人類對地球的影響不可否認，全球正在努力在我們享受的便利和奢侈品之間取得更好的平衡，并減少對環境的影響。其中一項運動是通過能源之星效率等標準來提高家用電器的效率。美國在執行新的效率標準方面歷來落后。例如，現在，如果您查看這些法規生效之前的 HVAC 壓縮機市場，美國僅占 HVAC 壓縮機逆變器市場的 5%。另一方面，中國已經幾乎 100% 實現了逆變器，而歐洲大約為 65%，因為他們有更早的法規。

好消息是美國已經意識到需要提高效率，并且正在努力迎頭趕上。許多標準最近已頒布或將在不久的將來頒布，包括：

該 爐效等級 走進在2019年夏天的效果。

HVAC 壓縮機 EE 法規將于 2023 年生效，同時淘汰消耗臭氧層的制冷劑。

美國能源部一項 旨在改善吊扇能耗的新 舉措展示了如何研究和制定上述法規。

如果您回顧幾年前，洗衣機使用的是所謂的永久分離式電容器電機。這些電機的整體效率約為 60%。在過去的幾年里，我們開始看到越來越多的洗衣機通過過渡到大約 80% 的效率的永磁或 BLDC 電機而獲得能源之星評級。隨著這些類型的電機技術的引入，您還必須為這些電機集成某種類型的驅動器，稱為逆變器。

這種新型電機技術本身效率更高。隨著逆變器的引入，可以實現變速電機控制，進一步提高效率并幫助滿足能源之星的要求。以暖通空調系統為例，歷史系統有一個單速風扇，因此無論需要冷卻或加熱負載，它總是以相同的速度運行。通過引入變速電機功能，電機可以以其實際額定功率的 50% 運行，從而減少 90% 的能源使用。以實際額定功率的 85% 運行的電機可將能源使用量減少 50%。

逆變器還有另一個好處：由于它能夠以可變速度運行電機以滿足加熱/冷卻負載需求，因此設備實際上會持續更長時間。這背后的原因是當設備只有一個速度時，它運行得越來越熱。這是典型的變頻冰箱，當您第一次插入新冰箱時，它將在其使用壽命期間以其額定功率的 20% 運行減去最初的兩小時冷卻周期。這有助于延長壓縮機和冰箱的使用壽命，并在提高輕載效率的同時顯著節約能源。

這種向逆變器化的轉變對制造商來說具有挑戰性，因為許多制造商沒有內部電力電子團隊。他們的專長在于了解如何制造機電系統。直到幾年前，電器還沒有逆變器驅動器和永磁或無刷直流電機。事實上，在用戶界面之外基本上沒有半導體內容。隨著變頻電機控制的引入，當前電器的內容發生了巨大變化。一個典型的逆變器由六個開關、三個半橋驅動器或一個三相逆變器驅動器、一個電機控制 IC、電流傳感器/分流器和一個輔助電源組成。

典型的逆變器由六個開關、三個半橋驅動器或一個三相逆變器驅動器、一個電機控制 IC、電流傳感器/分流器和一個輔助電源組成。

制造商面臨的另一個挑戰是成本。將新技術添加到電器中會使成本增加 15% 到 20%。這可能是提高能效的一個競爭劣勢，因為購買新洗衣機或冰箱的消費者可能會拒絕貴 15% 到 20% 的洗衣機或冰箱，并可能會選擇更便宜的版本。它以 退稅 作為激勵消費者來抵消成本并啟動能源之星趨勢。這種協同努力有助于開始教育消費者什么是能源之星電器，以及證明增加的前期成本合理的終身擁有成本。

半導體行業是實現這些效率提升的驅動力，而且這樣的事情已經不是第一次發生了。看看照明，從白熾燈泡到緊湊型熒光燈，然后最終到 LED 燈泡的過渡是半導體技術在一段時間內進步的結果。這項創新徹底改變了市場，并顯著減少了與室內照明相關的能源使用。正是這些相同類型的趨勢現在正在轉變為主要的家用電器。隨著各行各業的能源法規越來越多，產品中的半導體含量將會增加。半導體技術的進步將再次引領潮流。

從一開始，半導體行業就一直在遵循美洲的潛在法規。隨著它們成為法律，半導體行業將與原始設備制造商合作，以了解法規的含義以及它們可用于將下一代產品推向市場的解決方案。

對于在其中一些新技術方面沒有專業知識的制造商來說，這可能令人生畏。這就是為什么原始設備制造商與半導體公司建立真正的合作伙伴關系并利用他們的專業知識至關重要的原因。半導體合作伙伴傾向于創建針對特定應用的參考設計解決方案。這些參考設計可為 OEM 提供 80% 完整的硬件和軟件解決方案，并由原理圖和電路板布局文件提供支持。然后，OEM 可以將其生產成適合其最終申請人外形的解決方案，并通過這樣做，根據其產品空間的應用要求獲得所有權。擁有合適的半導體合作伙伴最終可以縮短產品上市時間。

根據 國際能源署的數據，電器占全球最終電力需求的 15%，或建筑用電量的四分之一。隨著人們越來越關注氣候變化，電器的能效將成為抑制能源消耗從而減少溫室氣體排放的關鍵途徑。在不久的將來，家電 OEM 可以期待更多的法規和能源標準。與合適的功率半導體公司合作對于跟上步伐至關重要。

審核編輯：郭婷