單祥茹
隨著物聯網的快速發展,越來越多的白色家電中配備了Wi-Fi通信功能。為了保證通信功能的正常運行,這些家電必須始終處于通電狀態,此舉無疑增加了產品的待機功耗。此外,由于家電產品的顯示器越來越大、功能越來越豐富,因此顯示部分還需要再搭配高性能的微控制器,進一步增加了產品的工作功耗。早在2013年歐盟就制定了0.5W MEPS(最低能效)標準,家電制造商要想達到這個要求,在技術上必將面對巨大的挑戰。
降低待機功耗,家電制造商面臨的重大技術挑戰
為了有效地對電機和微控制器進行控制,進一步降低待機功耗,家電行業傳統的主要做法是:從AC/DC、DC/DC這些電源部分和電機部分入手,配置用來檢測交流(AC)波形的過零檢測電路。在以往的過零檢測電路中,通常會使用光耦,雖然能將能耗從3.6W降到1.7W,降低了約50%,但依然無法達到0.5W的目標。此外,光耦的延遲比較大,發光管老化也會引起轉換效率的降低。當然,光耦方案在市場上之所以保持10年未變,與過零檢測電路沒有得到足夠的重視有一定關系。在節能呼聲日漸高漲的今天,市場亟需一項新技術和新產品來解決待機功耗居高不下的問題。
羅姆過零檢測IC,將待機功耗降至0.01W
傳統的過零檢測電路由光耦和晶體管組成,其待機功耗約占整個應用的待機功耗的50%。羅姆公司(ROHM)通過分析全球數百種電源模式和應用環境,率先成功開發出無光耦的過零檢測IC“BM1ZxxxFJ系列”。該產品無需光耦就可以進行過零檢測,功耗極低,可將正常通電時的過零檢測電路的待機功耗降至0.01W。另外,在驅動應用時,還能將以往使用光耦的過零檢測電路中隨AC電壓變化而波動的延遲時間誤差降至±50μs以內。極低的待機功耗和極小的延遲時間誤差,使得即使在各國不同的AC電源電壓下,也能高效地驅動電機,成功實現了以往的過零檢測電路很難實現的高精度微控制器驅動。
高集成無光耦方案,大幅提高家電產品的可靠性
ROHM過零檢測IC“BM1ZxxxFJ系列”在大幅削減部件數量的同時,還使過零檢測電路的待機功耗無限接近零。在電機應用中采用“BM1ZxxxFJ系列”,可以省掉電機輸入電壓檢測電路,進一步減少了待機功耗和部件數量。如果采用光耦方案,隨著時間的推移亮度會降低,性能也會下降,有發生故障的風險。反觀“BM1ZxxxFJ系列”,由于不再需要光耦,有效降低了經年老化的風險,非常有助于提高產品的可靠性。
增加電壓鉗位功能,可保護后段的微控制器
“BM1ZxxxFJ系列”支持的輸入電壓高達600V,并且通過在輸出時分壓至微控制器的額定電壓以下的方式,可驅動最大額定電壓為5V的常規微控制器。另外,因“BM1ZxxxFJ系列”配備了電壓鉗位功能,可有效防止電壓超過4.8V情況的發生,在輸入電壓較高時能夠保護后段的微控制器。將其用于諸如空調等包含高壓驅動電機的應用,即使出現異常電壓,也能做到對微控制器的保護。
無需更改現有軟件,輕松替換以往過零檢測電路
ROHM過零檢測IC陣容強大,可分別對應以往的過零檢測電路中使用的電路(普通整流/倍壓整流)和波形(Pulse/Edge)。將其用于現有的系統中,無需更改軟件即可輕松替換使用光耦的現有過零檢測電路。
“BM1ZxxxFJ系列”支持白色家電中不同規格區分使用的Pulse波形和Edge波形這兩種波形,無需更改軟件即可替換以往的過零檢測電路。產品陣容中包括以下6款產品,適用于各種白色家電。
為了簡化設計人員的開發工作,ROHM還同步推出了過零檢測IC評估板,可輕松進行元器件評估。使用該評估板,可非常方便地對使用光耦的現有電路的替換問題進行討論評估。