打造智能家居，从AC/DC电源开始
最新更新时间：2020-12-07
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智能家居以住宅为平台，通过综合布线、网络通信和自动控制等技术将设施/电器集成，构建出一套高效的管理系统，极大地提升人们生活的便利性。近年来，随着科技进步，智能家居已经从概念走向落地。
对于智能家居而言，电源模块是系统稳定运转的关键所在，尤其是AC/DC电源，担负着为控制板和控制器件等供电的任务，是智能家居开始运转的“源头”。在由电子发烧友举办的“2020年度第七届中国IoT大会”上，Power Integrations资深FAE王洪奎分享了《适用于智能家居和智能建筑的高效AC/DC电源解决方案》。
【图为PI资深应用工程师王洪奎在演讲中】
打破传统墙壁开关控制模式
实现墙壁开关智能化
智能家居的发展带来了很多AC/DC电源的需求。各类智能控件和智能终端要实现远程控制，需要加入传感器和无线连接模块，都需要AC/DC电源供电，PI可以提供这些智能控件和智能终端全套AC/DC电源方案。
以墙壁开关为例，传统住宅的墙壁开关通常只控制火线，手动控制机械开关断开和闭合电路。
智能墙壁开关是通过AC/DC电源器件+传感器或者控制器的方式来实现，并加入无线连接模块用于远程控制。王洪奎在此推荐Power Integrations的LinkSwitch™-TN2，满足智能开关供电要求，具有以下优势：
非常低的芯片静态功耗
轻载时进入降频模式
专利技术使输入电流平均化
支持降压、升降压和反激拓扑结构
元件数量少
【LinkSwitch™-TN2器件选型表】
【LNK3202D待机电流约为RCC反激电源待机电流的1/10】
单火线智能开关DER-832便是基于LNK3202D和蓝牙通讯协议设计，支持智能手机APP控制，230VAC有蓝牙模块时的待机电流<100µA，能够避免LED灯产生微闪现象。
【DER-832单火线智能开关】
- 墙壁插座/插线板挑战多
- InnoSwitch3帮你一一化解
智能家居理念兴起后，家用电子产品不仅越来越智能化，数量也在增加。在这样的大背景下，墙壁插座/插线板在功能化之外，开始强调智能化，甚至是艺术化。
王洪奎在分享中指出，墙壁插座/插线板在智能家居的热潮下需要应对以下挑战：
尺寸受限，无风冷，内部环境温度高达70°C；
要求很高的效率和很好的热性能；
为满足快速充电需求，Type-C口输出功率提升到30W。
Power Integrations高集成度的InnoSwitch3反激式开关电源IC适用于小尺寸应用，能够帮助设计者应对以上挑战。InnoSwitch3具有输入AC电压检测，提供输入浪涌保护，空载功耗的影响<2mW；集成650V/725V/750V功率开关管；采用同步整流驱动，减少二极管导通时间，增加SR FET导通时间，实现最佳效率；采用Power Integrations专利的开关和控制技术，效率极高，损耗极低；利用高速FluxLink™耦合技术代替光耦，使用寿命更长。
【InnoSwitch3参考设计】
针对墙壁插座/插线板应用，王洪奎强调了在InnoSwitch3-Pro中增加I2C 数字接口这一优势，能够通过USB线与负载设备进行通信，动态设置包括输出电压和电流，CV、CC及CP特性。
【InnoSwitch3-Pro系列IC增加I2C 数字接口】
- 进一步提升功率开关效率
- 氮化镓潜力无限
对于智能家居方案开发设计，小型化、集成化、高效率都是未来趋势，氮化镓在功率器件中的爆发正是顺应了这样的趋势。
相较于传统的Si MOSFET，氮化镓开关管在RDS(ON) 、开关损耗、总损耗等方面的表现都更出色：
【氮化镓开关管的RDS(ON)比MOSFET低】
【氮化镓开关管的开关损耗更低】
【氮化镓器件的总损耗大大低于MOSFET】
基于以上优势，Power Integrations高效率的45 W USB PD电源方案拥有更高的集成度，在极小的尺寸下实现了92.9%的效率，可靠的同步整流操作，且能够在DCM-QRM-CCM工作方式平滑切换。
【DER-600- 45 W超紧凑USB PD 3.0电源】
Power Integrations专注AC/DC电源应用
正如开篇所言，在智能家居推进的过程中，拥有高效稳定的AC/DC电源器件是必不可少的。Power Integrations专注AC/DC电源应用，用更高集成度、更稳定的产品帮助用户提高电源可靠性，节省研发、采购及生产成本。
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