洗濯と乾燥

洗濯機/乾燥機向けの、きわめて電力効率の高いモーター制御、直感的なHMI、高度なセンシング、予知保全、コネクティビティのためのソリューション

nobutton

概要

現代の洗濯機や乾燥機は、ランドリーマシンとも呼ばれ、音響騒音を抑え、水と洗剤の効率、そして最も重要なこととして、電力効率を高めることが求められます。同時に、直感的なHMI、接続性、および予知保全やエッジでのAI/MLなどの他のスマート機能を含める必要があります。インフィニオンの半導体およびセンサーソリューションの幅広いポートフォリオを活用して、他社に差をつけましょう。

利点

  • コスト最適化ソリューション
  • 堅牢で包括的な機能
  • 多様な製品ポートフォリオ
  • リアルタイム制御
  • 最先端のタッチソリューション
  • 相互運用性ソリューション
  • 堅牢なセキュリティ製品
  • Matter対応コネクティビティ
  • 専用モータ制御MCU
  • 電力効率の高いSi、SiC、GaN
  • 効率のための高度なセンシング
  • 予知保全ソリューション

ブロックダイヤグラム

概要

インバーター化モーターの効率向上を実現するWBGソリューション

インフィニオンのWBGソリューションは、ヒートポンプ、ファン、ドラムなどのランドリー機器において、高効率なインバーター化モーター制御を実現します。

当社のCoolGaN™ファミリーのディスクリートGaN HEMTおよび統合型GaN IPSデバイスは、ランドリー機器において2つの主要な利点を提供します。まず、GaNは最大1 kWのモーターでは低温で動作するため、ヒートシンクが不要になり、部品点数を削減でき、基板スペースも節約できます。これにより、システム全体のコストを削減できます。また、GaNはスイッチングを高速化できるため、ランドリー機器の超高速モーター設計が可能となり、騒音低減と性能向上につながります。さらに、CoolGaN™ Driveファミリーの集積パワーステージは、GaN HEMTにゲートドライバと保護機能を組み合わせることで、MCUの負荷を軽減します。

最大3.3 kVの高出力用途では、CoolSiC™シリコンカーバイドMOSFETにより、電力密度と性能を新たなレベルへ引き上げられます。高い熱伝導率、小型のデバイス フットプリントを備え、よりシンプルなトポロジーを採用できます。これらは、乾燥機がヒートポンプ技術に基づく洗濯乾燥機一体型機器で最も効果的に活用できます。この用途でコストを最適化するには、SiCにCoolMOS™ MOSFETやIGBTを組み合わせるのが、最適な組み合わせとなります。

CoolGaN™ HEMTおよび集積型パワーステージ
CoolSiC™ MOSFET
モーター制御向けシリコン パワー デバイス

ディスクリートMOSFETやIGBTなどのシリコン パワー デバイス、ならびにIPMなどの集積ソリューションは、洗濯機や乾燥機などで使用されるインバータ式ーBLDCモーター制御において、高信頼性、コスト最適化、高効率を実現する主要コンポーネントです。インフィニオンの幅広いシリコン パワー デバイスのポートフォリオとパワー分野におけるリーダーシップにより、ヒートポンプ、ファン、ドラム、排水ポンプ向けに、より効率的な新しいモーターを実装できます。

洗濯機開発を推進する主要なトレンドの一つは、効率化です。これを実現する一つの方法が、モーターのインバーター化です。インバーター化はIGBTベースのIPMの主要用途であるため、インフィニオンのCIPOS™ IPMファミリーはこの要件を満たすのに最適です。ディスクリートと比較したIPMの利点として、開発工数の削減による市場投入までの期間短縮、システム性能の最適化、部品点数の削減、実装面積の縮小、システム信頼性の向上などが挙げられます。インフィニオンのIPMは、ヒートポンプ、ドラム、排水ポンプでの使用に最適化されています。

熱最適化、柔軟性、設計カスタマイズが重視される場合、インフィニオンのディスクリートIGBTおよびMOSFETは信頼できる選択肢です。特に、SOT-223およびDPAKにモノリシック集積ダイオードを内蔵した600 V RC-D2 IGBTシリーズは、価格に敏感な民生用ドライブ市場向けに、低導通損失と高信頼性を両立するよう開発されており、あらゆるインバーター式洗濯機モーターでの使用に最適化されています。

CIPOS™ インテリジェント パワー モジュール
600 V RC-D2 IGBT
モーター制御マイクロコントローラー ソリューション

モーター制御システムを設計では、通常、システム全体が１つの部品 (MCU) を中心に設計されるため、設計者が考慮すべき要素のなかで最も重要なコンポーネントがMCUとなります。インフィニオンの幅広いマイクロコントローラーのポートフォリオには、非常にシンプルな単一モーターFOC向けMCUから、複合型洗濯機で最大2つまたは3つの独立したモーターを制御する高性能MCUまで、さまざまな選択肢があります。これらのMCUファミリーには、単一MCUによるモーター制御向けのArm® Cortex®-M0ベースのXMC1300/1400と、2～3個のモーター制御向けのArm® Cortex®-M7ベースのXMC7000ファミリーなどがあります。

さらに、モーター制御に特化して設計されたArm® Cortex®-M33ベースのインフィニオンの新製品PSOC™ Control C3M MCUファミリーは、単一モーター + PFC、デュアル モーター、またはデュアル モーター + PFCなどのシステム構成に最適な機能を備えています。これらの機能には、リアルタイム アプリケーション (例: PFCおよびトルク計算) 、複数トポロジーのサポート、高速なソフトウェア実装、WBG互換性、外部HWの必要性低減 (例: オペアンプ) が含まれます。さらに、このファミリーは、ディープスリープ、ディープスリープ オフ、ディープスリープRAM、ハイバネートなど、さまざまな低電力モードをサポートしています。

PSOC™ Control C3の開発者は、使いやすさを最大限に高める、統合型でセキュアなソフトウェア/ツール環境であるModusToolbox™ Motor Suiteも活用できます。

PSOC™ Control C3Mモーター制御MCU
ModusToolbox™ Motor Suite IDE
メイン制御およびHMI

現代の洗濯機システムの設計では、HMI制御とメイン制御の役割を1つのデバイス (通常はMCU) に統合することが多いです。

Arm® Cortex®-M0/M0+ をベースとした低消費電力で高性能なMCUのPSOC™ 4 Multi Senseファミリーは、HMIとメイン制御の2-in-1 統合を実現します。第5世代CAPSENSE™ テクノロジーを搭載したこのファミリーは、静電容量式および誘導式タッチによる独自のタッチ制御、液体の存在検知と液面センシング、優れた耐液性、さらに強力な主要機能の実装を、1つのデバイスで実現します。このファミリーの製品は拡張性に優れ、5 V動作に対応し、広いピンピッチのパッケージを採用しており、豊富な周辺機能をサポートしています。

次世代の洗濯機と乾燥機には、より大型のディスプレイも搭載されます。超低消費電力と高性能を両立するAI/MLマイクロコントローラーのPSOC™ Edgeファミリーは、ディスプレイ機能の向上に加え、スマート機能、タッチ制御、センサー データ処理、高度なAI/MLアルゴリズムの実装を可能にします。このファミリーは、低消費電力で高度なAI/ML処理を行えるエッジ処理ソリューションであり、大型画面だけでなく、衣類素材の検出などのAI統合も可能にします。

PSOC™ 4 Multi Sense MCU
PSOC™ Edge MCU
接続性およびセキュリティ ソリューション

状態監視から環境センシングまで、インフィニオンの洗濯機 乾燥機向け接続ソリューションは、最新のワイヤレス機能と相互運用性を提供します。

  • インフィニオンのAIROC™ 接続ソリューションは、さまざまな設計に対応するため、Wi-FiとBluetooth® のコンボに加えて、Bluetooth® のみの通信など、多様な選択肢を提供しています。Wi-Fi 4は最も低コストで、Wi-Fi 5/6は高いデータ スループットと混雑のないパフォーマンスを提供します。さらにWi-Fi 6は低消費電力も特長です。
  • 洗濯機 乾燥機を遠隔監視および管理するために、インフィニオンの接続ソリューションは、インターネット経由で接続されたワイヤレス制御を統合しています。これにより、存在、布地、重量、泡、フィルター目詰まりなどの高度な検知機能も利用でき、洗濯サイクルを最適化できます。
  • インフィニオンのコネクティビティ ソリューションは、相互運用性と柔軟性を高めるためMatterに対応し、OPTIGA™ Trustによりデータ セキュリティを強化します。

インフィニオンのソリューションは、最新のワイヤレス コネクティビティと高度な検出機能を組み合わせることで、ユーザー エクスペリエンスを向上させ、シームレスなスマートホーム エコシステムを実現します。

AIROC™ Wi-Fi + Bluetooth®コンボ
OPTIGA™ Trust組込みセキュリティ ソリューション
補助電源ソリューション

現在設計されている洗濯機や乾燥機には、HMIやセンサー ハブなど、電力供給が必要な周辺システムや機能ブロックがますます多く搭載されています。しかし、これらの追加機能はより低電力のDC電源を使用するため、規制基準を満たすべく、可能な限り低い消費電力とのバランスを取りながら変換する必要があります。したがって、この電力変換を実行でき、ディスプレイなど特定の機能でスタンバイ モードを有効にできる補助電源ソリューションは、重要な検討事項です。

インフィニオンのCoolSET™ ファミリーは、高度に統合されたAC-DCパワー ステージであり、洗濯機や乾燥機の部品表 (BOM) の削減、入力過電圧、ブラウンアウト、過電力保護などの保護機能の統合、ならびに継続的に監視して適応するバースト モードによる低待機電力を特長としています。本ポートフォリオは、非絶縁型バック トポロジー向けの固定周波数タイプ、または絶縁型/非絶縁型フライバック向けの準共振タイプで提供され、それぞれ内蔵MOSFETの耐圧定格、または出力電力要件に応じてスケーリングされます。

電力管理を容易に評価して最適化するため、設計者は最先端の評価ボードや、PowerEsimなどのシミュレーション ツールを利用できます。PowerEsimは現在、フライバックおよびバックの計算機能を備えており、すべてのCoolSET™ デバイスで利用可能です。

CoolSET™ AC-DC 統合パワーステージ
PowerEsimシミュレーション ツール

インバーター化モーターの効率向上を実現するWBGソリューション

インフィニオンのWBGソリューションは、ヒートポンプ、ファン、ドラムなどのランドリー機器において、高効率なインバーター化モーター制御を実現します。

当社のCoolGaN™ファミリーのディスクリートGaN HEMTおよび統合型GaN IPSデバイスは、ランドリー機器において2つの主要な利点を提供します。まず、GaNは最大1 kWのモーターでは低温で動作するため、ヒートシンクが不要になり、部品点数を削減でき、基板スペースも節約できます。これにより、システム全体のコストを削減できます。また、GaNはスイッチングを高速化できるため、ランドリー機器の超高速モーター設計が可能となり、騒音低減と性能向上につながります。さらに、CoolGaN™ Driveファミリーの集積パワーステージは、GaN HEMTにゲートドライバと保護機能を組み合わせることで、MCUの負荷を軽減します。

最大3.3 kVの高出力用途では、CoolSiC™シリコンカーバイドMOSFETにより、電力密度と性能を新たなレベルへ引き上げられます。高い熱伝導率、小型のデバイス フットプリントを備え、よりシンプルなトポロジーを採用できます。これらは、乾燥機がヒートポンプ技術に基づく洗濯乾燥機一体型機器で最も効果的に活用できます。この用途でコストを最適化するには、SiCにCoolMOS™ MOSFETやIGBTを組み合わせるのが、最適な組み合わせとなります。

CoolGaN™ HEMTおよび集積型パワーステージ
CoolSiC™ MOSFET

モーター制御向けシリコン パワー デバイス

ディスクリートMOSFETやIGBTなどのシリコン パワー デバイス、ならびにIPMなどの集積ソリューションは、洗濯機や乾燥機などで使用されるインバータ式ーBLDCモーター制御において、高信頼性、コスト最適化、高効率を実現する主要コンポーネントです。インフィニオンの幅広いシリコン パワー デバイスのポートフォリオとパワー分野におけるリーダーシップにより、ヒートポンプ、ファン、ドラム、排水ポンプ向けに、より効率的な新しいモーターを実装できます。

洗濯機開発を推進する主要なトレンドの一つは、効率化です。これを実現する一つの方法が、モーターのインバーター化です。インバーター化はIGBTベースのIPMの主要用途であるため、インフィニオンのCIPOS™ IPMファミリーはこの要件を満たすのに最適です。ディスクリートと比較したIPMの利点として、開発工数の削減による市場投入までの期間短縮、システム性能の最適化、部品点数の削減、実装面積の縮小、システム信頼性の向上などが挙げられます。インフィニオンのIPMは、ヒートポンプ、ドラム、排水ポンプでの使用に最適化されています。

熱最適化、柔軟性、設計カスタマイズが重視される場合、インフィニオンのディスクリートIGBTおよびMOSFETは信頼できる選択肢です。特に、SOT-223およびDPAKにモノリシック集積ダイオードを内蔵した600 V RC-D2 IGBTシリーズは、価格に敏感な民生用ドライブ市場向けに、低導通損失と高信頼性を両立するよう開発されており、あらゆるインバーター式洗濯機モーターでの使用に最適化されています。

CIPOS™ インテリジェント パワー モジュール
600 V RC-D2 IGBT

モーター制御マイクロコントローラー ソリューション

モーター制御システムを設計では、通常、システム全体が１つの部品 (MCU) を中心に設計されるため、設計者が考慮すべき要素のなかで最も重要なコンポーネントがMCUとなります。インフィニオンの幅広いマイクロコントローラーのポートフォリオには、非常にシンプルな単一モーターFOC向けMCUから、複合型洗濯機で最大2つまたは3つの独立したモーターを制御する高性能MCUまで、さまざまな選択肢があります。これらのMCUファミリーには、単一MCUによるモーター制御向けのArm® Cortex®-M0ベースのXMC1300/1400と、2～3個のモーター制御向けのArm® Cortex®-M7ベースのXMC7000ファミリーなどがあります。

さらに、モーター制御に特化して設計されたArm® Cortex®-M33ベースのインフィニオンの新製品PSOC™ Control C3M MCUファミリーは、単一モーター + PFC、デュアル モーター、またはデュアル モーター + PFCなどのシステム構成に最適な機能を備えています。これらの機能には、リアルタイム アプリケーション (例: PFCおよびトルク計算) 、複数トポロジーのサポート、高速なソフトウェア実装、WBG互換性、外部HWの必要性低減 (例: オペアンプ) が含まれます。さらに、このファミリーは、ディープスリープ、ディープスリープ オフ、ディープスリープRAM、ハイバネートなど、さまざまな低電力モードをサポートしています。

PSOC™ Control C3の開発者は、使いやすさを最大限に高める、統合型でセキュアなソフトウェア/ツール環境であるModusToolbox™ Motor Suiteも活用できます。

PSOC™ Control C3Mモーター制御MCU
ModusToolbox™ Motor Suite IDE

メイン制御およびHMI

現代の洗濯機システムの設計では、HMI制御とメイン制御の役割を1つのデバイス (通常はMCU) に統合することが多いです。

Arm® Cortex®-M0/M0+ をベースとした低消費電力で高性能なMCUのPSOC™ 4 Multi Senseファミリーは、HMIとメイン制御の2-in-1 統合を実現します。第5世代CAPSENSE™ テクノロジーを搭載したこのファミリーは、静電容量式および誘導式タッチによる独自のタッチ制御、液体の存在検知と液面センシング、優れた耐液性、さらに強力な主要機能の実装を、1つのデバイスで実現します。このファミリーの製品は拡張性に優れ、5 V動作に対応し、広いピンピッチのパッケージを採用しており、豊富な周辺機能をサポートしています。

次世代の洗濯機と乾燥機には、より大型のディスプレイも搭載されます。超低消費電力と高性能を両立するAI/MLマイクロコントローラーのPSOC™ Edgeファミリーは、ディスプレイ機能の向上に加え、スマート機能、タッチ制御、センサー データ処理、高度なAI/MLアルゴリズムの実装を可能にします。このファミリーは、低消費電力で高度なAI/ML処理を行えるエッジ処理ソリューションであり、大型画面だけでなく、衣類素材の検出などのAI統合も可能にします。

PSOC™ 4 Multi Sense MCU
PSOC™ Edge MCU

接続性およびセキュリティ ソリューション

状態監視から環境センシングまで、インフィニオンの洗濯機 乾燥機向け接続ソリューションは、最新のワイヤレス機能と相互運用性を提供します。

  • インフィニオンのAIROC™ 接続ソリューションは、さまざまな設計に対応するため、Wi-FiとBluetooth® のコンボに加えて、Bluetooth® のみの通信など、多様な選択肢を提供しています。Wi-Fi 4は最も低コストで、Wi-Fi 5/6は高いデータ スループットと混雑のないパフォーマンスを提供します。さらにWi-Fi 6は低消費電力も特長です。
  • 洗濯機 乾燥機を遠隔監視および管理するために、インフィニオンの接続ソリューションは、インターネット経由で接続されたワイヤレス制御を統合しています。これにより、存在、布地、重量、泡、フィルター目詰まりなどの高度な検知機能も利用でき、洗濯サイクルを最適化できます。
  • インフィニオンのコネクティビティ ソリューションは、相互運用性と柔軟性を高めるためMatterに対応し、OPTIGA™ Trustによりデータ セキュリティを強化します。

インフィニオンのソリューションは、最新のワイヤレス コネクティビティと高度な検出機能を組み合わせることで、ユーザー エクスペリエンスを向上させ、シームレスなスマートホーム エコシステムを実現します。

AIROC™ Wi-Fi + Bluetooth®コンボ
OPTIGA™ Trust組込みセキュリティ ソリューション

補助電源ソリューション

現在設計されている洗濯機や乾燥機には、HMIやセンサー ハブなど、電力供給が必要な周辺システムや機能ブロックがますます多く搭載されています。しかし、これらの追加機能はより低電力のDC電源を使用するため、規制基準を満たすべく、可能な限り低い消費電力とのバランスを取りながら変換する必要があります。したがって、この電力変換を実行でき、ディスプレイなど特定の機能でスタンバイ モードを有効にできる補助電源ソリューションは、重要な検討事項です。

インフィニオンのCoolSET™ ファミリーは、高度に統合されたAC-DCパワー ステージであり、洗濯機や乾燥機の部品表 (BOM) の削減、入力過電圧、ブラウンアウト、過電力保護などの保護機能の統合、ならびに継続的に監視して適応するバースト モードによる低待機電力を特長としています。本ポートフォリオは、非絶縁型バック トポロジー向けの固定周波数タイプ、または絶縁型/非絶縁型フライバック向けの準共振タイプで提供され、それぞれ内蔵MOSFETの耐圧定格、または出力電力要件に応じてスケーリングされます。

電力管理を容易に評価して最適化するため、設計者は最先端の評価ボードや、PowerEsimなどのシミュレーション ツールを利用できます。PowerEsimは現在、フライバックおよびバックの計算機能を備えており、すべてのCoolSET™ デバイスで利用可能です。

CoolSET™ AC-DC 統合パワーステージ
PowerEsimシミュレーション ツール

ドキュメント

ドキュメント

デザイン リソース

パートナー ソリューション

開発者コミュニティ

{ "ctalist":[ { "link" : "https://community.infineon.com/t5/forums/postpage/choose-node/true", "label" : "コミュニティに質問する", "labelEn" : "Ask the community" }, { "link" : "https://community.infineon.com/t5/Forums/ct-p/products", "label" : "製品フォーラムのディスカッション", "labelEn" : "View all discussions" } ] }