冰箱和冷冻柜

利用英飞凌的人机界面、高性能电机等方面的解决方案，设计智能、高能效的冰箱和冰柜系统

概述

设计现代智能冰箱和冰柜面临着许多挑战。这些挑战包括符合法规的低能耗要求、兼顾成本竞争力与高性能的需要，以及增加存储空间的紧凑型设计要求。此外，设计工程师还必须提供增强的用户体验、智能家居内器件之间的无缝互操作性和连接性，并确保数据保护和身份验证。 如果您从业内最全面的英飞凌产品组合中采购冰箱和冰柜的 BOM 和解决方案，就能实现上述所有目标，甚至更多。

产品优势

  • 优化轻载效率
  • 高静电放电抗扰度
  • 降低能耗
  • 最小化电磁噪声
  • 重载性能稳定可靠
  • 紧凑的无散热器设计
  • 压缩机电机精准控制
  • 灵敏的 CAPSENSE™ 触控
  • 超低待机电流
  • 安全的云端连接

框图

关于

优化电机控制解决方案，提高压缩机效率

智能冰箱和冷冻机实现 卓越的 能源效率取决于先进的电机逆变器驱动和压缩机电机控制设计。英飞凌全面的解决方案和专业知识使您能够利用尖端技术克服设计挑战。

  • 针对制冷设备的优化解决方案——卓越轻载效率和ESD抗扰度： CoolMOS™ 8 与 PFD7 系列 MOSFET 专为降低能耗而设计，相较其他方案能大幅提升能源效率，从而显著增强冰箱与冰柜的系统耐用性。针对高集成度与小尺寸设计，CIPOS™ Micro 系列智能功率模块（IPM）提供多样化的封装尺寸选择与卓越的防潮性能，是严苛环境应用的理想之选。
  • 冰箱和冰柜的可靠性能 - 满负荷运行：600V 反向导通驱动 2（RC-D2）系列 IGBT，专为制冷应用优化，可最大限度降低电磁干扰（EMI），确保在重负载工况下的卓越可靠性，并提供极具竞争力的优异性价比。另外，CIPOS™ Mini 系列 IPM 采用高集成度和坚固耐用的硅绝缘体 (SOI) 栅极驱动器技术。
  • 创新设计，成就紧凑型方案 —— 无散热器设计：CoolGaN™ Drive 系列集成了智能栅极驱动器与电流检测功能，助力实现紧凑且经济高效的系统设计，是冰箱压缩机电机的理想之选。
  • 通过可靠的栅极驱动器实现精确控制 - 逆变器电机驱动器： 英飞凌的 EiceDRIVER™ 栅极驱动器结构紧凑、性能可靠，可确保在变频电机驱动应用中实现精确控制和坚固耐用。利用英飞凌的创新技术，可提高电机驱动应用的能效、可靠性和性能。

用于电机控制的综合微控制器解决方案： 英飞凌提供各种微控制器，这些微控制器是所有电机控制设计的核心，可满足各种不同的要求：

  • 高性价比电机控制： 基于 Arm® Cortex®-M0 内核的 XMC1300/1400 系列 MCU，是预算敏感型冰箱压缩机电机控制的理想选择。主要特性包括：仅需单个 CCU8 PWM 单元即可轻松实现三相逆变器控制，支持影子寄存器传输、外部故障控制输入、二进制与浮点预分频器、16 至 64 位带宽，以及专为电机控制设计的 MATH 数学协处理器。另一方面，如果您正在寻找灵活的软件开发， PSoC™ 4 系列 MCU 包括自定义电机控制代码开发和智能算法。这些功能通过减少高次谐波来提高功率因数，有助于满足能源标签要求。
  • 高性能电机控制：  PSOC™基于 -M33 的 Control C3 系列 MCUArm®Cortex® 专注于单电机加功率因数校正 (PFC) 设计。它具有低功耗模式、空闲采样、高分辨率多功能计时器和 CORDIC 加速器。其他功能包括 128 位闪存读取、16 kB I-缓存、“保护上下文 ”闪存分区以及 ModusToolbox™ 电机套件软件中的配套代码示例和开发工具。
适用于现代家用电器的尖端人机界面 (HMI) 设计

为智能冰箱和冰柜开发人机界面（HMI）需要应对各种挑战，如确保交互可靠性、稳健性和液体耐受性，以提供最佳的用户体验（UX）。英飞凌量身定制的解决方案可有效满足这些需求，为您的项目带来显著效益。 

  • 利用CAPSENSE™技术提高响应能力和可靠性： 英飞凌的 MCU 配备第五代 CAPSENSE™ 触摸感应技术，可实现高度灵敏可靠的人机界面设计。该技术具有高信噪比（SNR），可确保智能设备接口即使在恶劣环境中也能完美运行。
  • 通过超低功耗运行实现能源效率： 借助CAPSENSE™的超低待机电流和始终开启的感应功能，开发能耗更低的产品。 此功能对于电池供电的设备特别有益，可延长其使用寿命。
  • 利用液体抗扰度和多重感应等先进功能：  PSOC™ 4 和 PSOC™ 6 MCU 系列集成了 CAPSENSE™ 技术，具有液体抗扰性和存在检测功能，可实现屏幕唤醒功能。进一步增强客户的直观用户体验。
  • 将 AI/ML 功能与 PSOC™ Edge MCU 相结合： 即将推出的 PSOC™ Edge MCU 通过人工智能和机器学习功能卸载复杂任务，进一步提高了系统效率。它们支持语音控制的始终在线音频、多模式存在检测和手势控制等功能，推动了智能家电交互的发展。
  • 利用 ModusToolbox™ 生态系统简化开发流程： 这两个 MCU 系列都利用了这一开发生态系统，提供了灵活、全面的人机界面显示控制开发体验，从而可以更快、更高效地完成项目。

 

先进的传感器技术增强智能家电功能

现代冰箱已发展成为真正的 “智能 ”物联网设备，配备各种传感器，可收集上下文信息，优化性能和用户体验。英飞凌的 XENSIV™ 传感器产品组合可为这些应用提供全面的解决方案。

  • 存在检测和手势控制：利用 XENSIV™ 60GHz 雷达传感器检测冰箱附近是否有人，测量距离，感知手势，监控液位，甚至检测跌倒。
  • 语音控制支持：集成 XENSIV™ MEMS 麦克风，方便语音控制界面，增强用户与设备的互动。
  • 提高能源效率：采用 XENSIV™ 3D 磁性和压力传感器监控门状态，确保门正常关闭，从而提高能效。
  • 食品新鲜度监测：采用 XENSIV™ PAS CO2 传感器测量压力水平或 CO2 浓度的变化，以实现冰箱内的食品保鲜检测。

为了简化将这些先进传感器解决方案集成到下一个智能冰箱或冰柜设计中的过程，英飞凌提供了全面的参考设计、演示板、评估板和软件解决方案组合。这些资源简化了设计流程，使您能够轻松开发创新、高效的设备。

 

为物联网制冷和冷冻系统提供安全无线连接

在智能冰箱和冰柜中集成 Wi-Fi 连接功能有诸多好处，但也引发了对网络安全和隐私的担忧。英飞凌通过提供专为物联网和智能家居时代量身定制的强大连接和安全解决方案来应对这些挑战。

采用英飞凌 AIROC ™蓝牙®和 Wi-Fi 模块的联网冰箱的优势在于，该模块包括 Wi-Fi 和蓝牙®芯片、组合解决方案和联网微控制器：

  • 提高能源效率： 远程监控和管理您的设备以确保最佳性能，例如开门检查
  • 智能库存管理： 利用支持 AI/ML 的微控制器（例如PSOC™ Edge）来分析食物数量并自动重新订购耗尽的物品。
  • 智能手机集成： 连接智能手机进行日历提醒、视频通话等，增强用户便利性。

为了 保护这些联网的智能家电，英飞凌的 OPTIGA™ Trust M 和 OPTIGA™ Trust M MTR 产品可与其他智能设备进行安全集成。与纯软件方法相比，这些解决方案与云连接速度最多可提高十倍，而且由于采用了预先个性化的证书，可快速、轻松地访问任何云提供商，因而具有很大的灵活性。OPTIGA™ Trust M MTR 已通过 Matter 认证，可与任何 MCU/SoC 配合使用，从而轻松为现有物联网设计添加安全的 Matter 兼容性。

智能冰箱的节能电源解决方案

现代 智能冰箱与冰柜需要更高的功率支撑，以驱动大尺寸触摸屏等先进功能。英飞凌的 CoolSET™ 电源集成电路可实现更高的功率输出，同时保持高能效。提高能效对于实现脱碳目标和遵守美国能源之星、欧盟 IEC 62552 和中国 GB 12021.2-2015 等能源评级标准至关重要。英飞凌的辅助 AC-DC 开关模式电源 (SMPS) 解决方案与优化的电机控制和超低功耗人机界面技术相辅相成，实现了更高的能效等级。

  • 高效的功率转换和灵活性
  • 分立解决方案： 采用分立式 CoolSET™ PWM 反激 IC，搭配易于使用的 CoolMOS™ P7 超结（SJ）MOSFET，在确保设计灵活性的同时，实现卓越的高效能表现。
  • 集成式解决方案：借助 CoolSET™ AC-DC 集成电源级（IPS），有效降低物料清单（BOM）成本、缩减占板空间并缩短开发周期。这些解决方案实现了可扩展的平台设计，通过准谐振或固定频率系列满足各种功率要求。所有集成的 CoolSET™ 系列产品都具有待机功耗低、成本效益高、环境温度耐受性强以及高达 43W 的功率输出等特点。
  • 此外，CoolSET™ SiP 系列集成了 800V P7 CoolMOS™、ZVS 原边控制器及基于 CT Link 技术的副边 SR 控制器，通过隔离式通信实现高达 60W 的功率输出，全部浓缩于紧凑的 SMD 封装之中。这种 ZVS 反激式解决方案降低了 BOM 成本和开关损耗，改善了 EMI 性能，并实现了超过 94% 的效率，是冰箱和冰柜辅助电源的理想选择。

利用我们精选的评估板评估英飞凌业界领先的解决方案，并利用我们的仿真工具 PowerEsim 简化您的设计流程。

面向智能制冷与冷冻系统的综合主机解决方案

主控系统对于实现现代智能冰箱和冰柜的智能功能和能效至关重要。作为中心枢纽，它负责管理和协调所有设备功能。英飞凌丰富的 MCU 产品组合可为各种控制要求提供量身定制的解决方案，确保在基本、中端和高端应用中实现最佳性能：

  • 基于 Arm® Cortex®-M0 内核的 PSoC™ 4 MCU 系列，以高性价比提供可编程模拟与数字模块、丰富的通用及专用产品、统一的软件框架，并支持集成电感或电容式感应功能。
  • 性能更强，性价比更高。 英飞凌基于Arm® Cortex® -M33 的PSoC™ Control C3 系列 MCU 支持 WBG，并具有实时控制功能，配备高性能 12 位 12 MSPS SAR ADC、内置 16 通道采样保持功能以及功能丰富的定时器/计数器/PWM (TCPWM) 模块。
  • PSOC™ 6 MCU 系列提供先进的物联网功能： 对于需要专门用于物联网用例的高可配置 MCU 的应用，PSOC™ 6 MCU 系列是理想的选择。该系列基于双核架构，采用 Arm® Cortex®-M4 和 Cortex®-M0+ 内核，提供灵活的高性能解决方案。它支持软件定义的外设，因此适用于蓝牙低功耗（BLE）通信、输入/输出数据控制和传感器聚合等任务。
  • 利用 PSOC™ Edge 实现边缘 AI/ML：为实现边缘人工智能 (AI) 和机器学习 (ML)，基于 Arm® Cortex®-M55/M33 内核的 PSOC™ Edge 全集成 MCU SoC 系列提供了一个高性能、低功耗的计算平台。该系列使开发人员能够以更低的系统功耗和成本，利用更丰富的功能加速开发。它有助于在边缘进行人工智能/移动语言处理，解决通常与基于云的人工智能/移动语言处理相关的隐私、数据带宽、可靠性和延迟问题。

通过选择合适的英飞凌 MCU 系列，您可以优化智能冰箱或冰柜的主控系统，提高智能功能和能效。

优化电机控制解决方案，提高压缩机效率

智能冰箱和冷冻机实现 卓越的 能源效率取决于先进的电机逆变器驱动和压缩机电机控制设计。英飞凌全面的解决方案和专业知识使您能够利用尖端技术克服设计挑战。

  • 针对制冷设备的优化解决方案——卓越轻载效率和ESD抗扰度： CoolMOS™ 8 与 PFD7 系列 MOSFET 专为降低能耗而设计，相较其他方案能大幅提升能源效率，从而显著增强冰箱与冰柜的系统耐用性。针对高集成度与小尺寸设计，CIPOS™ Micro 系列智能功率模块（IPM）提供多样化的封装尺寸选择与卓越的防潮性能，是严苛环境应用的理想之选。
  • 冰箱和冰柜的可靠性能 - 满负荷运行：600V 反向导通驱动 2（RC-D2）系列 IGBT，专为制冷应用优化，可最大限度降低电磁干扰（EMI），确保在重负载工况下的卓越可靠性，并提供极具竞争力的优异性价比。另外，CIPOS™ Mini 系列 IPM 采用高集成度和坚固耐用的硅绝缘体 (SOI) 栅极驱动器技术。
  • 创新设计，成就紧凑型方案 —— 无散热器设计：CoolGaN™ Drive 系列集成了智能栅极驱动器与电流检测功能，助力实现紧凑且经济高效的系统设计，是冰箱压缩机电机的理想之选。
  • 通过可靠的栅极驱动器实现精确控制 - 逆变器电机驱动器： 英飞凌的 EiceDRIVER™ 栅极驱动器结构紧凑、性能可靠，可确保在变频电机驱动应用中实现精确控制和坚固耐用。利用英飞凌的创新技术，可提高电机驱动应用的能效、可靠性和性能。

用于电机控制的综合微控制器解决方案： 英飞凌提供各种微控制器，这些微控制器是所有电机控制设计的核心，可满足各种不同的要求：

  • 高性价比电机控制： 基于 Arm® Cortex®-M0 内核的 XMC1300/1400 系列 MCU，是预算敏感型冰箱压缩机电机控制的理想选择。主要特性包括：仅需单个 CCU8 PWM 单元即可轻松实现三相逆变器控制，支持影子寄存器传输、外部故障控制输入、二进制与浮点预分频器、16 至 64 位带宽，以及专为电机控制设计的 MATH 数学协处理器。另一方面，如果您正在寻找灵活的软件开发， PSoC™ 4 系列 MCU 包括自定义电机控制代码开发和智能算法。这些功能通过减少高次谐波来提高功率因数，有助于满足能源标签要求。
  • 高性能电机控制：  PSOC™基于 -M33 的 Control C3 系列 MCUArm®Cortex® 专注于单电机加功率因数校正 (PFC) 设计。它具有低功耗模式、空闲采样、高分辨率多功能计时器和 CORDIC 加速器。其他功能包括 128 位闪存读取、16 kB I-缓存、“保护上下文 ”闪存分区以及 ModusToolbox™ 电机套件软件中的配套代码示例和开发工具。

适用于现代家用电器的尖端人机界面 (HMI) 设计

为智能冰箱和冰柜开发人机界面（HMI）需要应对各种挑战，如确保交互可靠性、稳健性和液体耐受性，以提供最佳的用户体验（UX）。英飞凌量身定制的解决方案可有效满足这些需求，为您的项目带来显著效益。 

  • 利用CAPSENSE™技术提高响应能力和可靠性： 英飞凌的 MCU 配备第五代 CAPSENSE™ 触摸感应技术，可实现高度灵敏可靠的人机界面设计。该技术具有高信噪比（SNR），可确保智能设备接口即使在恶劣环境中也能完美运行。
  • 通过超低功耗运行实现能源效率： 借助CAPSENSE™的超低待机电流和始终开启的感应功能，开发能耗更低的产品。 此功能对于电池供电的设备特别有益，可延长其使用寿命。
  • 利用液体抗扰度和多重感应等先进功能：  PSOC™ 4 和 PSOC™ 6 MCU 系列集成了 CAPSENSE™ 技术，具有液体抗扰性和存在检测功能，可实现屏幕唤醒功能。进一步增强客户的直观用户体验。
  • 将 AI/ML 功能与 PSOC™ Edge MCU 相结合： 即将推出的 PSOC™ Edge MCU 通过人工智能和机器学习功能卸载复杂任务，进一步提高了系统效率。它们支持语音控制的始终在线音频、多模式存在检测和手势控制等功能，推动了智能家电交互的发展。
  • 利用 ModusToolbox™ 生态系统简化开发流程： 这两个 MCU 系列都利用了这一开发生态系统，提供了灵活、全面的人机界面显示控制开发体验，从而可以更快、更高效地完成项目。

 

先进的传感器技术增强智能家电功能

现代冰箱已发展成为真正的 “智能 ”物联网设备，配备各种传感器，可收集上下文信息，优化性能和用户体验。英飞凌的 XENSIV™ 传感器产品组合可为这些应用提供全面的解决方案。

  • 存在检测和手势控制：利用 XENSIV™ 60GHz 雷达传感器检测冰箱附近是否有人，测量距离，感知手势，监控液位，甚至检测跌倒。
  • 语音控制支持：集成 XENSIV™ MEMS 麦克风，方便语音控制界面，增强用户与设备的互动。
  • 提高能源效率：采用 XENSIV™ 3D 磁性和压力传感器监控门状态，确保门正常关闭，从而提高能效。
  • 食品新鲜度监测：采用 XENSIV™ PAS CO2 传感器测量压力水平或 CO2 浓度的变化，以实现冰箱内的食品保鲜检测。

为了简化将这些先进传感器解决方案集成到下一个智能冰箱或冰柜设计中的过程，英飞凌提供了全面的参考设计、演示板、评估板和软件解决方案组合。这些资源简化了设计流程，使您能够轻松开发创新、高效的设备。

 

为物联网制冷和冷冻系统提供安全无线连接

在智能冰箱和冰柜中集成 Wi-Fi 连接功能有诸多好处，但也引发了对网络安全和隐私的担忧。英飞凌通过提供专为物联网和智能家居时代量身定制的强大连接和安全解决方案来应对这些挑战。

采用英飞凌 AIROC ™蓝牙®和 Wi-Fi 模块的联网冰箱的优势在于，该模块包括 Wi-Fi 和蓝牙®芯片、组合解决方案和联网微控制器：

  • 提高能源效率： 远程监控和管理您的设备以确保最佳性能，例如开门检查
  • 智能库存管理： 利用支持 AI/ML 的微控制器（例如PSOC™ Edge）来分析食物数量并自动重新订购耗尽的物品。
  • 智能手机集成： 连接智能手机进行日历提醒、视频通话等，增强用户便利性。

为了 保护这些联网的智能家电，英飞凌的 OPTIGA™ Trust M 和 OPTIGA™ Trust M MTR 产品可与其他智能设备进行安全集成。与纯软件方法相比，这些解决方案与云连接速度最多可提高十倍，而且由于采用了预先个性化的证书，可快速、轻松地访问任何云提供商，因而具有很大的灵活性。OPTIGA™ Trust M MTR 已通过 Matter 认证，可与任何 MCU/SoC 配合使用，从而轻松为现有物联网设计添加安全的 Matter 兼容性。

智能冰箱的节能电源解决方案

现代 智能冰箱与冰柜需要更高的功率支撑，以驱动大尺寸触摸屏等先进功能。英飞凌的 CoolSET™ 电源集成电路可实现更高的功率输出，同时保持高能效。提高能效对于实现脱碳目标和遵守美国能源之星、欧盟 IEC 62552 和中国 GB 12021.2-2015 等能源评级标准至关重要。英飞凌的辅助 AC-DC 开关模式电源 (SMPS) 解决方案与优化的电机控制和超低功耗人机界面技术相辅相成，实现了更高的能效等级。

  • 高效的功率转换和灵活性
  • 分立解决方案： 采用分立式 CoolSET™ PWM 反激 IC，搭配易于使用的 CoolMOS™ P7 超结（SJ）MOSFET，在确保设计灵活性的同时，实现卓越的高效能表现。
  • 集成式解决方案：借助 CoolSET™ AC-DC 集成电源级（IPS），有效降低物料清单（BOM）成本、缩减占板空间并缩短开发周期。这些解决方案实现了可扩展的平台设计，通过准谐振或固定频率系列满足各种功率要求。所有集成的 CoolSET™ 系列产品都具有待机功耗低、成本效益高、环境温度耐受性强以及高达 43W 的功率输出等特点。
  • 此外，CoolSET™ SiP 系列集成了 800V P7 CoolMOS™、ZVS 原边控制器及基于 CT Link 技术的副边 SR 控制器，通过隔离式通信实现高达 60W 的功率输出，全部浓缩于紧凑的 SMD 封装之中。这种 ZVS 反激式解决方案降低了 BOM 成本和开关损耗，改善了 EMI 性能，并实现了超过 94% 的效率，是冰箱和冰柜辅助电源的理想选择。

利用我们精选的评估板评估英飞凌业界领先的解决方案，并利用我们的仿真工具 PowerEsim 简化您的设计流程。

面向智能制冷与冷冻系统的综合主机解决方案

主控系统对于实现现代智能冰箱和冰柜的智能功能和能效至关重要。作为中心枢纽，它负责管理和协调所有设备功能。英飞凌丰富的 MCU 产品组合可为各种控制要求提供量身定制的解决方案，确保在基本、中端和高端应用中实现最佳性能：

  • 基于 Arm® Cortex®-M0 内核的 PSoC™ 4 MCU 系列，以高性价比提供可编程模拟与数字模块、丰富的通用及专用产品、统一的软件框架，并支持集成电感或电容式感应功能。
  • 性能更强，性价比更高。 英飞凌基于Arm® Cortex® -M33 的PSoC™ Control C3 系列 MCU 支持 WBG，并具有实时控制功能，配备高性能 12 位 12 MSPS SAR ADC、内置 16 通道采样保持功能以及功能丰富的定时器/计数器/PWM (TCPWM) 模块。
  • PSOC™ 6 MCU 系列提供先进的物联网功能： 对于需要专门用于物联网用例的高可配置 MCU 的应用，PSOC™ 6 MCU 系列是理想的选择。该系列基于双核架构，采用 Arm® Cortex®-M4 和 Cortex®-M0+ 内核，提供灵活的高性能解决方案。它支持软件定义的外设，因此适用于蓝牙低功耗（BLE）通信、输入/输出数据控制和传感器聚合等任务。
  • 利用 PSOC™ Edge 实现边缘 AI/ML：为实现边缘人工智能 (AI) 和机器学习 (ML)，基于 Arm® Cortex®-M55/M33 内核的 PSOC™ Edge 全集成 MCU SoC 系列提供了一个高性能、低功耗的计算平台。该系列使开发人员能够以更低的系统功耗和成本，利用更丰富的功能加速开发。它有助于在边缘进行人工智能/移动语言处理，解决通常与基于云的人工智能/移动语言处理相关的隐私、数据带宽、可靠性和延迟问题。

通过选择合适的英飞凌 MCU 系列，您可以优化智能冰箱或冰柜的主控系统，提高智能功能和能效。

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