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家电能效升级,高效率电源让你事半功倍
来源:PI  时间:2020-07-01

6月19日,第15届(顺德)家电电源与智能控制技术创新研讨会在广东顺德成功举办,PI受邀出席Power Integrations专题讲座。会议现场,PI现场应用工程师陈超平分享题为《超越全球家电应用的效率标准》的主题演讲,阐述改进的电源开关技术和更高效的电动机驱动如何在不增加系统成本的情况下,帮助家电产业应对越来越严苛的效率要求。

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【PI现场应用工程师陈超平分享在作主题演讲】

当前,国际标准对家电效能提出了更高的要求。以中国空调市场为例,即将实施的GB21455-2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》标准将使目前空调市场淘汰率达到45%,将淘汰市场上现有的99%的定速空调和70%的变频空调,推动空调器朝着高效、变频的方向发展。 能效标准的提升不仅可以迅速提高用能产品的能效水平,达到节能环保的目的,同时可以使消费者清晰地对不同的产品的能效进行比较,进一步提高高效率产品的吸引力。 

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【显示器新旧标识等级对比,新标识降低了原有评级】

在这样的大背景下,提高效率对家电电源来说越来越重要。如何应对新标准带来的挑战?我们从陈超平的分享中寻找答案。

提高家电效率和可靠性


陈超平认为,在新的国际标准下,电源的高效率和可靠性显得更为重要。他在演讲中为大家说明,如何利用InnoSwitch™3-EP IC产品系列提高家电电源的效率。 InnoSwitch™3-EP具有极高的效率和出色的调整率。高效率方面, PowiGaN开关可提高多达3%的效率;SR驱动可提高2%-3%的效率;独特的开关控制方式,保证整个负载范围内恒定的高效。 

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【InnoSwitch™3-EP IC产品系列电路原理图】

可靠性方面,InnoSwitch™3-EP IC产品系列采用FluxLink™通信,无光耦;初级和次级开关的集成控制避免初次级开关共同开通,灵活适应CCM/DCM工作模式;750V PowiGaN VDS(MAX)提高了耐用性;集成输入过压/欠压保护。 近来,GaN绝对是产业热门,PowiGaN器件拥有丰富的产品选择,包括恒功率的InnoSwitch3-CP系列IC,适合敞开式电源的InnoSwitch3-EP系列IC,数字控制的InnoSwitch3-Pro系列IC和多个输出的InnoSwitch3-MX系列IC。 采用PowiGaN技术的InnoSwitch3 IC可实现100 W以上的输出功率,PowiGaN + 同步变换可达到95%的满载效率,帮助系统设计省去散热片,这意味着家电产品将拥有尺寸更小、重量更轻和寿命更长等突出优势。 

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【输出功率65 W的20 V适配器比较 ‒ 性能最佳的650 V横向MOSFET设计与PowiGaN设计的比较】
得益于上述出色的性能表现,采用PowiGaN™技术的InnoSwitch3 IC产品系列已取得市场成功,出货量超过600万片,在多个市场应用中被OEM广泛采用。

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【采用PowiGaN™技术的InnoSwitch3 IC产品系列】 

无刷直流电机的高效驱动

在演讲中,陈超平和大家分享了BridgeSwitch™的无刷直流电机(BLDC)驱动技术,能够帮助提升效率和改进控制。 在此,他再一次重申,新的标准使高效率变得至关重要。2021年7月开始生效的欧盟生态设计电机效率要求增加了120 W起的小功率电机;将于2021年3月生效的ENERGY STAR ®和欧盟能源标识条例对洗碗机的效率要求提高30%;再加上上面提到的新标准将原标准降级等。可以说,使用音频噪声更低,控制更精确的无刷直流电机已经成为全球趋势。 

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【第15届(顺德)家电电源与智能控制技术创新研讨会会场】

BridgeSwitch™无刷直流电机驱动技术内部集成半桥驱动器,两个性能加强的FREDFET(具有快恢复外延型二极管的场效应晶体管)分别用于半桥电路的上管和下管。PI FREDFET为电机驱动器带来更高效率,降低EMI,且避免出现寄生电路引起的误开通。

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【BridgeSwitch是一种IHB(Integrated Half-Bridge,集成半桥)架构】

BridgeSwitch系列IC的效率最高可达99.2%,可以帮助降低系统成本和复杂度,让终端方案的认证时间缩短2个月。 

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【三相电机驱动器仅需要20个元件】

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【单相电机仅需要14个元件】 

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【PI公司的专家在展台为来宾介绍BridgeSwitch™无刷直流电机驱动产品和技术】

总结

家电能效升级不仅提高了产品的进入门槛,还使得空调器、电冰箱等产品的厂家更加注重运行时的能效,提高效率对于家电产业来说越来越重要。而PI的技术、产品和方案不仅带来了极高的可靠性,同时帮助家电产品在整个负载范围内始终保持高效率,更好地应对家电能效升级带来的新挑战。


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