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El diseño de la unidad exterior del aire acondicionado presenta MOSFET y dispositivos de alimentación, control vectorial y tecnología PFC para alimentación.
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Existe una demanda creciente de un bajo consumo de energía en los acondicionadores de aire para exteriores. En consecuencia, los motores sin escobillas accionados por inversores con dispositivos de conmutación de alta eficiencia se han convertido en la norma para compresores y ventiladores. Además, el control vectorial sin sensores se está volviendo cada vez más popular en el control de motores porque ofrece bajo costo, alta eficiencia y reducción del ruido del motor. Además, existe una necesidad cada vez mayor de placas de circuitos más pequeñas en dichos dispositivos.
El diseño de referencia de Toshiba para unidades exteriores de aire acondicionado utiliza un MOSFET de potencia de baja resistencia, TK20A60W5, para que el inversor de accionamiento del compresor logre un accionamiento de compresor de alta eficiencia. Se utiliza un dispositivo de energía inteligente, TPD4204F, con controlador de puerta integrado y circuito inversor para proporcionar un motor de ventilador compacto y eficiente. Los inductores PFC se reducen mediante un dispositivo IGBT, GT30J65MRB, que tiene bajas pérdidas de conmutación y puede operar a altas frecuencias de conmutación en una fuente de alimentación conmutada PFC. Además, el uso del microcontrolador TMPM4KLFYAUG equipado con un motor vectorial permite el control vectorial sin sensores del motor del ventilador y el compresor, así como el control de la fuente de alimentación PFC con un solo microcontrolador, simplificando y reduciendo así el tamaño del circuito de la unidad exterior.
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Además, se utiliza una matriz de transistores, TBD62003AFG, como controlador de control de válvula, un fotoacoplador, TLP785 sirve como interfaz aislante para la comunicación entre dispositivos exteriores e interiores, un diodo Schottky de SiC, TRS24N65FB, se utiliza como diodo PFC, un TC75W59FU , se utiliza como amplificador operacional para amplificación de señal y un TA75S393F sirve como comparador para detectar anomalías.
El circuito está diseñado para un aire acondicionado exterior con una entrada de 200 VCA. Cuenta con una única unidad de microcontrolador (MCU) que controla dos motores y un circuito de corrección del factor de potencia (PFC). El tamaño compacto de la placa de circuito es de 160 mm x 220 mm. Además de la MCU, el diseño incluye dispositivos de potencia óptima como IGBT, MOSFET de potencia, dispositivos de potencia inteligentes y diodos de barrera Schottky de SiC para garantizar un rendimiento eficiente y efectivo.
En los sistemas de aire acondicionado, el compresor comprime el refrigerante, que asume una temperatura y presión altas cuando se comprime y una temperatura y presión bajas cuando se expande. Este refrigerante se suministra a la unidad exterior para enfriar y a la unidad interior para calentar. Los ventiladores ayudan a intercambiar calor de manera eficiente. Los motores accionan compresores y ventiladores, y el uso de inversores se ha generalizado para aumentar la eficiencia energética. Los circuitos e inversores de corrección del factor de potencia (PFC) son fundamentales para reducir el consumo de energía mediante una conversión y un control eficientes de la energía.
Toshiba ha probado este diseño de referencia. Contiene una lista de materiales (BOM), esquemas, archivo Gerber, diseño y esquema de la placa de circuito impreso (PCB). Se pueden encontrar más datos de diseño de referencia en el sitio web de la empresa. Para obtener más información sobre este diseño de referencia, haga clic aquí.
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