想要白家電設(shè)計(jì)更節(jié)能？安森美半導(dǎo)體來幫您！

　　近年來，各國政府為倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保而紛紛出臺(tái)新的家電能效標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)下消費(fèi)者在購買家電時(shí)，除了考慮價(jià)格因素，也會(huì)將產(chǎn)品是否省電作為一個(gè)重要的參考因素。在產(chǎn)品日趨同質(zhì)化、競爭越來越激烈的白家電市場，家電企業(yè)要想立于不敗之地，產(chǎn)品達(dá)到更高能效將是重要賣點(diǎn)。

　　電機(jī)是家電的核心組成部分：其中高檔電冰箱中使用的電機(jī)達(dá)5個(gè)或更多，用于阻尼器、風(fēng)扇、制冰機(jī)、壓縮機(jī)、氣流調(diào)節(jié)及冷卻流泵等;空調(diào)室內(nèi)機(jī)通常使用2個(gè)電機(jī)用于風(fēng)扇和百葉窗，室外機(jī)通常使用3個(gè)電機(jī)用于壓縮機(jī)、風(fēng)扇及閥;洗衣機(jī)要求采用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)筒、水泵以及各種泵;烘干機(jī)需要電機(jī)來驅(qū)動(dòng)筒及鼓風(fēng)機(jī)。因此，在設(shè)計(jì)中采用高能效的電源轉(zhuǎn)換及電機(jī)驅(qū)動(dòng)/控制方案是設(shè)計(jì)出高能效家電產(chǎn)品的關(guān)鍵。本文將介紹安森美半導(dǎo)體幾款典型應(yīng)用于白家電產(chǎn)品的電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制方案。

　　家電應(yīng)用要求及設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　1、減小體積

　　消費(fèi)者越來越青睞體積小巧的電冰箱的趨勢，導(dǎo)致工程師采用更小的電機(jī)以優(yōu)化占

　　用空間。

　　2、降低能耗

　　能耗問題是工程師們?cè)诩译姂?yīng)用設(shè)計(jì)中的一大共同挑戰(zhàn)。例如，如果風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)器的電路板內(nèi)置，就會(huì)產(chǎn)生熱量及并要求消耗額外的電能來把它冷卻。因此，工程師可能會(huì)同時(shí)要求高能效及具強(qiáng)力冷卻功能的電機(jī)。

　　3、靜音驅(qū)動(dòng)

　　實(shí)現(xiàn)靜音驅(qū)動(dòng)是工程師的一大目標(biāo)，以減小家電產(chǎn)品中電機(jī)產(chǎn)生的惱人噪聲，為消費(fèi)者帶來舒適寧靜的使用體驗(yàn)。

　　4、寬電壓/電流范圍

　　家電中的不同電機(jī)應(yīng)用對(duì)電壓及電流范圍有不同的要求。

　　此外，由于家電要求采用高壓電源來驅(qū)動(dòng)，耐用性、安全性及可靠性也很重要。

　　用于白家電的典型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器方案

　　安森美半導(dǎo)體是電機(jī)控制領(lǐng)域的關(guān)鍵供應(yīng)商，提供寬廣陣容的高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)/控制方案，支持最高電壓達(dá)600 V，最大電流達(dá)50 A，包括12 V無刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、24 V BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、3相BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制器(驅(qū)動(dòng)電壓達(dá)240 V)及600 V或更高電壓BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，幫助工程師能設(shè)計(jì)出更高能效、更安靜工作、占位面積更少的方案用于對(duì)電機(jī)的電壓范圍及電流范圍有不同要求的冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)及烘干機(jī)等白家電應(yīng)用。

　　圖1. 用于白家電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器電壓/電流范圍概覽

　　安森美半導(dǎo)體提供的3相電機(jī)控制的智能功率模塊(IPM)，如單分流電阻型的STK551U362A-E(10 A)、STK531U369A-E (10A) 和STK531U394A-E (15 A)，以及三分流電阻型的STK554U362A-E(10A) 和STK534U342C-E(5A)，能滿足高擊穿電壓、高能效及高可靠性的要求，是用于驅(qū)動(dòng)電冰箱和空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)及洗衣機(jī)筒驅(qū)動(dòng)的理想選擇。

　　這些IPM使用安森美半導(dǎo)體獨(dú)特的絕緣金屬基板技術(shù)(IMST®)，采用低熱阻、高導(dǎo)熱的絕緣材料將銅箔和金屬基板即鋁基板壓合在一起，金屬的高熱傳導(dǎo)率使功率輸出電路、控制電路及模塊外圍電路能夠貼裝在同一基板上。此技術(shù)具有7大技術(shù)優(yōu)勢，包括：易于集成和減少元件數(shù)量以降低總成本、內(nèi)置外圍電路簡化PCB設(shè)計(jì)以縮短終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間、提供更靈敏更高精度的溫度檢測以實(shí)現(xiàn)更可靠的散熱保護(hù)、噪聲抑制、降低浪涌電壓、提升能效和降低能耗，以及單列直插式 (SIP) 型封裝優(yōu)勢。

　　圖2. 安森美半導(dǎo)體智能功率模塊(IPM)采用IMST將多種元器件封裝為模塊

　　因應(yīng)減小尺寸并提升能效的趨勢，安森美半導(dǎo)體IPM已發(fā)展至下一代高能效二合一IPM STK57F-3xx系列用于變頻家電。該系列IPM將升壓PFC轉(zhuǎn)換器和3相變頻器合二為一，不僅提供更高能效電路，還進(jìn)一步減少元器件數(shù)量，節(jié)省PCB占用空間，縮短開發(fā)時(shí)間，降低組裝成本，加快上市進(jìn)程。值得一提的是，IPM STK57FU391A-E獲得今日電子與21ic.com聯(lián)合舉辦的2014年度TOP-10電源產(chǎn)品獎(jiǎng)中的“Top 10電源產(chǎn)品獎(jiǎng)”及“技術(shù)突破獎(jiǎng)”，并再獲得EDN China《電子技術(shù)設(shè)計(jì)》2015年度創(chuàng)新獎(jiǎng)中功率與驅(qū)動(dòng)器件類最佳產(chǎn)品獎(jiǎng)，彰顯安森美半導(dǎo)體高能效創(chuàng)新的實(shí)力。

　　圖3. 安森美半導(dǎo)體用于變頻空調(diào)的二合一IPM