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智能家居遇能耗难题,Power Integrations是如何提供动力

2019-09-26 16:21:52 来源:大比特商务网 点击:2671

【大比特导读】一般来说,随着现在家庭设备自动化和物联网的快速增长,其需要有数十亿传感器,执行器和连接通讯提供动力基础,这就会造成显著增加电网的功率消耗。

在9月20日的“2019(深圳)AI+IoT与智能家居技术研讨会”上, Power Integrations深圳代表处资深FAE高智渊为我们带来了《为智能家居生态系统提供动力》这一主题演讲。

Power Integrations深圳代表处资深FAE高智渊

Power Integrations深圳代表处资深FAE高智渊


一般来说,随着现在家庭设备自动化和物联网的快速增长,其需要有数十亿传感器,执行器和连接通讯提供动力基础,这就会造成显著增加电网的功率消耗。另外,这些组件分别嵌入互联网家庭生态系统的产品中,除了会降低活动模式能耗之外,“永远在线”的产品要如何减少其待机时的功耗依然是设计师所持续面临的主要挑战,因为现在很多产品在待机时仍然是维持使用的状态。

超低待机功耗的必要性

截至2020年,预计将有20亿台智能家居联网设备需要交流电源供电,这些智能家居和智能灯泡的待机功耗是家庭用电的重要组成部分,而大待机电流功耗(如低功率因数)可增加传输损耗,是电力亚博国际登录网站的能耗负担。

高智渊表示到,“待机功耗不单单只是影响耗电而已,它还给技术带来难题,在这种没有零线的应用中,开关机械会导致LED灯泡产生闪烁或鬼影的现象。最近美国加州Title 20 (Tier-2)标准于2019年7月1日生效,它规定最大待机功率不得超过200 mW。由此可见,北美地区开始重视传输能源损耗问题。”
 

图片来源Power Integrations

据高智渊先生介绍,目前开关单火线可通过智能手机应用控制,能实现两线/单线/无零线布线、隔离3.6 V,使用EE8.3变压器、90-277 VAC输入工作、3 W至450 W负载、<100 µA漏电流,230 VAC,带BLE负载;广泛应用于照明控制墙壁开关和调光器、智能遮阳的墙壁开关、入墙式收发器。

另外,当继电器开关断开的时候,如果它需要取电就相当于一根线接到,另一根断开,这样所消耗的电流都会通过线流回到负载,再次当开关导通的时候,也就是说继电器已经闭合了,基本是与负载连在一起,AC-DC电模块就取不到电,电压就会变得非常低,这时就必须要一块线路来提供给传感器。Power Integrations这次带来的设计就是一个解决漏电掉电的方案,这个BER6832是该公司设计范例的一个名字,采用了TN2 LNK3202D的IC。

高性能、高效率

评价智能家居中的电源做得好不好,取决于负载短路是否有提供保护,是否有超低待机电流,是否有良好的散热效果,例如墙插基本是锁在墙壁底下或里面,空气流动性不好,这时要选的产品方案第一要点就考虑效率,毕竟效率越小,发热就越小。高智渊先生补充道。
 

图片来源Power Integrations

而3A23268C这款的IC设计效率就可以达到90%以上,在50度环境温度下,最高的元器件温度小于110度,满足市面的安规要求。适应这类电源的产品DER815,有45W恒功率输出,25V至15V输出电压,应用于智能音箱、管状电机。

最后高智源强调表示,“因为智能音响在启动的瞬间会有一个大电流,所以马达驱动就需要采用恒动力输出,当正常工作的时候,它只有1.875安培,但是启动的时候就可能需要3安培,然后达到5万,我们按三来来考虑。如果你电压一直保持着24伏的这种额定电压,三安乘一下就是72万,但是你正常的工作就是45瓦,你要花费的四七十五瓦的设计,整个75瓦东西来给给这种45瓦的供电很大浪费,而且一般一个是成本浪费,一个是空间体积的问题。”

总结来说,智能家居生态系统需从基本电源解决方案谈起,要简化具有超低待机功耗的高效AC-DC电源变换器饿设计,并且要符合新建筑的规范要求,减小尺寸并缩短设计周期时间。

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