【導讀】在消費電子產(chǎn)業(yè)鏈中，白色家電作為不可或缺的重要組成，長期以來扮演著提升居民生活質(zhì)量的關(guān)鍵角色。然而，產(chǎn)品同質(zhì)化、市場增速放緩、消費者對家電產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保及智能化等功能抱有日益增強的期待，使得白色家電產(chǎn)業(yè)一度低迷。面對此情勢，中國家電制造業(yè)近些年主動應(yīng)變，全力推行提質(zhì)、降本、增效戰(zhàn)略，其中，變頻技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用及其持續(xù)深化研發(fā)，被視為引領(lǐng)白色家電行業(yè)突破瓶頸、邁向高水準、可持續(xù)發(fā)展前景的有效路徑。
在消費電子產(chǎn)業(yè)鏈中，白色家電作為不可或缺的重要組成，長期以來扮演著提升居民生活質(zhì)量的關(guān)鍵角色。然而，產(chǎn)品同質(zhì)化、市場增速放緩、消費者對家電產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保及智能化等功能抱有日益增強的期待，使得白色家電產(chǎn)業(yè)一度低迷。面對此情勢，中國家電制造業(yè)近些年主動應(yīng)變，全力推行提質(zhì)、降本、增效戰(zhàn)略，其中，變頻技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用及其持續(xù)深化研發(fā)，被視為引領(lǐng)白色家電行業(yè)突破瓶頸、邁向高水準、可持續(xù)發(fā)展前景的有效路徑。
在此背景下，變頻家電不僅積極響應(yīng)了全球節(jié)能減排的政策導向，精準迎合了消費者對能效卓越家電的熱烈追捧，更是在驅(qū)動行業(yè)綠色升級、優(yōu)化居民生活體驗方面扮演著舉足輕重的角色。在壓縮機變頻系統(tǒng)中充當“中樞神經(jīng)”的微控制器MCU，對于塑造變頻家電市場的核心競爭力而言，其作用同樣至關(guān)重要。
智馭變頻，重塑家電極致體驗新維度
變頻技術(shù)在諸如洗衣機精準洗滌轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、冰箱智能溫度管理等應(yīng)用中大放異彩，不僅顯著提升了用戶的使用舒適度與操作便捷性，更在能耗層面留下了鮮明的“綠色印記”，同時以更低的啟動噪音與振動，賦予產(chǎn)品更高的品質(zhì)感。其關(guān)鍵則在于對壓縮機驅(qū)動系統(tǒng)的精細化控制，有效規(guī)避了傳統(tǒng)定頻設(shè)備因頻繁啟停或長期高負荷運行而產(chǎn)生的高能耗問題。
事實上，消費者對家電變頻驅(qū)動的低啟動噪音、小啟動電流、快速啟動響應(yīng)三大核心訴求，其背后是變頻控制、驅(qū)動算法等核心技術(shù)的強力支撐，為家電半導體器件注入了新的價值內(nèi)涵。作為變頻系統(tǒng)的指揮中心，MCU需要負責接收并解析各類輸入信號，如用戶設(shè)定參數(shù)、傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)、通信指令等，依據(jù)這些信息實時計算出最佳的電機控制策略，包括電壓、頻率、相位等關(guān)鍵參數(shù)的精細化調(diào)整，確保家電設(shè)備在保持性能的前提下，實現(xiàn)顯著的節(jié)能效益。
對于高端變頻家電而言，MCU不僅承擔基本控制職能，還在提升設(shè)備智能化程度上發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如隨著現(xiàn)代家電愈發(fā)追求遠程監(jiān)控、故障自診斷、自主調(diào)節(jié)等功能，以迎合消費者對便捷化、個性化使用體驗的追求，MCU可憑借強大的數(shù)據(jù)處理性能、豐富的通信接口及高度靈活的編程特性，無縫集成各類智能化模塊，滿足復雜系統(tǒng)的實時控制與智能互聯(lián)需求，動態(tài)優(yōu)化變頻策略，包括可根據(jù)室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)空調(diào)風速，或根據(jù)衣物材質(zhì)預先設(shè)定最佳洗衣程序，讓家電設(shè)備兼具智能化與人性化特質(zhì)。
另一方面，家電市場歷來對價格敏感，在產(chǎn)品差異化競爭日趨激烈的背景下，如何通過提供定制化方案，助力白色家電制造商快速實現(xiàn)產(chǎn)品差異化，從而在激烈的市場競爭中嶄露頭角，是每一個MCU廠商考慮的焦點。
性價比與性能兼具，軟硬件結(jié)合打造高品質(zhì)冰箱變頻驅(qū)動系統(tǒng)
作為本土32位MCU市場的領(lǐng)軍企業(yè)，兆易創(chuàng)新為家電行業(yè)的創(chuàng)新升級提供了從元器件篩選、開發(fā)支持、參考設(shè)計到量產(chǎn)方案的全方位一體化服務(wù)，GD32E230xx、GD32F3x0等系列MCU可為冰箱與洗衣機等白色家電植入一顆強勁且靈動的“變頻芯”。例如基于GD32E230xx設(shè)計的洗衣機變頻驅(qū)動解決方案便有針對性地解決了波輪/滾筒洗衣機的技術(shù)難點，并取得了新的突破，支持雙電阻采樣降噪、用于低速洗滌IPM死區(qū)補償、弱磁用于滾筒/波輪高速驅(qū)動、快速可靠啟動、稱重、制動，不平衡檢測及脫水保護等各種成熟可靠的洗衣機功能。
針對冰箱變頻應(yīng)用，兆易創(chuàng)新更是與合作伙伴基于GD32E230xx系列MCU聯(lián)合開發(fā)了變頻驅(qū)動交鑰匙方案，憑借卓越的硬件性能與前沿的控制算法，展現(xiàn)出強大市場競爭力。由于GD32E230xx系列MCU基于ARM? Cortex?-M23內(nèi)核，最高運行頻率達72MHz，相較于市面上基于Cortex?-M0內(nèi)核的同類產(chǎn)品，它能在保持超低功耗的同時實現(xiàn)更高的運算效能，這對于白色家電變頻系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行及優(yōu)秀能耗控制至關(guān)重要。
該變頻驅(qū)動方案運用先進的電路設(shè)計與PCB布局技術(shù)，可實現(xiàn)100至250瓦功率范圍內(nèi)的統(tǒng)一PCB設(shè)計，顯著增強產(chǎn)品的通用性，并降低結(jié)構(gòu)件設(shè)計與維護成本。該方案獨有壓縮機驅(qū)動控制參數(shù)與應(yīng)用軟件分離的特點，用戶更換壓縮機僅需更新控制參數(shù)，電控與驅(qū)動硬件無需改動。目前，方案已廣泛支持多種主流壓縮機型號，并提供專業(yè)的定制適配服務(wù)以滿足個性化需求。
在壓縮機中，潤滑油承擔著潤滑、降噪、提效、抗氧化等關(guān)鍵任務(wù)，內(nèi)置智能回油平臺功能是該驅(qū)動方案的另一大特色——啟動后，驅(qū)動系統(tǒng)會自動引導壓縮機進入預設(shè)的回油轉(zhuǎn)速范圍，有效減輕主控板軟件的復雜性，簡化系統(tǒng)編程工作。此外，方案利用先進的跳頻技術(shù)，允許用戶預設(shè)特定跳頻點，主動避開可能引發(fā)共振的頻率區(qū)域，從而避免共振導致的機械振動、噪音增大以及潛在設(shè)備損傷，確保系統(tǒng)運行平順且無故障風險。
耐用可靠是消費者選擇家電的另一關(guān)鍵考量因素，該變頻驅(qū)動方案嚴格遵循UL相關(guān)標準設(shè)計，經(jīng)過全面、多維度（電壓、電流、環(huán)境及負載條件）的超過實際應(yīng)用條件加嚴格測試確保一流品質(zhì)，并配備豐富多元的保護功能（過流、過壓、過溫、過功率、缺相、堵轉(zhuǎn)等），關(guān)鍵保護如輸出過流保護采用軟、硬件雙重防護策略。
軟件算法是硬件系統(tǒng)的控制策略與邏輯核心，除硬件性能出色外，方案采用高性能數(shù)字信號處理器、基于單電阻電流采樣和擴展反電動勢無傳感器矢量控制算法，實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的高效運作，同時獨特的混合脈寬調(diào)制技術(shù)，相較傳統(tǒng)連續(xù)寬調(diào)制技術(shù)開關(guān)損耗降低50%，在權(quán)衡噪音與效率基礎(chǔ)上提升驅(qū)動器綜合運行效率。得益于兆易創(chuàng)新與合作方對變頻產(chǎn)品的持續(xù)研發(fā)投入，該方案已成功應(yīng)用于國內(nèi)頭部家電廠商的產(chǎn)品中，同時兆易創(chuàng)新也正積極研發(fā)針對白色家電電機驅(qū)動的下一代MCU產(chǎn)品。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)共贏，構(gòu)筑全方位家電MCU服務(wù)矩陣
實際上，家電市場客戶在對MCU廠商進行產(chǎn)品選型時，除了考察其新品研發(fā)的持續(xù)創(chuàng)新能力，同樣重視的是廠商的“軟”實力，涵蓋研發(fā)投入、品控能力、定制化服務(wù)、產(chǎn)品全生命周期的售前售后支持以及穩(wěn)定的供貨保障等多方面。對此，兆易創(chuàng)新正積極構(gòu)建服務(wù)于白色家電的MCU芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，并已取得豐碩成果。
兆易創(chuàng)新攜手全球生態(tài)伙伴構(gòu)建了完備的產(chǎn)品生態(tài)體系，推出多種開發(fā)環(huán)境IDE、開發(fā)套件EVB、實時操作系統(tǒng)RTOS、圖形化界面GUI、安全組件、云連接及嵌入式AI解決方案，并在技術(shù)平臺上提供各系列的視頻教程和短片供用戶隨時在線學習。這一豐富的開發(fā)生態(tài)不僅為家電廠商設(shè)計提供了極大便利，更體現(xiàn)了兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品價值和服務(wù)理念。
在產(chǎn)品平臺化建設(shè)上，除了適用于變頻驅(qū)動系統(tǒng)的GD32E230xx與GD32F3x0系列外，兆易創(chuàng)新GD32 MCU家族還囊括低功耗GD32L系列、無線連接GD32W系列以及超高性能GD32H系列等多個品類，為家電的多樣化應(yīng)用場景提供豐富的產(chǎn)品選項。例如針對智能家電日益普及的屏幕顯示需求，公司推出的GD32H7系列MCU更配備了可定制的智能人機界面（HMI）功能，支持邊緣AI應(yīng)用，滿足語音、手勢、觸摸等多種人機交互需求。而GD32也憑借行業(yè)卓越的低失效率，確保在復雜多變的應(yīng)用場景下產(chǎn)品性能始終穩(wěn)定，強大的抗電磁干擾能力進一步增強了家電運行的穩(wěn)定性。
此外，兆易創(chuàng)新建立嚴謹?shù)馁|(zhì)量管理體系，實現(xiàn)研發(fā)、生產(chǎn)和供貨的全鏈條閉環(huán)管理，以滿足家電客戶對品質(zhì)與售后服務(wù)的高標準要求。兆易創(chuàng)新在全球范圍內(nèi)與多家領(lǐng)先晶圓廠、封裝測試廠達成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，實現(xiàn)中國大陸與海外的同步生產(chǎn)和交付，依托多元化的供應(yīng)鏈體系與靈活的供應(yīng)能力，有效應(yīng)對市場周期波動，確保滿足家電客戶的采購需求。
白色家電變頻技術(shù)作為市場趨勢與技術(shù)創(chuàng)新的交匯點，不僅掀起了行業(yè)能效升級的新潮流，更塑造了消費者對高品質(zhì)家電的新期待。基于兆易創(chuàng)新GD32系列MCU打造的變頻驅(qū)動方案，有助于客戶以高性價比的方式加快產(chǎn)品上市進程，快速提升市場競爭力。
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