【導讀】為了迎接智能家居成本挑戰，作為設備的‘心臟’器件------供電電源模塊，肯定也要面對市場(chǎng)的發(fā)展趨勢，迎接高成本要求的挑戰。降低供電系統成本的角度出發(fā)，優(yōu)化設計和物料是相互銜接的，首先要保證電源產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，選擇的物料質(zhì)量必須過(guò)關(guān)，因此只能通過(guò)優(yōu)化電路設計使電路中的各器件參數，在滿(mǎn)足設計降的要求，從而使物料的成本得到降低。
智能家電和智能安防等新型家居系統正在逐步走進(jìn)我們的世界，為提供更多的生活便捷而服務(wù)，完美地詮釋著(zhù)人們對于智能家居的美好憧憬，而供電系統作為一切智能設備的心臟，是各個(gè)控制系統正常運行的有力保障。鑒此，筆者有幸采訪(fǎng)到了來(lái)自廣州金升陽(yáng)科技有限公司的高級FAE工程師蔡曉靜，與其共同探討智能家居領(lǐng)域中電源系統未來(lái)的發(fā)展方向。
迎接智能家居成本挑戰 從供電系統做起
當前的大環(huán)境下，各行業(yè)產(chǎn)品要求的成本都在逐漸提升，從很多設備采用的器件開(kāi)始逐步轉換為國產(chǎn)化器件便可看出趨勢所向，而智能家居應用同樣面臨著(zhù)成本過(guò)高的難題，這也是阻礙其普及的重要因素之一。“作為設備的‘心臟’器件------供電電源模塊，肯定也要面對市場(chǎng)的發(fā)展趨勢，迎接高成本要求的挑戰。”蔡曉靜指出，從降低供電系統成本的角度出發(fā)，一般來(lái)說(shuō)主要有以下幾種方式：人工制造成本、物料成本、優(yōu)化設計。
優(yōu)化設計和物料是相互銜接的，首先要保證電源產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，選擇的物料質(zhì)量必須過(guò)關(guān)，因此只能通過(guò)優(yōu)化電路設計使電路中的各器件參數，在滿(mǎn)足設計降額的前提下減少對高參數的要求，從而使物料的成本得到降低；另一種方式就是通過(guò)理論分析，反復試驗，尋找到物美價(jià)廉的器件。對人工制造成本而言，隨著(zhù)人力成本的提高，生產(chǎn)制造過(guò)程的自動(dòng)化，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率是最有效的解決辦法。
看好智能家居控制系統前景，專(zhuān)攻低功耗市場(chǎng)
雖然目前的智能家居尚未得到大規模的普及應用，但可喜的是一些簡(jiǎn)單實(shí)用的小玩意如智能插座，智能開(kāi)關(guān)等正慢慢地走進(jìn)我們的生活。通過(guò)廠(chǎng)家提供的相應APP，我們可以在手機等終端的應用界面直接控制安裝有智能開(kāi)關(guān)的家用電器的開(kāi)啟與關(guān)斷。“從實(shí)用性和目前的市場(chǎng)情況來(lái)看，智能家居控制系統有著(zhù)較好的發(fā)展前景，而金升陽(yáng)作為專(zhuān)業(yè)電源生產(chǎn)商，會(huì )針對智能家居產(chǎn)品中，低功率類(lèi)的控制板提供供電電源。”蔡曉靜補充道。
據蔡曉靜介紹，金升陽(yáng)針對低功耗控制板設計的供電電源可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是AC轉DC的電源，主要為控制板的芯片和控制器件供電；另一類(lèi)為DC轉DC電源，主要為低壓芯片和通信接口部分供電。通過(guò)集成化的模塊方式為設計工程師提供簡(jiǎn)單化、靈活化的電源解決方案，從而提高智能家居產(chǎn)品的使用可靠性。
新型開(kāi)關(guān)電源方案迎合小體積與節能需求
對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，智能家居除了需要實(shí)現智能控制的功能外，對家居的裝飾功能同樣很重要，因此精致的外觀(guān)是不可或缺的。然而，很多時(shí)候正是由于外觀(guān)的需求造成了智能產(chǎn)品體積的局限，對電源模塊的體積小型化也有了相應的要求，那么對電源來(lái)說(shuō)會(huì )有新的問(wèn)題出現：體積小了，很多保護功能沒(méi)有多余的空間放置，生產(chǎn)制造工藝的難度增大，電源的可靠性降低，很多情況下要滿(mǎn)足體積的要求，還要和器件廠(chǎng)家定制或使用非標品的材料，導致成本的提高。針對這一問(wèn)題，蔡曉靜表示，金升陽(yáng)在保證產(chǎn)品的安規和可靠性要求下，除了從設計電路優(yōu)化、產(chǎn)品散熱設計、新專(zhuān)利技術(shù)的研究等方面做突破外，還會(huì )結合智能家居產(chǎn)品生產(chǎn)商深入溝通，從結構上對產(chǎn)品的體積、形狀引腳兼容等方式充分利用空間，開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足真正符合需求的產(chǎn)品。
而為了應對智能家居控制器對于小體積、節能環(huán)保的要求，金升陽(yáng)選擇使用開(kāi)關(guān)電源替代傳統的解決方案。蔡曉靜指出，傳統電源的解決方案通常由以下兩種方式得到低壓直流輸出：RC阻容式降壓和工頻變壓器降壓。RC阻容式降壓方案的優(yōu)點(diǎn)在于電路成本低，占板面積小，缺點(diǎn)在于電源的轉換效率低，輸入電壓波動(dòng)范圍小，負載值容易受影響，電路調試相對比較復雜，最大的一點(diǎn)就是產(chǎn)品的輸入端與輸出端不隔離，容易造成觸電，有可能危害人身的安全。
工頻變壓器降壓方案優(yōu)點(diǎn)在于電源電路很好調試，電路結構也很簡(jiǎn)單，高壓和低壓部分經(jīng)過(guò)變壓器隔離，提高了安全等級，價(jià)格成本相對來(lái)說(shuō)也比較低，缺點(diǎn)在于輸入電壓的范圍受限，體積太大，轉換效率低，不滿(mǎn)足智能家居控制器對體積和節能方面的要求。
相反，采用開(kāi)關(guān)電源作為智能家居控制器的解決方案，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)電源本身參數的設計，實(shí)現穩壓輸出，且附帶過(guò)流、短路等保護功能，從而實(shí)現外圍電路簡(jiǎn)單，高效率、保護功能齊全的特點(diǎn)。由于開(kāi)關(guān)電源采用高頻控制的方式，內部變壓器可以設計得很小，使得整個(gè)開(kāi)關(guān)電源小型化，最終彌補了上述兩種方案的缺點(diǎn)。
