ROHM过零检测IC既降低白色家电待机功耗,又提升可靠性

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日前,全球知名半导体制造商ROHM举办“过零检测系列线上新品发布会”,介绍了面向空调、洗衣机和吸尘器等白色家电开发出过零检测IC“BM1ZxxxFJ系列”产品。该公司负责人表示,新产品不再需要光耦,还可以降低经年老化的风险,有助于大幅度降低白色家电的待机功耗并提高其可靠性。
 

 
家电电源领域的挑战和机会
ROHM一直为家电电源领域开发各种产品,包括PFC、AC/DC、SR、DC/DC等。在AC/DC开发方面,要求一次电源具有高可靠性、高效率、低待机功耗的特点。ROHM通过工艺、电路设计和布局,打造丰富的产品阵容,已满足上述三个要求,支持着众多应用。
 

 
近年来,随着物联网的快速发展与普及,越来越多的白色家电中配备了Wi-Fi通信功能。因此必须始终通电以保持通信连接,而显示器的大型化、高性能化和多功能化发展、需要搭载高性能微控制器等,都使得待机功耗增加;家电的功能越来越丰富也使工作功耗增加。因此,家电制造商必须将待机功耗降至0.5W以下,以节省电力,这就面临着比以往更大的挑战。目前,电机部分和电源部分的待机功耗改善工作已经到达瓶颈,亟需开发出创新技术来降低待机功耗。
为了有效地对电机和微控制器进行控制,很多白色家电中都需要配置用来检测AC(交流)波形的0V电位(过零点)的电路(过零检测电路)。在以往的过零检测电路中,通常会使用光耦,其功耗约占整个应用的待机功耗的1/2。
在通过使用插座提供AC电源的白色家电中,为了进行电机控制和微控制器控制,需要能够读取AC波形的0V电压点(即过零点)的过零检测电路。另外,在过零检测电路中,提高过零检测的精度,可以更有效地控制电机和微控制器。而且,在电机停止时,能够将电压正好停止在0V状态,脉冲控制也更提升了电路的安全性。
 

 
在白色家电的电路开发中,过零检测电路一直没有得到足够的重视。针对待机功耗,1992年启动了“ENERGY STAR(能源之星)”计划;2005年G8峰会通过1W计划;2013年欧盟规定0.5W的MEPS(最低能效标准)。但是,10年来竞争对手也未关注这个方面,客户也未做更改。ROHM没有局限于电源IC,而是扩大视野,放眼整个方案,创造出一个新市场。ROHM从这方面入手,开发出无需光耦也可进行过零检测的IC,大大降低了待机功耗。新产品能够显著降低待机功耗,得到了众多客户的高度好评,正在积极推进实际采用。
 

 
无光耦过零检测功耗极低
ROHM的新产品BM1ZxxxFJ系列是不使用光耦实现过零检测的IC,功耗极低,可将正常通电时的过零检测电路的待机功耗降至0.01W。另外,在驱动应用时,将以往使用光耦的过零检测电路中随AC电压变化而波动的延迟时间误差降至±50µs以内。极低的待机功耗和极小的延迟时间误差,使得即使在各国不同的AC电源电压下,也可高效地驱动电机,成功实现了以往的过零检测电路很难实现的高精度微控制器驱动。没有了光耦,就还可以降低经年老化的风险,有助于提高产品的可靠性。
据介绍,新产品有四大特点,首先,无光耦过零检测电路有助于大幅度降低应用的待机功耗。ROHM通过分析全球数百种电源模式和应用环境,开发的无光耦过零检测IC不仅可削减部件数量,还使过零检测电路的待机功耗无限接近零(仅0.01W)。不仅如此,在电机应用中,还可省掉电机输入电压检测电路,从而可进一步减少待机功耗和部件数量。
 

 
第二,有助于提高各国白色家电的可靠性和效率。在使用光耦的情况下,随着时间的推移亮度会降低,性能会下降,从而有发生故障的风险。新产品无需光耦,不仅可降低故障风险,还可将AC电压带来的延迟时间误差降至±50μs以内。这样,即使各国的电源电压(100~230V)标准不同,也可有效地驱动电机,成功实现了以往在过零检测电路方面难以实现的高精度微控制器驱动。
 

 
第三,可轻松替换以往的过零检测电路。此次ROHM的新产品阵容强大,可分别对应以往的过零检测电路中使用的电路(普通整流/倍压整流)和波形(Pulse/Edge)。因此,无需更改软件即可轻松替换使用光耦的现有过零检测电路。
 

 
第四,电压箝位功能可保护后段的微控制器。新产品支持的输入电压高达600V,并且通过在输出时分压至微控制器的额定电压以下的方式,可驱动最大额定电压为5V的常规微控制器。另外,还配备了电压箝位功能,可防止电压超过4.8V,在输入电压较高时可以保护微控制器。因此,适用于使用以空调等为对象的高压驱动电机的应用,即使出现异常电压,也能够做到对微控制器的保护。
 
开发支持和量产满足各种应用
新产品支持白色家电中不同规格区分使用的Pulse波形和Edge波形这两种波形,无需更改软件即可替换以往的过零检测电路。产品阵容中包括以下6款产品,适用于各种白色家电,包括空调、洗衣机、吸尘器等带有电机的产品。
 

 
ROHM还提供用来驱动过零检测IC的电源,可轻松进行元器件评估。使用该评估板,可非常方便地对使用光耦的现有电路的替换问题进行讨论评估。
 

 
新产品已开始规模投入量产,产品和评估板可通过AMEYA360、SEKORM、Right IC网售平台购买。
 

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