隨著人們對室內空氣質量的關注度日益提升,空氣凈化器已成為現代家庭和辦公環境中不可或缺的設備。為了滿足消費者對高效凈化、低能耗以及緊湊設計的期待,半導體技術在空氣凈化器中的應用變得至關重要。東芝憑借其在半導體領域的深厚積累,為空氣凈化器的電源管理、電機驅動和傳感器信號處理等關鍵單元提供了多樣化的解決方案,幫助設備實現更高的性能和可靠性。
空氣凈化器框圖
無刷直流電機控制IC
空氣凈化器的核心組件之一是無刷直流電機(BLDC),其性能直接影響能效、噪音和壽命。東芝推出的TB6584FNG、TB6584AFNG和TB6586AFG等電機控制IC,通過自動導通角控制和正弦波驅動技術,實現高效、低噪運行。相比傳統的方波驅動,正弦波驅動能顯著降低電流波形波動,從而減少電機振動和噪音。此外,東芝提供第三方評估板和PSpice仿真數據,助力開發者快速優化電機驅動設計。
東芝無刷直流電機控制IC產品
低功耗、高效的MCU
東芝的TMPM036FWG和TMPM037FWUG是低功耗、高效的MCU,專為需要高性能信號處理和小型封裝的應用場景(如空氣凈化器)設計。它們基于Arm Cortex-M0內核,結合NANO FLASH技術,兼具低功耗與高性能。它們內置多通道AD轉換器,能高效處理傳感器數據,非常適合空氣凈化器中的空氣質量監測和信號處理需求。小型封裝設計進一步節省空間,為設備小型化提供支持。
TMPM036FWG和TMPM037FWUG型號規格
高效整流二極管CMG06A
在空氣凈化器的電源管理與電機控制系統中,整流二極管扮演著至關重要的角色。東芝的CMG06A整流二極管采用M-FLAT表面貼裝封裝,與傳統引線式器件相比,能夠顯著降低高度,減少電路板占用空間,同時提升設備內部組件的集成度。其電壓范圍覆蓋200 V至1000 V,電流范圍0.5 A至3 A。其正向特性曲線表明,在不同溫度條件(如125°C、75°C、25°C、-55°C)下,器件均能保持穩定的正向電流特性,有效適應空氣凈化器在各種環境下的工作狀態。
正向特性曲線
雙極型晶體管2SC6026CT
在空氣凈化器的PCB設計中,空間優化是關鍵因素之一。2SC6026CT晶體管以低飽和電壓和多樣的封裝形式(如平引線、無引線)滿足PCB空間優化的需求。即使在高負載下,它也能保持低導通損耗,提升能效。同時,其優異的靜電放電(ESD)防護能力增強了設備在復雜環境中的穩定性,延長使用壽命。從VCE(sat) - IC特性曲線可以看出,如下圖,在不同溫度條件下 (-25°C、25°C、100°C),2SC6026CT的飽和壓降始終保持在較低水平,確保其在不同環境條件下均能穩定工作。
VCE(sat) - IC特性曲線
TPD4162F IPD產品優化了BLDC電機驅動,集成三相逆變電路及多種保護功能(如過流、過熱、欠壓保護、電流限制、熱關斷),減少外部元件并縮小PCB面積。東芝還提供TPD4204(MOSFET輸出)和TPD4163F/TPD4163K/TPD4164F/TPD4164K(IGBT輸出)等IPD產品,支持直接通過MCU信號實現高效變速驅動。高壓與控制端口分離設計進一步降低電磁干擾,提升信號完整性。
不同IPD產品規格
低功耗運算放大器
TC75S102F和TC75S67TU運算放大器專為傳感器系統設計,低至0.27μA(TC75S102F)的工作電流和6.0 nV/√Hz(TC75S67TU)的噪聲水平,確保信號放大的高精度與低功耗。這不僅提升空氣凈化器的感知能力,還延長電池續航。
晶體管輸出光耦合器
東芝的TLP383/TLP293/TLP385光耦合器采用高電流傳輸比(CTR)和高溫穩定性設計,能夠在低輸入電流條件下實現高效信號隔離,確保空氣凈化器在不同環境條件下的穩定運行。通過優化設計,TLP系列光耦在極端溫度下(-55°C至110°C或125°C)依然能穩定工作,確保設備長期可靠運行。
從無刷直流電機控制到低功耗MCU,再到高效整流二極管、運算放大器和智能功率驅動器,東芝的創新技術為空氣凈化器提供了強大的支持,助力設備在節能、靜音和耐用性上全面提升。想了解更多技術細節和應用案例?點擊深入閱讀吧!
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原文標題:芝芯方案丨東芝半導體,“硬核”加持空氣凈化器
文章出處:【微信號:toshiba_semicon,微信公眾號:東芝半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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