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ROHM:首创过零检测IC,降低家电待机功耗

—— 适合带Wi-Fi、始终通电的白电和黑电产品
作者:王 莹时间:2020-07-24来源:电子产品世界收藏

随着物联网的普及和发展, Wi-Fi 等通信配置在不断普及,为了保证通信功能的正常进行,越来越多的家电要始终处于通电状态,这无疑增加了待机功耗;另一方面,家电产品的显示屏正在向大型、高性能和多功能的方向发展,所以需要搭配高性能的微控制器( MCU ),这一方面增加了工作功耗,使待机功耗、工作功耗都在不断地增加;另一方面,随着绿色、可持续化发展的需要,要求家电产品要不断降低待机功耗和工作功耗。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202007/416136.htm

传统上,人们会从AC/DC、DC/DC电源部分来考虑(如图1蓝色部分),可见,传统的电源部分已经从3.6 W降到了1.7 W左右,有接近50%以上的能耗降低,所以已经是很大的改进。但是进一步降低的难度也在加大。尤其2013年,欧盟规定了0.5 W待机功耗的标准。所以即使把AC/DC和DC/DC降得再低,甚至接近于0,也无法满足0.5 W的标准。不过,如果放眼电源IC以外的部分,看到电机输入电压检测电路和过零检测电路的电路10年来都没有改变,而且也没有什么公司在做相关的工作(图1)。

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图1 整个电源系统的功耗分析

为此,罗姆(ROHM)开发出了过零检测 IC ——BM1Z001FJ系列,有助于大幅度的降低洗衣机、微波炉、空调、冰箱等白色家电产品的待机功耗,并提高其性能。

具体地,为了有效地对电机和MCU进行控制,很多白色家电中需要配置用来检测AC(交流)波形的0 V电位(过零点)的电路(过零检测电路)。罗姆(ROHM)的过零检测 IC ——BM1Z001FJ系列有2个优势:

①降低功耗。在以往的过零检测“电路”中,通常会使用光耦(如图2),其功耗约占整个应用的待机功耗的1/2;新产品是能实现过零检测的“ IC ”,由于无需光耦,因此功耗极低,可将过零检测电路的待机功耗降至0.01 W。

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图2 使用光耦的电路

②缩短延迟时间。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±50 µs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 MCU 驱动。而且由于不再需要光耦,还可以降低经年老化的风险,有助于提高产品的可靠性。

目前,对于整个系统功耗的纯粹待机部分,现在ROHM电源大概能做到70、80 mW左右,如果再加上负载待机,ROHM现在能做到0.6、0.7 W的解决方案。此次过零检测 IC 待机功耗做到10 mW左右比传统光耦降低40%以上,所以整个能耗方面的降低是很可观的。

关于成本,单纯从元器件成本来讲,基本相当或者新方案略高。但是从整体成本来看,例如节省的能耗、PCB(印制板)面积,新方案是有优势的。

关于过零检测IC方面的下一步发展计划,ROHM目前正在做过零检测IC和AC/DC二合一的产品,以实现小型化,而且待机功耗会有进一步降低。



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