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6 Dec 2017, 6:43

用于智能家居和智能办公室的微型电源

必要的数据由传感器实时收集并传输到需要的地方。 这些传感器自然需要从可靠的电源供电。 虽然紧凑型电源是显而易见的解决方案,但这些模块必须慎重选择,同时考虑到智能家居应用的特殊要求。

几年前,只有技术精湛的人才能够经营一个智能家居,而将现有建筑安装必要的设备是一件代价昂贵的事情,涉及到对现有建筑结构进行大量的重新布线和修改。 如今,智能家居可以“现成”购买。 物联网(IoT)设备跨国供应商的进入彻底改变了市场。 今天,消费者可以从纯粹无限的智能设备和解决方案中进行选择,以方便安装和操作,价格也大幅下降。

应用和供应

为了给人们提供舒适的感受,智能家居设备需要实时交换数据。 这些数据是由众多的24/7全天候运行的传感器收集的,显然需要从可靠的来源连续供电(图1)。 根据实际应用,有多种选择可供选择:电池供电,能量采集,直流母线电源或直接连接到电网。 所有这些选项都有优点和缺点,不能在这里详细讨论。

图1:智能家庭具有大量的应用和传感器,需要可靠的供电。 在使用紧凑型电源的情况下,必须满足各种高度特定的要求。

许多智能家居应用都是由电池供电的,因为这提供了最大的灵活性,并且不需要电源连接。 但是,所有电池的使用寿命都有限,需要在某个阶段进行更换。 鉴于家庭中有大量设备,及时更换这些电池可能成为一项耗时的工作。 能源收获是一个很有前途的选择,但技术仍处于起步阶段,可能需要一段时间,直到市场上有实用,可靠和经济实惠的能源收集解决方案。

在工业应用中,具有稳定24 V输出的DIN导轨电源是建立的标准。 然而,这种直流总线系统在办公楼或住宅建筑中还不是标准功能,其安装通常非常昂贵。

设计用于为传感器和其他设备供电的紧凑型模块更实惠。 与电池类似,它们靠近应用安装,并由电源供电。

智能家居应用中的电源要求

安装在智能家居中的电源必须满足一些非常具体的要求。 除了负担得起,它们必须非常紧凑,否则将不可能将它们集成到设备中。 另外,由于应用程序定期在活动模式和空闲模式之间切换,因此它们必须经受住频繁变化的负载条件 鉴于智能家居设备通常处于待机模式,其待机功耗必须尽可能小。 最后但并非最不重要的,它们应该完全通过工业,商业和家庭系统的认证,因为这极大地方便了最终用户设备的认证。

紧凑和良好的保护

现代传感器和无线模块尺寸非常紧凑,现代电源也是如此。 仅在几年前,5W电源的平均尺寸是2“×1”(50.8mm×25.4mm)。 今天,它缩小到1“×1”(25.4mm×25.4mm)(图2)。 现代电源可以很容易地集成到额外的紧凑型智能家居设备中。 这种非常高的功率密度是通过采用初级侧调节(PSR)实现的。

图2:智能家居应用需要紧凑的电源,可以轻松集成到传感器和控制设备中。 图为几年前推出的电源与RECOM提供的最新一代模块之间的尺寸差异。 两个单位提供5 W.

当然,紧凑型电源必须像以前一样安全可靠。 这就是为什么他们应该得到适当的保护,以防止短路和过电压,并符合住宅区EMC标准。 为了降低成本,一些制造商在其设计中排除了集成式EMC滤波器。 因此,现在需要将这些滤波器结合到实际的设备中,使其不仅更大,而且更昂贵。

波动的负载状态是每天发生的

智能家居应用的电源暴露在经常变化的负载条件下。例如GSM模块在发送SMS或与基站通信时需要高达2A。闲置时,电流消耗降至1.5mA。这意味着电源必须能够处理突然的负载变化而不会导致极端的电压峰值。在这种情况下,暂时的行为也是一个重要的问题。大多数AC / DC数据手册仅指定负载变化范围从50%到75%时的控制模式,这与智能家居应用程序显然没有多大关系,其中0到25%范围内的变化是计数的范围。理想情况下,建立时间应该是500μs或更少。

典型的传感器应用程序在间歇模式下运行,以便大多数时间处于节能或睡眠模式。对于PCB安装和集成电源,欧洲ErP(能源相关产品)指令规定待机功耗低于500mW。考虑到智能家庭和物联网应用的日益普及以及即将用于供电的电源数量庞大,这种待机功耗仍然过高。优选地,电源应该具有小于500mW限制的一半的待机消耗。然而,低待机功耗并不是唯一的问题。许多物联网和智能家居应用都在极低的负载范围内运行,或者频繁地从零切换到低负载。即使数据表指定了优异的零负载功耗,但在低负载情况下,图像可能会有很大差异。这是由于控制器在零负载时自动切换到脉冲模式,以节省能源。即使是最小的负载,它也会切换回正常的运行模式

智能家居的电源

总之,未来的智能家居技术显然对于电源供应来说会带来新的挑战。 因此,开发人员需要仔细审查他们考虑的设计数据表格。 否则,他们可能会发现所选模块不符合他们的期望。

 

图3:RECOM最近推出了一系列专为智能家居和物联网应用而设计的新型紧凑型AC / DC电源

 

 

 

 

RECOM针对智能家庭和物联网应用的特定要求提供量身定制的1-10W AC / DC电源供应商。 新的RAC-G系列是专门为高效和长期供应技术性建筑组件而开发的。 由于其高效率和低待机损耗,它们是节能系统的理想选择。 除了国际认可的安全认证(EN 60950和EN 62368)外,这些模块还通过了EN 60335认证,用于住宅建筑。

 

 

konzy 还没写个人简介...

6 Dec 2017, 6:43