一合理速度进行了优化。这种非自适应风扇的设计很难满足当今电子产品的需求。最佳冷却应该能使冷却扇的速度随环境温度的变化而变化。

直流冷却扇通常分为两种类型:有刷和无刷。有刷直流冷却扇也被称为传统的直流扇,在直流扇上,有两个或多个磁极的永久磁头附在发动机轴的定子上。发动机的转由线圈绕组组成,并与机械换向器(刷子)连接。给马达通上直流电就可以为线圈提供电能,感应磁力转动转子。随着转子转动,刷子围绕换向器触点移动,这样下一个线圈绕组就获得了电能,转子因此就会继续旋转。

无刷直流(BLDC)冷却扇一般由附在转子上的永久磁头组成,并且马达轴上安装这种定子相位的线圈绕组。BLDC的转子上没有刷子,交换在某个转子位置上以电子方式进行。

有刷直流冷却扇比无刷直流冷却扇多一个庞大的转轮设计,因此一般来说,BLDC冷却扇拥有更有效的电能到机械能的能量转换。此外,有刷直流冷却扇易遭受机械磨损。

本文重点解决BLDC冷却扇的实施问题以及低成本微控制器(MCU)是如何增强风扇功能的。BLDC冷却扇设计的一个局限就是印制电路板(PCB)区。大部分冷却扇都要求把所有电子设备隐藏在发动机轴中,这样设计师必须选择一个低针脚计数和体积更小的设备。其次,冷却扇是一个成本敏感的应用,因此建造材料(BOM)必须能维护低水平,以缩小电路板的尺寸、降低成本。

飞思卡尔半导体最近专门针对成本敏感的应用市场,推出新的8位MCU体系架构。新体系结构名为RS08,其中央处理器(CPU)是专门为在低系统资源环境中有效运行而设计的S08 CPU内核的简化版。在大部分低成本MCU可用的情况下,其系统RAM和诸如闪存等的编程空间都是十分有限的。高效的CPU设计对改进软件代码密度,及在不影响整体性能的情况下维持RAM的低利用率是非常重要。

为这种BLDC冷却扇设计选择的RS08产品是MC9RS08KA2。MCU拥有8位计时器、模拟比较器、键盘中断以及内部时钟源代码模块。该模块可在高达10MHz的总线频率下运行,且无需外部水晶时钟。该产品为8针脚的3x3 DFN封装。此MCU亦能与其它更高端的飞思卡尔HCS08 MCU针脚兼容,如MC9S08QD4和MC9S08QG4等。MC9RS08KA2是BLDC冷却扇设计的最佳选择。


图1 电压调节


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