物联网白色家电待机功耗的突破，罗姆重磅新品“过零检测IC”

随着物联网的发展，带有无线通信功能（如Wi-Fi模块）的家电逐渐普及。这些家电一直处于通电状态，其待机功耗是节能的一个重要考量。
 
另一个应用趋势是，家电的显示屏大型化、高性能化和多功能化，使得它的待机功耗、工作功耗不断地增加。但是，按照绿色能源的要求，家电产品应不断降低待机功耗和工作功耗。
 
在传统的电源功耗下降空间已经非常小的情况下，如何进一步降低功耗呢？
 
ROHM罗姆半导体在经过慎密地研究，推出过零检测IC产品，该产品有望为物联网白色家电带来超低待机功耗的卓越性能表现。
 
 
 
 
ROHM半导体（北京）有限公司青岛分公司经理徐济炜介绍说，对于降低功耗，一般情况下会从AC/DC、DC/DC电源部分来考虑，从2015年到2017年待机功耗已经从3.6W降到了1.7W，接近53%的能耗降低。2013年欧盟规定0.5W待机功耗的标准，若电源部分持续下降，即便接近于零也无法满足0.5W的标准。但是，电机输入电压检测电路和过零检测电路这部分，十年来没有改变。罗姆着眼于此，开发了过零检测IC，这颗芯片是其他公司没有的全新产品。
 
这颗过零检测IC——BM1Z001FJ系列，有助于大幅度的降低白色家电产品的待机功耗，并提高其性能。其待机功耗极低，为10mW；不会随着时间而老化，可靠性更高；延迟时间极小，可以控制在50微秒以内；电机输入电压检测的待机功耗为0，该电路集成到过零检测IC内部。支持全球电源电压，可以轻松替换以往的过零检测电路，并具有“电压钳位功能”，保护后段电路的安全。
 
此前的过零检测电路需搭配光耦来实现，徐济炜解析，使用光耦的电路方案整体的待机功耗有1.7W，其中AC/DC和DC/DC的待机功耗0.7W左右，电机输入电压检测在0.35W，过零检测部分为0.65W，后两者整体功耗在1W左右，功耗较大。另外，仅是过零检测电路的部件数量达到11个。那么，采用光耦的方案，待机功耗大，部件多，且延迟时间较大，造成在开关的时候发生功率损耗的问题，光耦里面的发光二极管还存在树脂等随时间老化的问题，可靠性不断地变差。
 
 
 
 
从下图可以看到，罗姆的过零检测IC方案整体待机功耗为0.71W，其中AC/DC和DC/DC部分为0.7W，而电机输入电压检测的待机功耗为0。过零检测电路的待机功耗为10mW。部件数量仅4个。由于去掉了光耦电路，传统上采用光耦带来了一些弊端都可以避免。另外，芯片内置了电压检测电路功能，因此电源电路更加简洁，有利于小型化。
  
 
从节省能源的角度看，由于采用了罗姆的过零检测IC，每台家用电器(以洗衣机、空调、冰箱、咖啡机和电饭煲来计算)减少0.5W的待机功耗，二氧化碳的排放量每年减少20.5kg,相发于汽车行驶70km的排放量。可见，待机功耗的显著降低带来了极大的能源节省。
 
 
 
此外，过零检测IC还具有大幅减少延迟时间的特点，即在输入AC过零的时候要给MCU一个控制信号，当延迟时间越长，控制越不精准，导致功率的损耗和控制误差就会越大。罗姆目前推出的多款过零检测IC系列产品，可以轻松替换以前的过零检测电路。既有适合用于普通整流方式的，也有适合于倍压的整流方式，关于输出这一块，既有支持脉冲的触发方式，也有支持边缘的触发方式。

这颗芯片于2020年3月份开始出售样品，6月份量产。据透露，已有一些日系家电客户确定使用，更多国内的家电厂商已经进入评估导入阶段。

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