ROHM：首创过零检测IC，降低家电待机功耗

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。

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）。

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。

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。

（本文来源于《电子产品世界》杂志2020年8月期）