几款用于白色家电各功能模块的高能效方案设计

作者：时间：2014-03-18 来源：网络

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1) 电容式触摸传感器方案

安森美半导体LC717A00/10电容-数字转换器大规模集成电路(LSI)提供8/16通道电容-传感器输入，适合各种开关应用。采用差分电容检测，能够检测到毫法拉级的电容变化，LSI内部具有自动执行校准功能及导通/关闭判定，每路输入的(导通/关闭)检测结果可由串行接口(I2C兼容总线或SPI)读取。此外，每路输入的测量值可以读取为8位数字数据，增益及其他参数也可以通过串行接口进行调节。

安森美半导体提供的电容式触摸传感器具有无需粘合剂、长传感器走线、宽工作温度范围、无额外元件、高抗噪声等优点，为客户提供灵活、低成本、高可靠性设计。

图7. 安森美半导体电容式触摸传感器具有高度灵敏度，支持戴手套触摸，支持含气隙应用

2) 环境光及距离传感器

安森美半导体的环境光传感器具有设计灵活性，可以根据需要在EEPROM中调整，定制过滤0.0125勒克斯检测(即明视光响应)，另外具有暗电流和温度补偿、最低每单位分辨率能耗，高速模式的I2C接口，在断电时也不会影响总线工作。安森美半导体环境光传感器包含数字输出(如NOA1305)和模拟输出(如NOA1212)。同样可以采用的还有距离传感器NOA2301、NOA2302及NOA3301。

3) LCD驱动器

安森美半导体提供用于白家电的LCD段驱动器，涵盖从静态到1/10占空比及点阵式驱动器。LC79401KNE是支持图形点阵液晶显示的80输出段(segment)驱动器LSI，支持4位并行输入，当与组(common)驱动器LC79430KNE配合使用时，可以驱动大屏幕液晶面板。

4) 通讯互连

白家电之间的互连及通讯可通过无线(Zigbee或WiFi)或现有的电力线基础设施实现。家庭的每个角落都有电源插座，这使得电力线成为了一个覆盖极为广泛的网络。安森美半导体利用其先进的半导体技术，推出的电力线载波(PLC)调制解调器及电力线驱动器产品可以帮助客户轻松构建联网型智能控制系统。

安森美半导体提供一系列领先扩频型频移键控(S-FSK) PLC调制解调器，NCN49599、NCN49597基于ARM Cortex M0内核MCU，同时支持AC及DC工作，每通道最大波特率达4.8k，支持Cenelec A、B、C及D波段，NCN49599内部集成了功率放大器。AMIS49587，AMIS30585基于ARM7内核MCU，仅支持AC工作，每通道最大波特率分别为2.4k和1.2k。这些窄带PLC调制解调器嵌入了PHY+MAC，符合严格的国际标准(FCC、CENELEC、IEC61334-5-1)，可在低压和中压网络上运行。

安森美半导体的PLC驱动器产品NCS5650是一款高效能、低失真的AB类驱动器。NCS5650在关闭模式仅消耗150uA电流，在输出电流为1.5A时，输出电压确保在任意输入端以1.0V或更低的摆幅摆动，确保在严格的环境中提供最优的信噪比。

5) 保护

接地故障断路器(GFCI)是针对北美地区法规要求的一种特殊保护设备，用于防止触电事故风险， GFCI遵从UL943标准。安森美半导体的NCS37000 GFCI信号处理器，用于火线-中性-地线保护。只需极少的元器件以及一个低匝数比铁氧体电流互感器，大幅减少了物料成本，专用DSP控制器提供最佳的有害负载抑制性能，自同步内部振荡器根据交流输电线频率调节，在50Hz及60Hz配电系统上都能达到全精度范围。

图8. 安森美半导体NCS37000 GFCI信号处理器应用示图系统控制功能模块

安森美半导体提供多种用于白家电控制的MCU产品，主要用于系统控制、LCD显示屏控制以及小型电器系统的控制。日益增加的需求让MCU产品集成度越来越高，功耗要求也越来越严苛。以LC87F7932B为例，仅在RTC工作模式下提供0.45 μA的平均能耗，而在控制LCD显示屏、RTC工作及间歇工作以检测传感器的12位模数转换器(ADC)的情况下，总平均能耗仅为1.5 μA。

基于ARM Cortex内核的32位MCU在白家电领域增长也非常迅速，未来8位/16位将主导简单应用，32位将主导复杂应用。