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在9月20日的“2019(深圳)AI+IoT與智能家居技術(shù)研討會”上， Power Integrations深圳代表處資深FAE高智淵為我們帶來了《為智能家居生態(tài)系統(tǒng)提供動力》這一主題演講。

Power Integrations深圳代表處資深FAE高智淵

一般來說，隨著現(xiàn)在家庭設(shè)備自動化和物聯(lián)網(wǎng)的快速增長，其需要有數(shù)十億傳感器，執(zhí)行器和連接通訊提供動力基礎(chǔ)，這就會造成顯著增加電網(wǎng)的功率消耗。另外，這些組件分別嵌入互聯(lián)網(wǎng)家庭生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品中，除了會降低活動模式能耗之外，“永遠(yuǎn)在線”的產(chǎn)品要如何減少其待機(jī)時的功耗依然是設(shè)計(jì)師所持續(xù)面臨的主要挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)在很多產(chǎn)品在待機(jī)時仍然是維持使用的狀態(tài)。

超低待機(jī)功耗的必要性

截至2020年，預(yù)計(jì)將有20億臺智能家居聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要交流電源供電，這些智能家居和智能燈泡的待機(jī)功耗是家庭用電的重要組成部分，而大待機(jī)電流功耗(如低功率因數(shù))可增加傳輸損耗，是電力企業(yè)的能耗負(fù)擔(dān)。

高智淵表示到，“待機(jī)功耗不單單只是影響耗電而已，它還給技術(shù)帶來難題，在這種沒有零線的應(yīng)用中，開關(guān)機(jī)械會導(dǎo)致LED燈泡產(chǎn)生閃爍或鬼影的現(xiàn)象。最近美國加州Title 20 (Tier-2)標(biāo)準(zhǔn)于2019年7月1日生效，它規(guī)定最大待機(jī)功率不得超過200 mW。由此可見，北美地區(qū)開始重視傳輸能源損耗問題。”
 

據(jù)高智淵先生介紹，目前開關(guān)單火線可通過智能手機(jī)應(yīng)用控制，能實(shí)現(xiàn)兩線/單線/無零線布線、隔離3.6 V，使用EE8.3變壓器、90-277 VAC輸入工作、3 W至450 W負(fù)載、<100 µA漏電流，230 VAC，帶BLE負(fù)載;廣泛應(yīng)用于照明控制墻壁開關(guān)和調(diào)光器、智能遮陽的墻壁開關(guān)、入墻式收發(fā)器。

另外，當(dāng)繼電器開關(guān)斷開的時候，如果它需要取電就相當(dāng)于一根線接到，另一根斷開，這樣所消耗的電流都會通過線流回到負(fù)載，再次當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通的時候，也就是說繼電器已經(jīng)閉合了，基本是與負(fù)載連在一起，AC-DC電模塊就取不到電，電壓就會變得非常低，這時就必須要一塊線路來提供給傳感器。Power Integrations這次帶來的設(shè)計(jì)就是一個解決漏電掉電的方案，這個BER6832是該公司設(shè)計(jì)范例的一個名字，采用了TN2 LNK3202D的IC。

高性能、高效率

評價智能家居中的電源做得好不好，取決于負(fù)載短路是否有提供保護(hù)，是否有超低待機(jī)電流，是否有良好的散熱效果，例如墻插基本是鎖在墻壁底下或里面，空氣流動性不好，這時要選的產(chǎn)品方案第一要點(diǎn)就考慮效率，畢竟效率越小，發(fā)熱就越小。高智淵先生補(bǔ)充道。
 

而3A23268C這款的IC設(shè)計(jì)效率就可以達(dá)到90%以上，在50度環(huán)境溫度下，最高的元器件溫度小于110度，滿足市面的安規(guī)要求。適應(yīng)這類電源的產(chǎn)品DER815，有45W恒功率輸出，25V至15V輸出電壓，應(yīng)用于智能音箱、管狀電機(jī)。

最后高智源強(qiáng)調(diào)表示，“因?yàn)橹悄芤繇懺趩拥乃查g會有一個大電流，所以馬達(dá)驅(qū)動就需要采用恒動力輸出，當(dāng)正常工作的時候，它只有1.875安培，但是啟動的時候就可能需要3安培，然后達(dá)到5萬，我們按三來來考慮。如果你電壓一直保持著24伏的這種額定電壓，三安乘一下就是72萬，但是你正常的工作就是45瓦，你要花費(fèi)的四七十五瓦的設(shè)計(jì)，整個75瓦東西來給給這種45瓦的供電很大浪費(fèi)，而且一般一個是成本浪費(fèi)，一個是空間體積的問題。”

總結(jié)來說，智能家居生態(tài)系統(tǒng)需從基本電源解決方案談起，要簡化具有超低待機(jī)功耗的高效AC-DC電源變換器餓設(shè)計(jì)，并且要符合新建筑的規(guī)范要求，減小尺寸并縮短設(shè)計(jì)周期時間。