智能家居控制器電源解決方案探討

OFweek智能家居網(wǎng)智能家居控制器電源解決方案探討智能家居是以住宅為平臺(tái),利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能家居-集成,構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。其中供電系統(tǒng)是這一切智能設(shè)備的心臟，是各個(gè)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障?？刂破饔幸粋€(gè)共性要求-小體積，體積大小一般類似為家庭常見的插排，因此要美觀的控制器和控制面板更便于實(shí)現(xiàn)家居裝飾的美觀和舒適。圖一智能家居結(jié)構(gòu)示意圖二、方案對(duì)比對(duì)于控制器電路的電源設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中,工程師見到最多的方案一般有兩種：RC阻容式降壓和工頻變壓器降壓，結(jié)合圖二和圖三來分析兩種方案的特點(diǎn)。圖二為RC阻容式降壓電路在控制板上的應(yīng)用圖，從圖中可以看出，電源主RC阻容式降壓電路進(jìn)行電LDO穩(wěn)壓芯片輸出一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓滿足MCU和信號(hào)隔離的情況下對(duì)后端負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于電路成本低,電源電路占板面轉(zhuǎn)換效率低,輸入電壓波動(dòng)范圍小,負(fù)載值容易受影響,電路調(diào)試相對(duì)比較復(fù)雜，的安全。圖三變壓器電源解決方案圖三為變壓器降壓方案，輸入端和輸出端電路和RC阻容式降壓方案一樣,都需要對(duì)電壓和后端負(fù)載做一定的保護(hù),區(qū)別就是功率轉(zhuǎn)換為變壓器傳輸，由于輸入電壓為市電,市電的交流頻率為50HZ，因此變壓器的體積相對(duì)來說會(huì)很大，LDO較低。但是輸入電壓的范圍受限，最大的缺點(diǎn)就是體積太大，轉(zhuǎn)換效率地，不滿足智能家居控制器對(duì)小體積、節(jié)能環(huán)保的要求。OFweek智能家居網(wǎng)圖四開關(guān)電源解決方案圖四中采用了開關(guān)電源的方案替代RC阻容式降壓和變壓器的方案,通過開關(guān)電源本身參數(shù)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，且附帶過流、短路等保護(hù)功能，從而實(shí)現(xiàn)外圍電路簡(jiǎn)單，高效率、保護(hù)功能齊全的特點(diǎn).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(jì)得很小，使得整個(gè)開關(guān)電源小型化，最終彌補(bǔ)了上述兩種方案的缺點(diǎn)。三、一款應(yīng)用于智能家居的典型開關(guān)電源產(chǎn)品LS列電源采用包封工藝，具有交直流兩用、輸入電壓范圍寬、高效率、高可靠性、低功耗、安全隔離等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛適用于智能家居、電力儀表、工業(yè)、辦公、民用等設(shè)備中。圖五產(chǎn)品實(shí)物圖產(chǎn)品特點(diǎn)：●超寬輸入電壓:100~400VDC(85~264VAC)●輸出短路和過流保護(hù)●高效率、高功率密度●低功耗、綠色環(huán)?！癯◇w積●滿足UL/CE安規(guī)認(rèn)證基本工作介紹原理:1和3引腳引入，經(jīng)過整流濾波后到達(dá)功率隔離變壓器,由高壓開關(guān)器件和控制器控制能量從功率隔離變壓器的初級(jí)傳輸?shù)酱渭?jí)，最后經(jīng)輸出整流濾波電路得到所需的輸出電壓。斷輸出電壓,且當(dāng)過流或短路消失后，輸出電壓自動(dòng)恢復(fù)正常.四、開關(guān)電源應(yīng)用于智能窗簾控制器圖六智能窗簾控制器圖六為小體積開關(guān)電源產(chǎn)品在智能窗簾控制器中的應(yīng)用,系統(tǒng)工作情況如下:OFweek智能家居網(wǎng)輸入端:由于供電端是交流市電220VAC，市電屬于不太穩(wěn)定的供電電壓,正常情況下都會(huì)有±10％波動(dòng)范圍，而在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)嚴(yán)重的情況下會(huì)達(dá)到±30％波動(dòng)的范圍，因此就需要開關(guān)電壓要有較寬的輸入電壓范圍，LS03-10B05R2產(chǎn)品的工作電壓范圍是85~264VAC,很好的滿足電網(wǎng)波動(dòng)的范圍，EMC中的不受外界干擾影響.輸出端：由于LS03-10B05R2產(chǎn)品本身就具備了過流保護(hù)和短路保護(hù)功能，繼電器組，進(jìn)而控制馬達(dá)來改變窗簾的狀態(tài)。五、小結(jié)金升陽AC-DC模塊電源LS系列產(chǎn)品通過技術(shù)人員的不懈努力，在超小體積的基礎(chǔ)上滿足了安規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范,同時(shí)，在無浪涌、脈沖群等EMC要求的條件下,LS01-XX/LS03—15BXXSR2只需要按照推薦電路在輸入和輸出端外接一個(gè)濾波電容便可以實(shí)現(xiàn)AC輸入與DC主辦的電源產(chǎn)品