滚筒洗衣机具有节能节水、无磨损等特点，己被世界电器业界看好。传统的洗衣机通常采用交流电机带动洗衣机的滚筒转动，其速度控制采用“移相角”方法。该方法控制简单，但存在诸如低速转矩性能差、电磁干扰大等缺陷。为解决这些问题，人们开始将变频调速等智能控制技术应用于滚筒洗衣机的控制，笔者拟以感应电机为控制对象、以SA868/9为核心器件，设计一种新的全自动滚筒洗衣机变频调速控制器。

　　1PWM发生器工作原理bookmark2 PWM发生器的核心器件为MITEL公司生产的一种适用于民品变速控制的集成电路SA868/9，其内部结构如所示。

　　由于全自动洗衣机在1个洗涤过程中仅需要较少的几种速度，且要求在这些速度之D1R间可进行平滑的加速、减速或正反向转换，以减轻功率半导体器件、电机与机械元件间1的应力，因此，在集成电路中设有16档速度设定以及电压、电流检测输入等端子，方向信号DIR端用于电机的正、反向控制。速度给定信号和方向信号输入SA868/9后，合成速速加减裂相器相位控制PWM波形存贮于集成电路芯片的ROM中，产生6路PWM输出信号，经光耦隔离后输入驱动逆变器。加速、减速控制则由集成电路自动完成。

　　SA868/9是集速度表与加速、减速控制功能于一体的简化的PWM发生器，它具有三重保护功能：1）当加速速率过高或过载引起负载电流过大时，可用在线低阻（Q）进行检测，强迫电机减速；2）检测整流桥输出信号，判断减速时电机反馈给滤波器的能量，若反馈能量过大，则控制电机停止减速以防止损坏电容和整流桥；3）用SETTRIP端来实现某些特殊的保护功能（如对逆变器短路故障的保护）。PWM波形发生器的电路如所示。

　　由于SA868/9与用户芯片的连接只需5根连线（如所示），所以对电机控制中所用单片机的性能要求大大降低。

　　2控制器硬件设计该变频调速控制器系统框图如所示。根据不同功能，可将硬件电路分为3部分。

　　单片机系统。它包括CPU，EEPROM掉电记忆存储器，键盘和显示人机对话的接口电路。CPU采用Philips公司的MCS51系列单片机。系统采用8位LED显示方式，其中6位用于时间、温度等数码显示，其余为状态显示。

　　负载-器谐振式水位传感器利用电磁谐振电路的电感电容作为传感器的敏感元件，将被测量对象的变化转换为电感电容参数的变化，*终以频率参数的形式输出。为了便于与单片机接口，水位传感器采用数字振荡电路。由L，0，G构成的LC电路经G耦合后接入数字式谐振放大器，随着水位的变化，谐振频率相应发生变化。放大器在a点的输出信号经A2整形后由c点输出，然后将该信号输入单片机。频率与水位的关系是非线性的，可以由软件查表得出。

　　温度传感器的输出信号与浊度信号均为模拟信号，须送单片机A/D接口方可进行水温和衣物脏污程度检测；布质、布量传感器的输出为脉冲信号，须送单片机外部脉冲计数端方可完成布质、布量的检测。

　　3）驱动电路。它主要包括进水阀排水阀驱动电路，加热丝驱动电路，蜂鸣器报警、提示驱动电路和电动机驱动电路。单片机的驱动能力有限，根据负载的不同，驱动信号的放大会略有差异。在洗衣机控制电路中，控制对象的执行元件有可控硅型和继电器型2类，该控制器中的加热器采用继电器型，其余均用可控硅型。CPU中有4个端子接SA868/9中S~S4端，用于控制电机的16级速度设定；1个端子接DIR端，用于控制电机的转向。

　　该控制器的逆变器由IGBT构成，其电路如电机IGBT驱动电路检测电路。它包括布量、布质检测电路，水位检测电路，浑浊度检测电路，温度检测电路和门状态和过零检测电路。传统洗衣机的水位控制是通过水位开关实现的，线路比较简单，但模糊控制滚筒洗衣机要求水位检测必须是连续的，故采用谐振式水位传感器，其电路如所示。

　　25kH的载波频率，25Hr400Hz的电源频率范围，可得到良好的速度调整特性；选用高效波形以提高电源利用率，减低器件损耗，减少散热器尺寸，从而降低控制器成本。

　　主程序流程控制器软件设计根据功能要求，该控制器软件系统采用模块化设计，主要包括监控程序模块、洗涤运行程序模块、预洗程序模块、主洗程序模块、漂洗程序模块脱水程序模块、洗涤过程断电后上电数据恢复模块洗衣机自检模块8大程序模块。

　　软件系统的子程序主要包括键盘扫描子程序、键盘处理子程序、显示子程序、温度控制子程序进水子程序洗涤子程序、漂洗子程序、脱水子程序、防皱洗子程序、摆平子程序和时钟中断服务程序。主程序框图如所示。

　　4结论采用由SA868/9构成的PWM发生器，有效地简化了电机控制电路的设计及信号处理，降低了对CPU输入、输出口的要求及控制器的成本。使用该控制器的洗衣机具有低噪音、低能耗高性能的特性，有良好的应用前景。