洗涤和烘干

洗衣机和烘干机中极其节能的电机控制、直观的 HMI、先进的传感、预测性维护和连接解决方案

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概述

现代洗衣机和烘干机（也称为洗衣设备）需要提供低运行噪音、高效用水和洗涤剂，最重要的是高效节能。同时，它们应该包括直观的 HMI、连接性和其他智能功能，如预测性维护和边缘 AI/ML。利用英飞凌广泛的半导体和传感器解决方案组合，脱颖而出。

产品优势

  • 成本优化的解决方案
  • 强大而全面的功能
  • 多样化的产品组合
  • 实时控制
  • 领先的触摸解决方案
  • 互操作性解决方案
  • 强大的安全产品
  • 随时可用的连接
  • 专用电机控制 MCU
  • 高能效 Si、SiC 和 GaN
  • 先进的传感技术提高效率
  • 预测性维护解决方案

框图

关于

更高效的变频电机的 WBG 解决方案

英飞凌 WGB 解决方案可实现洗衣机（包括热泵、风扇和滚筒）的高效变频电机控制。

我们的 CoolGaN™系列分立 GaN HEMT 和集成 GaN IPS 设备为洗衣机提供了两大主要优势。首先，它们可以降低整体系统成本，因为对于高达 1 KW 的电机，GaN 在较低的温度下运行，不需要散热器，因此可以减少元件数量并节省电路板空间。GaN 还能以更快的速度切换，从而允许在洗衣机中设计超高速电机，从而改善噪音问题并且提升性能。此外，集成功率级的 CoolGaN™ Drive 系列将 GaN HEMT 与栅极驱动器和保护功能相结合，以减轻 MCU 负载。

对于高达 3.3 kV 的更高功率用例， CoolSiC™ 碳化硅 MOSFET 可实现新的功率密度和性能水平，具有最高的热导率、更小的设备占用空间，并支持使用更简洁的拓扑。它们最适合用于基于热泵技术的烘干机组合式洗衣机和烘干机。为了在此应用中实现最佳成本优化，将 SiC 与CoolMOS™ MOSFETS 和 IGBT 混合可提供最佳组合。

CoolGaN™ HEMT 和集成功率级
CoolSiC™ MOSFET
用于电机控制的硅功率器件

分立式 MOSFET 和 IGBT 等硅功率器件以及 IPM 等集成解决方案是可靠、经济、高效的变频 BLDC 电机控制（例如洗衣机和烘干机中使用的电机控制）的关键组件。英飞凌拥有丰富的硅功率器件产品组合以及在电源领域的领导地位，使您能够在热泵、风扇、滚筒和排水泵中实施新型更高效的电机。

推动洗衣机发展的关键趋势之一是更高的效率。实现这一目标的途径之一是电机的逆变。由于逆变是基于 IGBT 的 IPM 的关键领域，因此英飞凌的 CIPOS™ 系列 IPM 完全能够满足这一要求。与分立器件相比，IPM 的优势包括减少开发工作量，从而缩短产品上市时间、优化系统性能、减少零部件数量、减少占用空间、提高系统可靠性。英飞凌 IPM 针对热泵、滚筒和排水泵的使用进行了优化。

当需要热优化、灵活性和个性化设计时，英飞凌的分立 IBGT 和 MOSFET 是可靠的选择。特别是，针对价格敏感的消费驱动市场，开发了具有SOT-223和DPAK单片集成二极管的600 V RC-D2 IGBT系列，具有低导通损耗和高可靠性，针对所有逆变洗衣机电机进行了优化。

CIPOS ™智能功率模块
600 V RC-D2 IGBT
电机控制微控制器解决方案

可以说，设计人员在设计电机控制系统时需要考虑的最重要的组件是 MCU，因为系统通常围绕这一组件进行设计。英飞凌拥有丰富的微控制器产品组合，包括从非常简单的单电机 FOC MCU 到控制组合洗衣机中多达两到三个不同电机的强大 MCU。这些 MCU 系列包括基于Arm® Cortex® -M0 的用于单个 MCU 电机控制的 XMC1300/1400 和基于Arm® Cortex® -M7 的用于两到三个电机的 XMC7000 系列。

然而，除此之外，英飞凌全新推出的基于Arm® Cortex® -M33 的PSoC™ Control C3M 系列 MCU 专为电机控制而设计，拥有非常适合用于单电机 + PFC、双电机或双电机 + PFC 系统的功能。这些功能包括实时应用程序（例如PFC 和扭矩计算）、支持多种拓扑、快速软件实现、WBG 兼容性，以及减少对外部硬件的需求（例如运算放大器）。此外，该系列还支持一系列低功耗模式，包括深度睡眠、关闭深度睡眠、RAM深度睡眠和休眠。

PSoC™ Control C3 开发人员还可以受益于ModusToolbox™ Motor Suite，这是一个统一且安全的软件和工具环境，可最大限度地提高易用性。

PSoC™ Control C3M 电机控制 MCU
ModusToolbox™ 电机套件 IDE
主控及 HMI

现代洗衣机系统设计通常将 HMI 控制和主控制角色集成到一个设备中，通常是 MCU。

基于Arm® Cortex® -M0/M0+ 的PSoC™ 4 Multi Sense 系列低功耗高性能 MCU 可实现二合一 HMI + 主控集成。该系列采用第五代 CAPSENSE™ 技术，提供独特的触摸控制，包括电容式和电感式触摸、液体存在检测和液位感应以及极强的液体耐受性，以及强大的主要功能实现，所有这些都集成在一个设备中。 该产品组合具有可扩展性，支持 5 V 工作电压，具有大引脚间距封装，并支持丰富的外设。

下一代洗衣机和烘干机还将配备更大的显示屏。PSoC™ Edge 系列 AI/ML 微控制器具有超低功耗和高性能，可增强显示能力以及智能功能、触摸控制、传感器数据处理和先进的 AI/ML 算法支持。该系列是功能齐全的边缘处理解决方案，具有低功耗的先进 AI/ML 处理功能，不仅可以实现更大的屏幕，还可以实现服装材质检测等 AI 集成。

PSoC™ 4 多传感 MCU
PSoC™ Edge MCU
连接和安全解决方案

从状态监测到环境感知，英飞凌的洗衣机和烘干机连接解决方案提供了现代、无线和互操作性功能。

  • 为了满足不同的设计，英飞凌的 AIROC ™连接解决方案提供了多样化的选择，包括 Wi-Fi 和蓝牙®组合以及单蓝牙® 。Wi-Fi 4 提供最低的成本，Wi-Fi 5/6 提供高数据吞吐量和无拥塞性能，而 Wi-Fi 6 还具有更低的功耗。
  • 为了远程监控和管理洗衣设备，英飞凌的连接解决方案集成了通过互联网连接的无线控制。这还可以实现高级检测功能，例如存在、织物、重量、泡沫和过滤器堵塞检测，以优化洗涤周期。
  • 为了提高互操作性和灵活性，英飞凌的连接解决方案支持 Matter 安全并通过 OPTIGA™ Trust 增强数据安全性。

英飞凌解决方案将现代无线连接与先进的检测功能相结合，最终提升用户体验并打造无缝的智能家居生态系统。

AIROC™ Wi-Fi + Bluetooth® 组合
了解 OPTIGA™ 嵌入式加密解决方案
辅助电源解决方案

如今设计的洗衣机和烘干机需要供电的外围系统和功能块越来越多，包括 HMI 和传感器集线器。然而，这些额外的特性和功能利用的是功率低得多的直流电，因此必须进行转换，同时平衡尽可能低的功耗以满足监管标准。因此，能够执行这种电源转换并能为显示器等某些功能启用待机模式的辅助电源解决方案是一个关键考虑因素。

英飞凌 CoolSET™ 系列高度集成的 AC-DC 功率级具有减少洗衣机和烘干机物料清单 (BOM) 的特点，集成了输入过压、掉电和过功率保护等保护功能，以及具有持续监控和适应突发模式的低待机功率。该产品组合可用于非隔离降压拓扑的固定频率或隔离/非隔离反激式拓扑的准谐振，分别根据集成 MOSFET 击穿电压额定值或输出功率要求进行缩放。

为了轻松评估和优化电源管理，设计人员可以利用最先进的评估板和模拟工具，如 PowerEsim，它目前具有针对所有 CoolSET™ 设备的反激式和降压式计算功能。

CoolSET™ AC-DC 集成功率级
PowerEsim 仿真工具

更高效的变频电机的 WBG 解决方案

英飞凌 WGB 解决方案可实现洗衣机（包括热泵、风扇和滚筒）的高效变频电机控制。

我们的 CoolGaN™系列分立 GaN HEMT 和集成 GaN IPS 设备为洗衣机提供了两大主要优势。首先，它们可以降低整体系统成本，因为对于高达 1 KW 的电机，GaN 在较低的温度下运行，不需要散热器，因此可以减少元件数量并节省电路板空间。GaN 还能以更快的速度切换，从而允许在洗衣机中设计超高速电机，从而改善噪音问题并且提升性能。此外，集成功率级的 CoolGaN™ Drive 系列将 GaN HEMT 与栅极驱动器和保护功能相结合，以减轻 MCU 负载。

对于高达 3.3 kV 的更高功率用例， CoolSiC™ 碳化硅 MOSFET 可实现新的功率密度和性能水平，具有最高的热导率、更小的设备占用空间，并支持使用更简洁的拓扑。它们最适合用于基于热泵技术的烘干机组合式洗衣机和烘干机。为了在此应用中实现最佳成本优化，将 SiC 与CoolMOS™ MOSFETS 和 IGBT 混合可提供最佳组合。

CoolGaN™ HEMT 和集成功率级
CoolSiC™ MOSFET

用于电机控制的硅功率器件

分立式 MOSFET 和 IGBT 等硅功率器件以及 IPM 等集成解决方案是可靠、经济、高效的变频 BLDC 电机控制（例如洗衣机和烘干机中使用的电机控制）的关键组件。英飞凌拥有丰富的硅功率器件产品组合以及在电源领域的领导地位，使您能够在热泵、风扇、滚筒和排水泵中实施新型更高效的电机。

推动洗衣机发展的关键趋势之一是更高的效率。实现这一目标的途径之一是电机的逆变。由于逆变是基于 IGBT 的 IPM 的关键领域，因此英飞凌的 CIPOS™ 系列 IPM 完全能够满足这一要求。与分立器件相比，IPM 的优势包括减少开发工作量，从而缩短产品上市时间、优化系统性能、减少零部件数量、减少占用空间、提高系统可靠性。英飞凌 IPM 针对热泵、滚筒和排水泵的使用进行了优化。

当需要热优化、灵活性和个性化设计时，英飞凌的分立 IBGT 和 MOSFET 是可靠的选择。特别是，针对价格敏感的消费驱动市场，开发了具有SOT-223和DPAK单片集成二极管的600 V RC-D2 IGBT系列，具有低导通损耗和高可靠性，针对所有逆变洗衣机电机进行了优化。

CIPOS ™智能功率模块
600 V RC-D2 IGBT

电机控制微控制器解决方案

可以说，设计人员在设计电机控制系统时需要考虑的最重要的组件是 MCU，因为系统通常围绕这一组件进行设计。英飞凌拥有丰富的微控制器产品组合，包括从非常简单的单电机 FOC MCU 到控制组合洗衣机中多达两到三个不同电机的强大 MCU。这些 MCU 系列包括基于Arm® Cortex® -M0 的用于单个 MCU 电机控制的 XMC1300/1400 和基于Arm® Cortex® -M7 的用于两到三个电机的 XMC7000 系列。

然而，除此之外，英飞凌全新推出的基于Arm® Cortex® -M33 的PSoC™ Control C3M 系列 MCU 专为电机控制而设计，拥有非常适合用于单电机 + PFC、双电机或双电机 + PFC 系统的功能。这些功能包括实时应用程序（例如PFC 和扭矩计算）、支持多种拓扑、快速软件实现、WBG 兼容性，以及减少对外部硬件的需求（例如运算放大器）。此外，该系列还支持一系列低功耗模式，包括深度睡眠、关闭深度睡眠、RAM深度睡眠和休眠。

PSoC™ Control C3 开发人员还可以受益于ModusToolbox™ Motor Suite，这是一个统一且安全的软件和工具环境，可最大限度地提高易用性。

PSoC™ Control C3M 电机控制 MCU
ModusToolbox™ 电机套件 IDE

主控及 HMI

现代洗衣机系统设计通常将 HMI 控制和主控制角色集成到一个设备中，通常是 MCU。

基于Arm® Cortex® -M0/M0+ 的PSoC™ 4 Multi Sense 系列低功耗高性能 MCU 可实现二合一 HMI + 主控集成。该系列采用第五代 CAPSENSE™ 技术，提供独特的触摸控制，包括电容式和电感式触摸、液体存在检测和液位感应以及极强的液体耐受性，以及强大的主要功能实现，所有这些都集成在一个设备中。 该产品组合具有可扩展性，支持 5 V 工作电压，具有大引脚间距封装，并支持丰富的外设。

下一代洗衣机和烘干机还将配备更大的显示屏。PSoC™ Edge 系列 AI/ML 微控制器具有超低功耗和高性能，可增强显示能力以及智能功能、触摸控制、传感器数据处理和先进的 AI/ML 算法支持。该系列是功能齐全的边缘处理解决方案，具有低功耗的先进 AI/ML 处理功能，不仅可以实现更大的屏幕，还可以实现服装材质检测等 AI 集成。

PSoC™ 4 多传感 MCU
PSoC™ Edge MCU

连接和安全解决方案

从状态监测到环境感知，英飞凌的洗衣机和烘干机连接解决方案提供了现代、无线和互操作性功能。

  • 为了满足不同的设计，英飞凌的 AIROC ™连接解决方案提供了多样化的选择，包括 Wi-Fi 和蓝牙®组合以及单蓝牙® 。Wi-Fi 4 提供最低的成本，Wi-Fi 5/6 提供高数据吞吐量和无拥塞性能，而 Wi-Fi 6 还具有更低的功耗。
  • 为了远程监控和管理洗衣设备，英飞凌的连接解决方案集成了通过互联网连接的无线控制。这还可以实现高级检测功能，例如存在、织物、重量、泡沫和过滤器堵塞检测，以优化洗涤周期。
  • 为了提高互操作性和灵活性，英飞凌的连接解决方案支持 Matter 安全并通过 OPTIGA™ Trust 增强数据安全性。

英飞凌解决方案将现代无线连接与先进的检测功能相结合，最终提升用户体验并打造无缝的智能家居生态系统。

AIROC™ Wi-Fi + Bluetooth® 组合
了解 OPTIGA™ 嵌入式加密解决方案

辅助电源解决方案

如今设计的洗衣机和烘干机需要供电的外围系统和功能块越来越多，包括 HMI 和传感器集线器。然而，这些额外的特性和功能利用的是功率低得多的直流电，因此必须进行转换，同时平衡尽可能低的功耗以满足监管标准。因此，能够执行这种电源转换并能为显示器等某些功能启用待机模式的辅助电源解决方案是一个关键考虑因素。

英飞凌 CoolSET™ 系列高度集成的 AC-DC 功率级具有减少洗衣机和烘干机物料清单 (BOM) 的特点，集成了输入过压、掉电和过功率保护等保护功能，以及具有持续监控和适应突发模式的低待机功率。该产品组合可用于非隔离降压拓扑的固定频率或隔离/非隔离反激式拓扑的准谐振，分别根据集成 MOSFET 击穿电压额定值或输出功率要求进行缩放。

为了轻松评估和优化电源管理，设计人员可以利用最先进的评估板和模拟工具，如 PowerEsim，它目前具有针对所有 CoolSET™ 设备的反激式和降压式计算功能。

CoolSET™ AC-DC 集成功率级
PowerEsim 仿真工具

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