利用智能交流電控制增加家電系統(tǒng)的安全性

由于不需要任何的噪聲抑制器，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，而且整個(gè)控制能夠滿足IEC61000-4-4標(biāo)準(zhǔn)。在執(zhí)行水閥的開(kāi)關(guān)控制時(shí)，一個(gè)0.8A交流開(kāi)關(guān)能夠安全地承受切斷操作，利用箝位來(lái)吸收負(fù)載的感應(yīng)能量。設(shè)計(jì)所保證的開(kāi)關(guān)能量的容量必須利用一個(gè)28H的高感性負(fù)載來(lái)進(jìn)行苛刻的測(cè)試驗(yàn)證。

目前，ACS開(kāi)關(guān)的獨(dú)特門架構(gòu)使得芯片的背部電氣性能更加穩(wěn)定，這在以前的可控硅架構(gòu)中是不可能的：交流開(kāi)關(guān)陣列可以封裝在單封裝內(nèi)，專門用于像洗碗機(jī)這類應(yīng)用中的集中式制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。

冰箱中的節(jié)能

電氣控制通過(guò)消除啟動(dòng)器(starter)漏電并提供更好的溫度控制來(lái)改善壓縮機(jī)效率。啟動(dòng)器是一個(gè)正溫度系數(shù)電阻(PTC)，它不斷地吸收因其漏電而產(chǎn)生的2.5W能量。如果在啟動(dòng)后用一個(gè)固態(tài)交流開(kāi)關(guān)關(guān)掉PTC，就可以消除此損耗。平穩(wěn)的溫度控制可以減少20%的平均輸入功率，并可以將壓縮機(jī)的通斷重復(fù)率增加50%。

壓縮機(jī)10年的壽命相當(dāng)于27萬(wàn)次的通斷周期，這就能說(shuō)明使用固態(tài)技術(shù)的意義。由于能抗2kV的過(guò)壓和200V/us的瞬態(tài)沖擊，新型的平面可控硅或ACS提供了所需的斷態(tài)(off-state)可靠性。以與機(jī)電解決方案相近的系統(tǒng)成本，固態(tài)技術(shù)的突破使得電冰箱或其他制冷設(shè)備能夠滿足A+的耗能標(biāo)準(zhǔn)，帶來(lái)更好的食品儲(chǔ)藏效果，以及沒(méi)有瞬間放電和EMI干擾。

交流開(kāi)關(guān)及其控制

隨著系統(tǒng)級(jí)封裝和電源平面技術(shù)的應(yīng)用，人們已經(jīng)可以設(shè)想用微模塊將交流開(kāi)關(guān)和電源控制結(jié)合在一起。由于ACS芯片背后有一個(gè)穩(wěn)定的電壓，下一步它可以被替換成一個(gè)電源IC以實(shí)現(xiàn)新的功能，例如故障檢測(cè)或過(guò)載過(guò)熱保護(hù)。

UL和IEC標(biāo)準(zhǔn)中增強(qiáng)了家電的安全要求。家電控制監(jiān)測(cè)交流開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)并檢測(cè)故障模式，在靠近開(kāi)關(guān)處，需要利用一個(gè)檢測(cè)電路來(lái)感應(yīng)AC的工作狀態(tài)。一些嚴(yán)重的負(fù)載和家電故障可以避免，比如由于可控硅二極管模式故障所引起的高電感負(fù)載的DC操作，以及阻性負(fù)載的過(guò)熱，或由于開(kāi)關(guān)短路引起的溢水。小型交流開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，例如ST公司的NeoS項(xiàng)目，通過(guò)以具有成本效益的方式來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)失效來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。利用一個(gè)AC檢測(cè)器可以監(jiān)控所有的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并與驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行比較，防止家電發(fā)生重大故障。

此外，開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)熱保護(hù)的功能開(kāi)辟了一個(gè)防止過(guò)載的一個(gè)新途徑。已知交流開(kāi)關(guān)的熱狀態(tài)可以設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)斷保護(hù)，于是，如果在最后裝配階段電氣制動(dòng)器被錯(cuò)接，或者在特定應(yīng)力作用下逐漸損壞，開(kāi)關(guān)就能檢測(cè)出故障。預(yù)警信號(hào)將信息提供給控制電路，從而將維修范圍限制到制動(dòng)器，而不是整個(gè)設(shè)備。

通過(guò)在各種惡劣環(huán)境下的嚴(yán)苛電氣負(fù)載，像冷氣扇、排水泵或加熱器件的測(cè)試，已經(jīng)證明這類保護(hù)是可行的。目前，開(kāi)關(guān)檢測(cè)和過(guò)載監(jiān)控功能已經(jīng)可以以具有成本效益的方式實(shí)現(xiàn)，從而為用于家電的遠(yuǎn)程維修設(shè)備的研發(fā)鋪平了道路。

本文小結(jié)

通過(guò)開(kāi)發(fā)魯棒的和全平面的交流電源開(kāi)關(guān)和交流電源控制電路，使得產(chǎn)品性能、節(jié)電和節(jié)省資源性能，以及用戶安全和易用性都得到了改進(jìn)。這些器件增加了電源驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的電磁兼容性能，其過(guò)壓魯棒性和抗瞬態(tài)干擾的能力，使得設(shè)備能夠滿足并超過(guò)國(guó)際EMC標(biāo)準(zhǔn)。

在控制材料成本的同時(shí)，它們還提升了可靠性和應(yīng)用控制的質(zhì)量。由于它們簡(jiǎn)化了電源控制的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)資源可以重新集中到面向用戶的功能和系統(tǒng)差異化功能上。新一代的智能ACS打破了分立器件的障礙，并與電源控制集成在一起，改善了電氣負(fù)載的安全性能，提供了省時(shí)的故障診斷功能。