空调、冰箱、洗衣机等产品通常称为“白色家电”(简称为“白电”),主要是指能够帮助人们减轻劳动力、改善日常生活的家用电器,外观以白色为主。其中洗衣机主要是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器,由箱体、洗涤脱水桶(有的洗涤和脱水桶分开)、传动和控制系统等组成,有的还装有加热装置。
按照开关电源架构进行区分,洗衣机内部系统可以分为隔离式和非隔离式两种方式,必易微在 ac-dc 转换,高压 buck、dc-dc 转换、mos 的栅极驱动、变频电机电流检测方面提供一站式解决方案,帮助洗衣机打造高可靠性、高能效功率系统。
图 1. 隔离洗衣机系统框图
图 2. 非隔离洗衣机系统框图
dc-dc 方案
必易微针对洗衣机提供多种灵活的 dc-dc 解决方案,可以满足各种客户不同的需求。白电第三代解决方案 kp522302e 是最优的解决方案,具有行业内先进的效率,emc,动态及抗浪涌变现,详细内容可以参考近期发布的两篇关于空调和冰箱的完整解决方案。
定频版本 kp522308e 也可以设计成 flybuck 拓扑,实现隔离供电输出,广泛应用在非隔离电源系统里面对应的 tft 屏、紫外线杀菌等模块的隔离供电。同时,必易微提供 flybuck 的全套方案设计支持,详细参考“参考设计 | 适用于半桥结构的隔离式 igbt 栅极驱动 flybuck 电源”。
图 3. flybuck 电路图
flybuck 作为一个性价比非常高的隔离电源解决方案,可以用最低的成本实现一路非隔离输出和一路隔离输出。flybuck 对 dc-dc 负电流的能力和精度要求非常高,kp522308e 提供裕度大且精度高的负电流指标,实现 flybuck 高输出电流能力的设计。
表 1. kp522308e 负电流保护值参数表
kp522405 是一颗 6~40v 输入,1.8a 输出电流固定 5v 输出的 sop-8 封装同步 dc-dc,不仅可以媲美现有市场非常通用的一些非同步 dc-dc,还具有电路更加精简,效率更高,bom 成本更加便宜的显著优势。
图 4. 更精简电路图对比
表 2. kp522405 和 vendor a 高集成度性能对比
中高压 buck(sot23-6) 全系列兼容,满足客户多样化需求。
• 17v 系列,30v 系列,36v 系列兼容
□ mv: 4.5v~17v, 2a/3a/4a/5a/6a
□ hv: 4.5v~30v, 2a/3a
□ hv: 4~36v, 0.6a/1a
• 不同工作模式互相兼容
□ 17v cot 模式, 30v 和 36v pcm 模式
• 轻载高效模式 (01) 和定频模式 (08)
• 500k & 600khz 低频和 1.2mhz 高频
• 0.6v, 0.768v, 0.8v 不同基准版本
• 抖频模式和无抖频模式
• 可控 sr 版本
表 3. dc-dc 方案选型表
ac-dc 方案
方案 1
反激方案
kp3667x 是集成 700v 高压 mos 的 ssr 功率开关管系列产品,包含 kp36673、kp36674 和 kp36675。它内置 700v 高压启动 jfet,可以省去启动电阻,降低启机延迟和待机功耗;内部具有高精度 132khz 开关频率振荡器,且带有抖频功能以优化 emi;集成完备的保护功能。
kp3637x 是集成 700v 高压 mos、带 line ovp/bop 功能的 ssr 功率开关管系列产品,包含 kp36373 和 kp36374。line ovp/bop 功能使电源在输入电压异常时停机保护,从而增加了电源的可靠性;kp3637x 可以满足 dc 输入和 ac 输入两种配置方式。
方案 2
非隔离方案
kp3116 和 kp3126 是集成 700v 高压 mos 的非隔离功率开关管产品,支持反激、降压和升降压拓扑。该系列产品采用了多模式 pwm 控制技术,有效简化了外围电路设计;芯片内部峰值电流检测阈值可跟随实际负载情况自动调节,可以有效降低空载情况下的待机功耗。使用 buck 拓扑,kp3116 的典型功率为 5v300ma,kp3126 的典型功率为 5v350ma。
方案 3
pfc 方案
kp2806 是一款高性能、准谐振式 (qr) 升压型 (boost) 恒压功率因数校正 (pfc) 控制器,可自适应地工作在临界导通模式 (crm) 和断续导通模式 (dcm) 。芯片采用 sot23-6 封装,通过多功能管脚复用,真正做到了小而精的特点,占用更小的 pcb 空间,方便客户实现更小的体积和更低的设计成本。
表 4. ac-dc 方案选型表
栅极驱动方案
方案 1
kp8563x
kp8563x 是一款 650v 耐压,拉电流/灌电流分别为 200ma/350ma 的三相半桥栅极驱动器,专用于驱动 mosfet 或 igbt 三相全桥功率电路。开关节点负压可达 -7v 以上和至少 50v/ns 电压变化率,系统抗干扰强。
芯片同时集成了欠压闭锁、带自动故障清除的过流保护、故障指示以及使能脚等功能。欠压闭锁保护功能,防止功率管在过低的电压下工作。过流保护阈值和故障锁存时间可通过外部电阻设置,系统外围电路简单。发生过流或欠压关断时芯片提供漏极开路输出的故障指示信号。使能引脚可方便控制芯片工作与否。
方案 2
kp8530x
kp8530x 是一款 650v 耐压,集成自举二极管的半桥栅极驱动器,具有 0.3a 拉电流和 0.6a 灌电流能力,专用于驱动功率 mosfets 或 igbts。kp8530x 具有良好的电流输出及出色的抗瞬态干扰能力。在输入逻辑引脚 -5v,开关节点 vs -7v 情况下可保证系统正常工作,同时支持大于 50v/ns 的 dv/dt 变化。
kp8530x 还具有完善保护功能,包括:输入浮空或输入脉冲宽度不足时,芯片输出保持低电平;内置互锁和死区保护功能可防止高低侧驱动同时打开,同时芯片还具有高侧和低侧 uvlo 保护。
表 5. 栅极驱动器选型表
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