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 TimeDC Motor Voltage MonitorCompatible CircuitsOutput Waveform*Withstand VoltageOperating Temp RangePackage
BM1Z001FJ NEW+300µs to +500µsNoneStandard rectification
Double rectification
Pulse600V-40ºC to +105ºCSOP-J7S
(4.9 x 6.00 x 1.65) [mm]
BM1Z002FJ NEWAdjustable via external resistor (-500µs, -200µs, 0µs, +200µsStandard rectification
BM1Z003FJ NEWEdge
BM1Z101FJ NEW+300µs to +500µsIncludedStandard rectification
Double rectification
PulseSOP-J11
(8.65 x 6.00 x 1.62) [mm]
BM1Z102FJ NEWAdjustable via external resistor (-500µs, -200µs, 0µs, +200µsStandard rectification
BM1Z103FJ NEWEdge
 

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 NumberOnboard ProductFunctional Overview
BM1Z002FJ-EVK-001BM1Z002FJAC zero cross detection circuit (non-isolated)
BM1Z002FJ-EVK-002BM1Z002FJAC zero cross detection circuit (isolated)
BM1Z102FJ-EVK-001BM1Z102FJAC zero cross detection circuit + DC voltage monitor (non-siolated)

BM1Z002FJ-EVK-002

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