ROHM BM1Z102FJ评估板：交流电压过零检测的利器

在电子设计领域，交流电压过零检测是许多应用中不可或缺的环节，比如电力系统控制、电机驱动等。ROHM推出的BM1Z102FJ评估板（BM1Z102FJ - EVK - 001），为电子工程师们提供了一个高效、可靠的过零检测解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款评估板。

文件下载：BM1Z102FJ-EVK-001.pdf

一、安全注意事项

在使用BM1Z102FJ评估板之前，安全是首要考虑的因素。由于评估板可能会产生潜在致命的电压，所以在操作前必须仔细阅读所有的安全预防措施。

1. 使用前

• 检查部件是否有损坏或缺失，比如是否因掉落导致部件受损。
• 确保电路板上没有导电异物。
• 焊接时要小心，避免焊料飞溅。
• 检查电路板上是否有冷凝水或水滴。

2. 使用中

• 避免导电物体接触电路板，不要用裸手触摸或靠近电路板，使用导电工具如镊子和螺丝刀时要格外小心。
• 不要在超出额定电压的条件下使用，否则可能导致短路、爆炸等永久性损坏。
• 操作时如需接触电路板，务必佩戴绝缘手套。

3. 使用后

• 评估板中的电路会存储高压电荷，即使切断电源后仍有电荷存在，使用后要进行放电处理，并在确认放电后再进行处理。
• 处理时要佩戴绝缘手套，防止触电。

这款评估板仅适用于研发设施，且必须由熟悉安全和操作程序的合格人员操作。建议在安全的环境中使用，例如在所有入口处设置高压警示标志、安装安全联锁装置和佩戴防护眼镜。

二、评估板概述

1. 基本功能

该评估板能在90 Vac至264 Vac的输入电压下输出过零信号。它搭载了BM1Z102FJ芯片，能够高精度地输出目标交流电压的过零时刻，以及经过二极管整流后的直流电压。同时，评估板还配备了芯片所需的电源。

2. 性能规格

参数	最小值	典型值	最大值	单位	条件
输入电压范围	90	230	264	V
输入频率	47	-	63	Hz
输出电压（高电平）	4.75	5.00	5.25	V
输出电压（低电平）	0.0	-	0.1	V
延迟时间	0.0	-	-	μs
DCOUT引脚电压	0.915	0.99	1.07	V	VVH_DC = 100 V
工作温度范围	-10	+25	+65	°C

三、操作步骤

1. 所需设备

• 交流电源（90 Vac至264 Vac，功率10 W或以上）
• 示波器

2. 连接设备

1. 将交流电源设置为90 Vac至264 Vac，并关闭电源。
2. 将输出引脚（ACOUT - pin、COMMON pin）连接到示波器（需绝缘隔离）。
3. 使用一对电线将电源引脚（CN1）连接到交流电源输出。
4. 将万用表连接到DCOUT - pin和GND - pin。
5. 打开交流电源。
6. 确认输出波形与交流电压同步。
7. DCOUT端子输出约为二极管整流后直流电压的1/100。

需要注意的是，为避免触电，要确保示波器探头处于隔离状态。

四、应用电路

评估板的应用电路主要分为电源电路部分和过零信号电路部分。

1. 过零信号输出

通过监测IC1的VH_AC1引脚和VH_AC2引脚之间的电压，评估板从ACOUT引脚输出交流电压的过零点。VH_AC1引脚和VH_AC2引脚集成了600V耐压监测电路，实现了高可靠性和低功耗。ACOUT引脚高电平输出5V，低电平输出0V。

2. DC输出

DCOUT端子输出约为二极管整流后直流电压的1/100。

五、BM1Z102FJ芯片特点

1. 功能特点

该芯片能够高精度地输出交流电压过零时刻检测和二极管整流后的直流电压。与传统应用相比，它无需光耦合器和外部组件，大大减少了零件数量，实现了紧凑且高可靠性的电源应用。同时，与现有的光耦合器控制相比，该芯片可以大幅降低待机功耗。

2. 关键规格

• VCC输入电源电压范围： - 0.3 V至 + 29.0 V
• VH_AC1和VH_AC2引脚工作电压：600 V（最大）
• VH_DC引脚工作电压：600 V（最大）
• 待机时电路电流：50 μA（典型值）
• 工作时电路电流：160 μA（典型值）
• 工作温度范围： - 40 °C至 + 105 °C

3. 引脚配置

芯片采用SOP - J11封装，尺寸为8.65 mm x 6.0 mm x 1.65 mm，引脚间距为1.27 mm。各引脚功能如下：	引脚编号	引脚名称	输入/输出	功能
1	N.C	-	不连接（不要连接到任何引脚）
2	N.C	-	不连接（不要连接到任何引脚）
3	ACOUT	输出	交流电压过零时刻输出引脚
4	DCOUT	输出	直流电压输出引脚
5	GND	-	接地引脚
6	DSET	-	交流电压过零时刻输出引脚
7	VCC	-	电源引脚
8	N.C	-	不连接（不要连接到任何引脚）
9	VH_DC	输入	直流电压输入引脚
10	VH_AC2	输入	交流电压输入2引脚
11	VH_AC1	输入	交流电压输入1引脚

4. 重要参数

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	条件
输入电压范围	VIN	90	230	264	V
输出电压（高电平）	VOUT	4.75	5.00	5.25	V
输出电压（低电平）	IOUT	0.0	0.0	0.1	V
延迟时间	TDELAY	0	-	-	μs
直流输出电压	VDCOUT	0.915	0.990	1.070	V	VVH_DC = 100 V

过零延迟时间可以通过DSET引脚和GND引脚之间的外部电阻（R5）进行调节。在评估板中，R5默认处于开路状态，此时延迟时间为0 μs。

六、测量数据

1. 输入输出波形

文档中给出了不同R5设置和不同输入电压下的输入输出波形，通过这些波形可以直观地观察到评估板在不同条件下的工作情况。

2. DCOUT引脚电压

DCOUT引脚电压与VH_DC引脚电压之间存在一定的关系，文档中给出了相应的图表，方便工程师进行参考。

七、部件清单

评估板使用了多种电子元件，包括连接器、电容、二极管、保险丝、芯片、线圈和电阻等，具体部件信息如下：	规格	部件名称	制造商
连接器CN1	B02P - NV	JST
电容C1	0.1 μF, 275 V	WURTH ELECTRONIK
电容C2	4.7 μF, 400 V	WURTH ELECTRONIK
……	……	……

需要注意的是，材料可能会在不通知的情况下进行更改。

八、布局尺寸

评估板的布局尺寸为36 mm x 90 mm，文档中还给出了顶层丝印和底层布局的示意图。

总的来说，ROHM的BM1Z102FJ评估板为电子工程师提供了一个方便、可靠的交流电压过零检测解决方案。在使用过程中，一定要严格遵守安全注意事项，确保操作安全。同时，通过对评估板的性能规格、操作步骤、应用电路等方面的了解，工程师们可以更好地将其应用到实际项目中。大家在使用这款评估板的过程中遇到过什么问题吗？欢迎在评论区分享交流。