ROHM推出零交叉偵測IC「BM1ZxxxFJ系列」
~大幅降低生活家電待機功耗並提高可靠性~

2020年7月15日

<概要>

半導體製造商ROHM(總公司:日本京都市)針對空調、洗衣機和吸塵器等生活家電,研發出零交叉偵測IC「BM1ZxxxFJ系列」。


為了有效控制馬達和微控制器,很多生活家電中都需要配置檢測AC(交流)波形的0V電位(零交叉點※注)的電路(零交叉偵測電路)。在傳統的零交叉偵測電路中,通常會使用光電耦合元件,約占整個應用待機功耗的1/2。
本次新產品是業界首款能夠進行零交叉偵測的IC。由於無需光電耦合元件就可以進行零交叉偵測,因此功耗極低,可將正常通電時零交叉偵測電路的待機功耗降至0.01W。另外,在驅動應用時,可將傳統使用光電耦合元件的零交叉偵測電路中,隨AC電壓變化而波動的延遲時間誤差降至±50µs以內。有了上述兩項優勢,即使在各國不同的AC電源電壓下,也可高效驅動馬達,成功達成傳統零交叉偵測電路較困難的高精度微控制器驅動。而且,由於不需光電耦合元件,甚至還可以降低經年劣化的風險,進而提高產品可靠性。
本產品已於2020年6月份開始暫以每月100萬個的規模投入量產(樣品價格500日元/個,不含稅)。前段製程的製造據點為ROHM Hamamatsu Co., Ltd.(日本濱松市),後段製程的製造據點為ROHM Electronics Philippines Inc.(菲律賓)。

 

<背景>

近年來,隨著物聯網快速發展,越來越多的生活家電中配備了Wi-Fi通訊功能。由於需要隨時通電以保持通訊連網,家電製造商必須將待機功耗降低至0.5W以下,而目前馬達和電源部分的待機功耗改善已達瓶頸,亟需研發出更先進的技術。
在生活家電的電路研發中,ROHM著眼於尚未得到足夠重視的零交叉偵測電路的電源部分,研發出無需光電耦合元件也可進行零交叉偵測的IC,大幅降低待機功耗,得到眾多客戶高度好評。

<新產品特點>

新產品使無光電耦合元件能夠進行零交叉偵測電路,有助提高生活家電的節能性和可靠性。

1. 適用無光電耦合元件的零交叉偵測電路,大幅降低應用待機功耗

傳統的零交叉偵測電路由光電耦合元件和電晶體組成,其待機功耗約占整個應用的1/2。而ROHM透過分析全球數百種電源模式和應用環境,成功研發出適用於無光電耦合元件的零交叉偵測IC。除了能夠削減零件數量,還使零交叉偵測電路的待機功耗趨近於零(僅0.01W)。不僅如此,在馬達應用中還可減少馬達輸入電壓檢測電路,可進一步削減待機功耗和零件數量。

 

2. 有助提高各國生活家電的可靠性和效率

在使用光電耦合元件的情況下,隨著時間增加亮度會降低,性能會下降,因此有發生故障的風險。而本次新產品無需光電耦合元件,不僅可降低故障風險,還可將AC電壓帶來的延遲時間誤差降至±50μs以內。因此,即使各國的電源電壓(100~230V)標準不同,也可有效驅動馬達,達成過去零交叉偵測電路中較困難的高精度微控制器驅動。

3. 可輕鬆替換傳統零交叉偵測電路

新產品系列可分別對應傳統的零交叉偵測電路中所使用的電路(普通整流/倍壓整流)和波形(Pulse/Edge)。因此,無需更改軟體即可輕鬆替換已在使用光電耦合元件的零交叉偵測電路。

4. 具有可保護後段微控制器之「電壓鉗位元功能」

新產品支援的輸入電壓高達600V,並以輸出時分壓至小於微控制器額定電壓的方式,可驅動最大額定電壓為5V的常規微控制器。另外還配備了微控制器保護機制「電壓鉗位元功能」,可在輸入電壓較高時,防止電壓超過4.8V。因此適用於以空調等為主的高壓驅動馬達應用,即使出現異常電壓,也能夠保護微控制器。

<應用範例>

■空調、洗衣機、吸塵器等搭載馬達的生活家電

<有助降低生活家電待機功耗的零交叉偵測IC產品系列>

新產品支援生活家電中以不同規格區分的Pulse波形和Edge波形等二種波形,無需更改軟體即可替換傳統的零交叉偵測電路。產品系列包括以下六款產品,適用於多種生活家電。

產品型號 延遲時間 DC馬達
電壓監控
對應電路 Output
波形
耐壓 動作溫度
範圍
封裝
BM1Z001FJ +300μs~+500μs 通常整流
倍整流
Pulse 600V -40℃

+105℃
SOP-J7S
(4.90mm
×6.00mm
×1.65mm)
BM1Z002FJ 可透過外接電阻調整
(-500μs,-200μs,
0μs,+200μs)
通常整流
BM1Z003FJ Edge
BM1Z101FJ +300μs~+500μs 通常整流
倍整流
Pulse SOP-J11
(8.65mm
×6.00mm
×1.62mm)
BM1Z102FJ 可透過外接電阻調整
(-500μs,-200μs,
0μs,+200μs)
通常整流
BM1Z103FJ Edge

※因規格而異的二種輸出波形

※仕様によって異なる2種類のOutput波形

<評估板資訊>

下方的零交叉偵測IC評估板配備了用來驅動零交叉偵測IC的電源,可方便進行展開元件評估,並能輕鬆對應已在使用光電耦合元件的電路替換問題。

開始銷售時間:2020年6月起
專頁 https://www.rohm.com.tw/products/power-management/ac-voltage-zero-cross-detection-ics
(可從下列各IC型號頁面獲得評估板使用手冊。)

評估板產品系列

評估板型號 搭載產品 功能概述
BM1Z002FJ-EVK-001 BM1Z002FJ AC零交叉偵測電路(非絕緣)
BM1Z002FJ-EVK-002 BM1Z002FJ AC零交叉偵測電路(絕緣)
BM1Z102FJ-EVK-001 BM1Z102FJ AC零交叉偵測電路+DC電壓監控(非絕緣)
ゼロクロス点

<名詞解釋>

*注) 零交叉點
以插座提供AC電源的生活家電中,為了控制馬達和微控制器,需要能夠讀取AC波形的0V電壓點(即零交叉點)的零交叉偵測電路。另外透過提高零交叉偵測精度,可以更有效地控制馬達和微控制器。而且,在馬達停止時,能夠將電壓停止在0V狀態,脈衝控制也提升了電路安全性。
 
 
關於此產品的諮詢