ROHM:去了光耦的隔离型电源控制IC你见过么?
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以往,隔离电源总是会用到光电耦合器,但因此也面对消耗电源、温度变化和寿命等难题。而现在,ROHM开发出了工业设备变频器用隔离型电源控制IC“BD7F”系列,它的明显特点就是去掉了通常绝缘电源上使用的光电耦合器,这是如何实现的?去掉光耦之后对于电路又有何优势?8月9日,在北京的新品发布会上,ROHM半导体(上海)有限公司设计中心应用技术二部高级经理周劲先生给我们详细解答了这些疑问。
ROHM半导体(上海)有限公司 设计中心 应用技术二部 高级经理周劲
电路中需要用到隔离型电源,主要是基于两个原因:一是系统的保护。实际上整个功率系统是通过控制高压大电流的功率器件来实现对整个电路的控制,而实现电路的控制是由弱电部分控制功率器件,在弱电这部分很容易受到高压电源的影响,比如产生了异常或者雷击,高压突然介入等,为了不会影响整个控制电路的逻辑,需要用到隔离型电源。二是在维修的时候,或者设备发生异常的时候,会对相关人员进行保护,避免他们直接接触到一次侧的强电,这也需要绝缘型的电源。特别是大功率的工业设备,更加需要完善的对人员和系统的保护,比如工厂的自动化设备、FA变频器、PLC控制、AC伺服等等。
ROHM此次带来的“BD7F”系列的产品能够实现几个功能,“首先,尽量去掉光电耦合器,简化电路设计,减少零部件数量。光电耦合器是光电转换器件,内部有发光元件,它自身会消耗相对比较多的电流。其次,因为它发光的器件和光接收的器件组合,它的光效率会衰减,接收效率会衰减。去掉光电耦合器,它的可靠性会增加,并且随着时间的推移,性能也会很稳定。再者,BD7F系列采用了ROHM独有的自适导通时间控制方式,能够改善它的负载响应特性。通过负载补偿纠正输出特性,能够保证在重负载的时候,实现输出电压的平稳。”周劲提到。
有无光电耦合器的电路对比
对于隔离型的电源电路,貌似光电耦合器是不可或缺的器件之一,“BD7F”系列居然可以把它给直接“省略”!在周劲的介绍中,我们了解到,在电路中,通过线圈上的开关,产生一个波形,然后二次侧可以感应出电流,来实现电压的输出。变压器初级的开关波形峰值称作VSW,实际上这个VSW是输入电压再加上输出电压和一个匝数比。因此,这个VSW是包含着有输出相关的一个信息,难点在于怎么把这个信息读取出来,反馈到前面。现在ROHM新开发了一个信息提取电路,把VSW相关的内容提取出来,实现对VSW的监控。通过这样的方式监控VSW电压,间接控制二次侧,也就取消了前面光电耦合器直接反馈的电路,通过内置提取电路,来实现对二次侧输出电压的监控。
为何可以不需要光电耦合器
最近几年,工业产业机器的市场在稳步的发展,ROHM也非常关注这个发展方向。周劲提到,“预计今年在工业、机器和汽车的应用上,能够达到40%销售额的占比,而2017年ROHM的目标是能占到41%。从市场地域分布来看,位于亚太地区的中国市场,更会有一个爆发式的增长,这是我们对未来几年的预计,而ROHM也十分看重中国市场。”他们认为未来有几个发展方向:高性能、通信的功能、轻量化的低成本、更加省电。此次ROHM带来的工业设备变频器用隔离型电源控制IC“BD7F”系列完全符合当下乃至未来的市场需求。