ROHM:首創(chuàng)過零檢測IC,降低家電待機(jī)功耗
隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展, Wi-Fi 等通信配置在不斷普及,為了保證通信功能的正常進(jìn)行,越來越多的家電要始終處于通電狀態(tài),這無疑增加了待機(jī)功耗;另一方面,家電產(chǎn)品的顯示屏正在向大型、高性能和多功能的方向發(fā)展,所以需要搭配高性能的微控制器( MCU ),這一方面增加了工作功耗,使待機(jī)功耗、工作功耗都在不斷地增加;另一方面,隨著綠色、可持續(xù)化發(fā)展的需要,要求家電產(chǎn)品要不斷降低待機(jī)功耗和工作功耗。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202007/416136.htm傳統(tǒng)上,人們會(huì)從AC/DC、DC/DC電源部分來考慮(如圖1藍(lán)色部分),可見,傳統(tǒng)的電源部分已經(jīng)從3.6 W降到了1.7 W左右,有接近50%以上的能耗降低,所以已經(jīng)是很大的改進(jìn)。但是進(jìn)一步降低的難度也在加大。尤其2013年,歐盟規(guī)定了0.5 W待機(jī)功耗的標(biāo)準(zhǔn)。所以即使把AC/DC和DC/DC降得再低,甚至接近于0,也無法滿足0.5 W的標(biāo)準(zhǔn)。不過,如果放眼電源IC以外的部分,看到電機(jī)輸入電壓檢測電路和過零檢測電路的電路10年來都沒有改變,而且也沒有什么公司在做相關(guān)的工作(圖1)。
圖1 整個(gè)電源系統(tǒng)的功耗分析
為此,羅姆(ROHM)開發(fā)出了過零檢測 IC ——BM1Z001FJ系列,有助于大幅度的降低洗衣機(jī)、微波爐、空調(diào)、冰箱等白色家電產(chǎn)品的待機(jī)功耗,并提高其性能。
具體地,為了有效地對(duì)電機(jī)和MCU進(jìn)行控制,很多白色家電中需要配置用來檢測AC(交流)波形的0 V電位(過零點(diǎn))的電路(過零檢測電路)。羅姆(ROHM)的過零檢測 IC ——BM1Z001FJ系列有2個(gè)優(yōu)勢:
①降低功耗。在以往的過零檢測“電路”中,通常會(huì)使用光耦(如圖2),其功耗約占整個(gè)應(yīng)用的待機(jī)功耗的1/2;新產(chǎn)品是能實(shí)現(xiàn)過零檢測的“ IC ”,由于無需光耦,因此功耗極低,可將過零檢測電路的待機(jī)功耗降至0.01 W。
圖2 使用光耦的電路
②縮短延遲時(shí)間。將以往使用光耦的過零檢測電路中隨AC電壓變化而波動(dòng)的延遲時(shí)間誤差降至±50 μs以內(nèi)。
極低的待機(jī)功耗和極小的延遲時(shí)間誤差,使得即使在各國不同的AC電源電壓下,也可高效地驅(qū)動(dòng)電機(jī),成功實(shí)現(xiàn)了以往的過零檢測電路很難實(shí)現(xiàn)的高精度 MCU 驅(qū)動(dòng)。而且由于不再需要光耦,還可以降低經(jīng)年老化的風(fēng)險(xiǎn),有助于提高產(chǎn)品的可靠性。
目前,對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)功耗的純粹待機(jī)部分,現(xiàn)在ROHM電源大概能做到70、80 mW左右,如果再加上負(fù)載待機(jī),ROHM現(xiàn)在能做到0.6、0.7 W的解決方案。此次過零檢測 IC 待機(jī)功耗做到10 mW左右比傳統(tǒng)光耦降低40%以上,所以整個(gè)能耗方面的降低是很可觀的。
關(guān)于成本,單純從元器件成本來講,基本相當(dāng)或者新方案略高。但是從整體成本來看,例如節(jié)省的能耗、PCB(印制板)面積,新方案是有優(yōu)勢的。
關(guān)于過零檢測IC方面的下一步發(fā)展計(jì)劃,ROHM目前正在做過零檢測IC和AC/DC二合一的產(chǎn)品,以實(shí)現(xiàn)小型化,而且待機(jī)功耗會(huì)有進(jìn)一步降低。
(本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年8月期)
評(píng)論