随着人工智能、物联网等技术的发展，传统家电逐渐向智能家电转型。洗衣机作为家庭生活中不可或缺的电器之一，其智能化升级对于提升生活品质具有重要意义。当前，洗衣机制造企业已纷纷将智能洗涤、高效节能、大容量配置、超薄嵌入、极致静音体验以及衣物护理功能作为产品竞争力的核心要素，同步响应行业政策对能效要求的提升，这一系列要求无疑对电机控制技术提出了更高的挑战。
MCU作为电机控制系统的核心“大脑”，肩负着多样化的控制使命，其性能至关重要。雅特力AT32 MCU以其卓越的性能和完善的电机开发生态，为洗衣机、电动两轮车和电摩等电机应用产品提供高效电机控制驱动方案，并已实现规模量产。
01、高效驱动，精准控制
AT32F421着眼于取代及提升传统Cortex®-M0/M3产品的解决方案，导入Cortex®-M4架构的高速主流平台，集成丰富的外设接口，具有快速高效的算法能力和高性价比的价格优势，为智能家电、电机控制和工业自动化等应用领域量身打造，满足洗衣机电机控制对精度、效率和安全性的要求。
AT32F421达120MHz CPU主频，64KB Flash及16KB SRAM，可快速完成FOC算法和电流调节。高PWM频率与解析度，保证电机高效稳定运转，进一步提升了洗衣机的洗涤效果和节能性能。AT32F421还扩展了1个高速轨到轨输入/输出模拟电压比较器，有效节省BOM成本，实现过流保护，确保洗衣机在异常情况下能够迅速响应，保护产品及用户安全。
此外，AT32F421内置1个采样率2Msps的12位高速ADC，转换频率可高达28MHz，最短采样时间仅54ns，全部转换时间仅0.5us，非常适用于单电阻电流采样的驱动器，并可在极短的采样时间窗口正确采样。这使其在洗衣机的控制回路计算中能够轻松胜任，无论是电流、速度还是位置等控制回路，AT32F421都能提供高频取样率，确保洗衣机的运行稳定且精确。
02、高效电机引领，洗衣体验全面升级
直驱控制
基于AT32F421的洗衣机应用方案采用直驱变频(DD)技术，摒弃了传统的皮带或齿轮传动方式，直接将电机与洗衣桶或滚筒相连，实现了动力传输的高效与精准。这种技术不仅减少了能量损耗，降低了运行噪音，还提高了洗衣机的响应速度和洗涤效率。直驱电机能够精确控制洗涤节奏，确保衣物得到恰到好处的清洁，同时延长了洗衣机的使用寿命。
由于直驱电机设计更加紧凑，这意味着洗衣机可以有更小的机身设计，同时确保其洗涤容量不变，这对于空间有限的家庭来说尤为友好。省去皮带和滑轮系统，直驱洗衣机可以为滚筒和内部结构提供更多的空间，实现同等尺寸下更大的洗涤容量。
深度弱磁算法
鉴于洗衣机工作周期中低速洗涤模式占据主导地位，电机设计通常侧重于优化低速性能以兼顾扭矩与效率。然而，洗衣机的脱水转速通常介于每分钟800到1600转，对电机高速性能的迫切需求凸显，常规控制策略难以迅速响应这一转变。AT32F421洗衣机应用方案设计了深度弱磁算法，它如同一位智能调节师，依据实时速度需求与负载状况，精细调整D、Q轴电压电流分配，确保电机转速提升平滑无级，彻底消除了传统调速中的台阶感。这一创新不仅满足了脱水模式对电机高速、高效、稳定运行的要求，还提升了用户体验，使洗衣机在高速脱水时更加安静、平稳。
智能称重检测
用户在洗衣时均希望洗衣机能根据衣物的重量自动给出合适的水位，从而避免盲目选择，造成洗不干净或费水费电的情况发生。为了提高检测精度及降低成本，基于AT32F421洗衣机方案凭借高性能的CPU算力，能够自动感知并计算衣物的重量，算法精度远高于行业要求。
不仅避免了水资源的浪费，还确保了衣物得到恰到好处的清洁，保护了衣物纤维，延长了衣物使用寿命。同时，智能秤重也让用户操作更加简便，只需将衣物放入洗衣机，选择相应程序，即可享受智能化的洗涤服务。
衣物不平衡
侦测衣物在洗涤过程中因分布不均导致的偏心问题是传统洗衣机常见的困扰之一。
T32F421通过传感器和算法，以实现衣物不平衡的实时侦测，并对检测结果来进行相应的控制。洗衣机可自动调整洗涤程序，如增加脱水前的再平衡步骤，或通过改变水流方向等方式，有效减少震动，确保洗涤过程的平稳进行。以及对角偏心检测功能，作为偏心检测的补充，实时监测并调整因衣物在洗涤过程中可能发生的移动所导致的偏心量变化。
03、电机生态系统赋能
在电机开发生态上，雅特力提供了丰富多样的电机控制算法库BSP包，包含编码器、霍尔有感与无感FOC弦波矢量控制，可应用于三电阻、双电阻和单电阻等电流反馈方式，以及霍尔有感与无感6-step BLDC控制。提供了霍尔状态自学习、电机线圈参数自动辨识和电流PI控制参数自定义等智能化自动调试功能。电机监控上位机调试软件提供了友好的UI调试界面，可实时监看电机运转参数、状态与动态显示响应波形，便于进行在线调试相关控制参数。这些功能强大的开发工具包和易使用的电机控制算法BSP包，从方波驱动到FOC弦波驱动、霍尔传感器的反馈到无传感器的反馈，全方位支持工程人员实现高效电机控制方案。相对完整的电机开发生态也为智能家电厂商提供了开发便利，快速实现产品量产和上市。
此外，AT32 MCU为家电安全性提供了坚实的保障，全系列产品已顺利通过IEC 60730功能安全认证，可提供符合Class B标准完整的功能安全库，减少家电厂商产品认证时间与成本，从硬件底层架构层面显著增强了产品的稳定性和安全性，为家电产品的市场准入与消费者信赖奠定了坚实基础。
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