【導(dǎo)讀】為了迎接智能家居成本挑戰(zhàn)，作為設(shè)備的‘心臟’器件------供電電源模塊，肯定也要面對市場的發(fā)展趨勢，迎接高成本要求的挑戰(zhàn)。降低供電系統(tǒng)成本的角度出發(fā)，優(yōu)化設(shè)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)量必須過關(guān)，因此只能通過優(yōu)化電路設(shè)計使電路中的各器件參數(shù)，在滿足設(shè)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(tǒng)正在逐步走進我們的世界，為提供更多的生活便捷而服務(wù)，完美地詮釋著人們對于智能家居的美好憧憬，而供電系統(tǒng)作為一切智能設(shè)備的心臟，是各個控制系統(tǒng)正常運行的有力保障。鑒此，筆者有幸采訪到了來自廣州金升陽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(tǒng)未來的發(fā)展方向。
迎接智能家居成本挑戰(zhàn) 從供電系統(tǒng)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(shè)備采用的器件開始逐步轉(zhuǎn)換為國產(chǎn)化器件便可看出趨勢所向，而智能家居應(yīng)用同樣面臨著成本過高的難題，這也是阻礙其普及的重要因素之一。“作為設(shè)備的‘心臟’器件------供電電源模塊，肯定也要面對市場的發(fā)展趨勢，迎接高成本要求的挑戰(zhàn)。”蔡曉靜指出，從降低供電系統(tǒng)成本的角度出發(fā)，一般來說主要有以下幾種方式：人工制造成本、物料成本、優(yōu)化設(shè)計。
優(yōu)化設(shè)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)量必須過關(guān)，因此只能通過優(yōu)化電路設(shè)計使電路中的各器件參數(shù)，在滿足設(shè)計降額的前提下減少對高參數(shù)的要求，從而使物料的成本得到降低；另一種方式就是通過理論分析，反復(fù)試驗，尋找到物美價廉的器件。對人工制造成本而言，隨著人力成本的提高，生產(chǎn)制造過程的自動化，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(tǒng)前景，專攻低功耗市場
雖然目前的智能家居尚未得到大規(guī)模的普及應(yīng)用，但可喜的是一些簡單實用的小玩意如智能插座，智能開關(guān)等正慢慢地走進我們的生活。通過廠家提供的相應(yīng)APP，我們可以在手機等終端的應(yīng)用界面直接控制安裝有智能開關(guān)的家用電器的開啟與關(guān)斷。“從實用性和目前的市場情況來看，智能家居控制系統(tǒng)有著較好的發(fā)展前景，而金升陽作為專業(yè)電源生產(chǎn)商，會針對智能家居產(chǎn)品中，低功率類的控制板提供供電電源。”蔡曉靜補充道。
據(jù)蔡曉靜介紹，金升陽針對低功耗控制板設(shè)計的供電電源可以分為兩大類：一類是AC轉(zhuǎn)DC的電源，主要為控制板的芯片和控制器件供電；另一類為DC轉(zhuǎn)DC電源，主要為低壓芯片和通信接口部分供電。通過集成化的模塊方式為設(shè)計工程師提供簡單化、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。
新型開關(guān)電源方案迎合小體積與節(jié)能需求
對于用戶來說，智能家居除了需要實現(xiàn)智能控制的功能外，對家居的裝飾功能同樣很重要，因此精致的外觀是不可或缺的。然而，很多時候正是由于外觀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(yīng)的要求，那么對電源來說會有新的問題出現(xiàn)：體積小了，很多保護功能沒有多余的空間放置，生產(chǎn)制造工藝的難度增大，電源的可靠性降低，很多情況下要滿足體積的要求，還要和器件廠家定制或使用非標品的材料，導(dǎo)致成本的提高。針對這一問題，蔡曉靜表示，金升陽在保證產(chǎn)品的安規(guī)和可靠性要求下，除了從設(shè)計電路優(yōu)化、產(chǎn)品散熱設(shè)計、新專利技術(shù)的研究等方面做突破外，還會結(jié)合智能家居產(chǎn)品生產(chǎn)商深入溝通，從結(jié)構(gòu)上對產(chǎn)品的體積、形狀引腳兼容等方式充分利用空間，開發(fā)滿足真正符合需求的產(chǎn)品。
而為了應(yīng)對智能家居控制器對于小體積、節(jié)能環(huán)保的要求，金升陽選擇使用開關(guān)電源替代傳統(tǒng)的解決方案。蔡曉靜指出，傳統(tǒng)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)點在于電路成本低，占板面積小，缺點在于電源的轉(zhuǎn)換效率低，輸入電壓波動范圍小，負載值容易受影響，電路調(diào)試相對比較復(fù)雜，最大的一點就是產(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)點在于電源電路很好調(diào)試，電路結(jié)構(gòu)也很簡單，高壓和低壓部分經(jīng)過變壓器隔離，提高了安全等級，價格成本相對來說也比較低，缺點在于輸入電壓的范圍受限，體積太大，轉(zhuǎn)換效率低，不滿足智能家居控制器對體積和節(jié)能方面的要求。
相反，采用開關(guān)電源作為智能家居控制器的解決方案，可以通過開關(guān)電源本身參數(shù)的設(shè)計，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，且附帶過流、短路等保護功能，從而實現(xiàn)外圍電路簡單，高效率、保護功能齊全的特點。由于開關(guān)電源采用高頻控制的方式，內(nèi)部變壓器可以設(shè)計得很小，使得整個開關(guān)電源小型化，最終彌補了上述兩種方案的缺點。
