芝芯方案｜变频，电机省电且长寿的秘诀

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说到变频，那应该首先介绍一下我国的市电频率和定频的概念，我国市电的标准是工频交流电，其频率为50Hz；定频就是在市电频率的基础上进行工作的，由于其供电的频率不能改变，因此，定频设备的电机转速是基本不变的，只能依靠开／关控制来调整电机的启停。其优势就是成本便宜，技术成熟，劣势也可想而知，对电机的损耗，和电能的消耗是比较大的。变频就是在定频的基础上添加了一个变频电路，该电路将改变电机的供电频率来实现电机转速的调节。从而实现降低功耗，减少电机的损耗，延长电机使用寿命的作用。

变频设备在日常生活之中，应用是十分广泛的，比如变频空调，变频冰箱，变频洗衣机等等，那么变频的内部结构是什么样的呢？

变频设备的内部电路结构大致分为AC电源输入，PFC功率因素校正电路，DC-DC转换器，电机驱动电路，数字信号传输，模拟信号传输与接口保护电路等等。东芝为了帮助客户可以快速的推进研发进程，支持客户迅速将产品推向市场，因此，在电源转换，电机驱动和接口保护方面都提供了完整的电路方案，方便用户参考与使用。

图1 变频设备的内部结构组成

在电源输入，PFC功率因素校正电路与DC-DC转换器方面，东芝在针对器件的使用方面十分用心。其中电路中涉及到DC-DC转换方面的MOSFET推荐使用东芝自研的U-MOS系列MOSFET，该MOSFET的优势是可以实现高速，低噪声、低开关损耗，同时具有直插式，贴片式封装以及3.3mm×3.3mm TSON小封装，方便用户可以兼容往期产品，也可以将产品小型化到极致。

其中电路中涉及的MCU通信与控制方面东芝推荐使用TMPM37X系列MCU，该MCU封装从VQFN32 5mm／5mm至LQFP100 14mm／14mm，Flash ROM从64KB至512KB，RAM从4K至32K，方便用户可以选择自己适合的MCU。

图2 PFC功率因数校正结构组成

在电机控制方面，东芝针对电机的功率，从而推荐用户可以采用DTMOS系列MOSFET。该系列MOSFET具有超级结，可用于高输出电源应用，并提供D-MOS（双扩散）MOSFET系列产品用于低输出电源应用。与此同时，DTMOS系列MOSFET具有直插式TO-220SIS与贴片式TOLL两种封装，可以允许用户在电路板很小的改动下替换往期的MOS方案。

图3 使用MOSFET的电机驱动电路

在数字信号与模拟信号传输交互与接口电路方面，东芝致力于将电路保护设计到极致。用户可以使用东芝的光耦，电子保险丝，TVS和肖特基二极管等元件实现整体电路的安全保护，为用户电路方面的损坏风险降低。

图4 使用数字光耦的MCU与外部设备通信电路

图5 使用模拟光耦的MCU与外部设备通信电路

图6 接口保护电路

东芝在半导体电路研发与设计方面，拥有广泛而专业的技术与产品，尤其是在电源、MOSFET驱动以及接口保护方面更是深耕技术，希望为客户产品选型提供更具价值的方案和产品信息。想要了解更完整的方案信息，也可点击“阅读原文”哦！。

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商，公司累积了半个多世纪的经验和创新，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

公司23,100名员工遍布世界各地，致力于实现产品价值的最大化，东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，公司现已拥有超过7,110亿日元（62亿美元）的年销售额，期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。

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