Nulldurchgangserkennungs-ICs für Haushaltsgeräte

23. September, 2020

BM1ZxxxFJ-Serie minimiert die Leistungsaufnahme im Standby-Betrieb und verbessert die Zuverlässigkeit

ROHM bietet mit der BM1ZxxxFJ, Serie integrierte ICs zur Nulldurchgangserkennung, die für Haushaltsgeräte wie Staubsauger, Waschmaschinen und Klimaanlagen optimiert sind.

BM1ZxxxFJ Series

Die steigende Nachfrage nach Smart-Home-Geräten und IoT-Anwendungen hat die Kommunikationsfähigkeit (z.B. WLAN) von Haushaltsgeräten erweitert. Da solche Geräte zur Aufrechterhaltung der Kommunikation immer eingeschaltet sein müssen, sind die Hersteller gefordert, die Standby-Leistungsaufnahme noch weiter, auf etwa 0,5 W, zu reduzieren. Dies verlangt sowohl vom Motor als auch von den Stromversorgungsblöcken eine geringere Leistungsaufnahme im Standby-Betrieb sowie innovative neue Technologien.

Zur effizienten Steuerung von Motoren und MCUs benötigen viele Geräte eine Schaltung zur Nulldurchgangserkennung, mit der sich der 0V-Punkt (Nulldurchgangspunkt) der Sinuswelle bestimmen lässt. Herkömmliche Schaltungen verwenden hierfür jedoch einen Optokoppler, der fast die Hälfte der Standby-Leistung des gesamten Systems aufnimmt..

Advantages of the BM1ZxxxFJ Series (Motor Application)

ROHM hat nun die erste integrierte Schaltung zur Nulldurchgangserkennung für Stromversorgungen im Haushaltsgerätebereich entwickelt. Der integrierte Nulldurchgangsdetektions-IC bietet Entwicklern einen schlüsselfertigen Nulldurchgangsdetektor, ohne dass ein komplexes Design mit diskreten Komponenten erforderlich ist. Darüber hinaus kommt bei dieser integrierten Lösung kein Optokoppler zum Einsatz, sodass der Standby-Stromverbrauch weiter reduziert und die langfristige Zuverlässigkeit erhöht wird. Es verwundert nicht, dass die Gerätehersteller die Vorteile dieser Lösung schätzen und sie bereits in der Qualifikationsphase berücksichtigen.

Die BM1ZxxxFJ-Serie reduziert die Standby-Leistungsaufnahme der Nulldurchgangsschaltung auf nur 0,01 W, während das System kontinuierlich mit Strom versorgt wird. Außerdem wird der Fehler in der Verzögerungszeit, der bei herkömmlichen Nulldurchgangs-Erkennungsschaltungen mit Optokopplern auftritt und je nach Wechselspannung variiert, auf ±50 µs oder weniger begrenzt. Dies ermöglicht die effiziente Ansteuerung von MCUs und Motoren – selbst bei den in verschiedenen Ländern und Regionen verwendeten unterschiedlichen AC-Versorgungsspannungen. Gleichzeitig verbessert der Verzicht auf einen Optokoppler die Zuverlässigkeit der Anwendung, da die Risiken altersbedingter Degradation reduziert werden.

Die ICs der BM1ZxxxFJ-Serie können zwei verschiedene Ausgangssignale erzeugen, die invon den Spezifikationen von Haushaltsgeräten abverlangt werden. Je nach Anforderung kann bei einem Nulldurchgang eine Flankenänderung hervorgerufen, oder ein Impuls erzeugt werden. Daher sind beim Austausch herkömmlicher Nulldurchgangs-Erkennungsschaltungen keine Softwareänderungen erforderlich. Um die Kompatibilität mit einer Vielzahl von Haushaltsgeräten zu gewährleisten, bietet ROHM sechs verschiedene ICs an.

Application Circuit Example: Washing Machine
Part No. Delay Time DC Motor Voltage Monitor Compatible Circuits Output Waveform* Withstand Voltage Operating Temp Range Package
BM1Z001FJ NEW +300µs to +500µs None Standard rectification
Double rectification
Pulse 600V -40ºC to +105ºC SOP-J7S
(4.9 x 6.00 x 1.65) [mm]
BM1Z002FJ NEW Adjustable via external resistor (-500µs, -200µs, 0µs, +200µs Standard rectification
BM1Z003FJ NEW Edge
BM1Z101FJ NEW +300µs to +500µs Included Standard rectification
Double rectification
Pulse SOP-J11
(8.65 x 6.00 x 1.62) [mm]
BM1Z102FJ NEW Adjustable via external resistor (-500µs, -200µs, 0µs, +200µs Standard rectification
BM1Z103FJ NEW Edge
 

Unterstützt je nach Spezifikationen zwei verschiedene Ausgangssignalformen

Pulse Waveforms | Edge Waveforms

Evaluation Board

ROHM Semiconductor bietet Evaluierungsboards mit implementierter Stromversorgung zur Ansteuerung des Nulldurchgangserkennungs-ICs. Sie erleichtern Entwicklern die Entscheidungsfindung, wenn eine bestehende Schaltung mit Optokoppler ausgetauscht werden soll.

Verfügbarkeit:
Die ICs der BM1ZxxxFJ-Serie sind ab sofort erhältlich.
Support-Website: https://www.rohm.com/products/power-management/ac-voltage-zero-cross-detection-ics
(Für das Evaluation-Board ist auch ein Benutzerhandbuch verfügbar.)

Produktspektrum des Evaluation-Boards

Eval Board Part Number Onboard Product Functional Overview
BM1Z002FJ-EVK-001 BM1Z002FJ AC zero cross detection circuit (non-isolated)
BM1Z002FJ-EVK-002 BM1Z002FJ AC zero cross detection circuit (isolated)
BM1Z102FJ-EVK-001 BM1Z102FJ AC zero cross detection circuit + DC voltage monitor (non-siolated)

BM1Z002FJ-EVK-002

​​​​​​​