案例名稱:智能家居產品電源解決方案_Wifi智能插座 ZigBee智能開關

[關鍵詞摘要]  智能家居  單火線取電 WIFI ZigBee 無線遙控 智能插座  智能開關　兩線墻制 低功耗待機  單火 微功耗  非隔離  小體積DC-DC  AC-DC 開關電源 電源模塊

一、    智能家居簡介

智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網(wǎng)絡通信技術、 智能家居-系統(tǒng)設計方 案安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅 設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保 節(jié)能的居住環(huán)境。

一個遙控器就可以控制家里的所有燈關，還可以進行多變的場景燈光控制，電話遠程開關空調， 打開熱水器等，貼近居民家庭，真正做到科技改變生活。

智能家居基本組成：控制中心、智能開關、插座、智能調光 、家電（電視、音響）控制、空調控制、安防監(jiān)控、燈光、插座控制系統(tǒng);背景音樂系統(tǒng);電動窗簾、電動門窗等;影音系統(tǒng);安防系統(tǒng);綜合布線系統(tǒng)等。

下面是智能家居的示意圖及結構圖。

二、智能插座

智能插座，通常指內置Wi-FI模塊，通過智能手機的客戶端來進行功能操作的插座，基本的功能是通過手機客戶端可以遙控插座通斷電流，設定插座的定時開關。智能插座現(xiàn)在不主打安全方面的功能，而是強調家居的智能化，智能插座通常與家電設備配合使用，以實現(xiàn)定時開關等功能。

 基本組成: 智能插座內部包含了AC-DC電源、無線通訊單元模塊、繼電器及MCU控制單元等。無線通訊單元可以根據(jù)使用場合選擇合適的通訊方式，其中有RF射頻技術、IR紅外技術、WIFI技術、藍牙技術和ZigBee技術等，目前主流的智能插座采用WIFI控制方式。

智能插座AC-DC電源需要在滿足智能開關工作時所需功率的情況下，還要滿足待機工作時的低功耗問題. 如何降低其能耗問題是產品開發(fā)人員遇到的技術難點之一。

智能插座供電電源要求: 節(jié)能環(huán)保低待機功耗。低待機功耗產品愈來愈受到了消費者的日益關注。據(jù)國際權威機構統(tǒng)計，待機能耗已占民用電力消耗的3%-13%。中標認證中心的調查顯示，家電待機能耗占中國家庭 電力消耗的10%左右，家庭中各種家電產品的平均待機能耗為15-30W之間。家電產品的待機功耗一直被大家忽略，經(jīng)測試電腦、顯示器、打印機、電視機、DVD、音響功放的待機功耗在1.5w-30w。電器待機時電器元件處于長期工作狀態(tài)，也縮短了電器使用壽命，電網(wǎng)電壓過高時容易損壞電器。目前全國電視、電腦等家用電器已達幾 億臺，一年全國總計耗電可高達幾百億度。不算不知道，一算嚇一跳：小小的關機、待機環(huán)節(jié)，竟然可能悄悄吞噬如此巨大的電力！在我國節(jié)能減排的大趨勢下,家用電器的待機能耗已經(jīng)成為了一個不可忽視的問題。所以目前國內的消費電子產品也向著低功耗的方向發(fā)展,對于連接這些家電產品的智能插座就承擔起這個“零待機功耗”的重要任務。

二、  智能開關

智能開關，通常指微功耗單火線遙控開關，是一種新型的電子式墻壁開關系列產品。它采用單火線取電技術，接線方式簡單與普通墻壁開關完全相同，可與普通墻壁開關兼容、互換（真正實現(xiàn)免布線）；具有多種電子功能(開關、調光、定時、群控、場景等)，多種操控方式(觸摸式、聲光控、無線遙控、人體感應等)，可以滿足多種場合、人群的不同需要。它負載兼容性強，可以開關控制包括節(jié)能燈在內的各種電工或照明電路負載；可以滿足白熾燈泡、節(jié)能燈、熒光燈、鹵素燈、LED燈、吊扇（或電扇、排氣扇）等的開關、調光、調速控制工作。它采用微功耗工作方式，開關流暢、諧波極小，符合節(jié)能環(huán)保的理念。其功能包括開關的控制方式，控制效果和控制過程。

控 制對象是照明、家電、門窗、防盜等全套電器，控制任務可以任意設置和改變，可以實現(xiàn)全開、全關、調光調速、定時程控、場景設置等復雜操作功能，為人們提供 了方便、舒適、時尚、節(jié)能的生活方式。智能開關一般由中央控制系統(tǒng)、信息傳感器、終端執(zhí)行器（開關驅動裝置），并采用信息總線、網(wǎng)絡、有線載波、無線電等 方式通信相連接而進行工作。現(xiàn)在主流的控制方式是遠程無線控制, 比如RF射頻技術(315MHZ, 433MHZ對碼開關)、IR紅外技術、WIFI技術、藍牙技術和ZigBee技術等，ZWAVE智能開關(868MHZ)，以及ZIGBEE智能開關(2.4G)等, 由于ZigBee技術具有通訊距離長、穿墻能力較強、發(fā)射功耗較低的特點，比較適合智能家居應用場合，成為智能開關的主流控制方式。

智能開關的技術難點:　由于單火線開關取任意一點電都是要流過燈具的，所以當開關的耗電量大于約為220V/50uA左右的時候，當電量達到燈具內部電容充電需求的時候，形成瞬間電流，一個小功率W數(shù)燈，比如2W的LED，就勢必出現(xiàn)閃爍。因為2W的燈，它點亮的電流很小=2W/220V=9mA。這就是俗稱的“鬼火”，也就是燈具在關閉狀態(tài)下的閃爍現(xiàn)象(單線制電子開關帶節(jié)能燈(LED燈)會閃爍的原因)。

對于需要遠程控制的無線遙控智能開關，勢必需要更多的電量，又要平衡“鬼火”問題，所以這個就是單火線取電的難點。開關工作時需要的瞬間電流至少要2mA （315MHz)或 30mA(ZigBee). 所以對于電流需求偏大的ZigBee開關產品，單火線取電就更為困難。

四、小型化低功耗模塊電源在智能家居產品(智能插座,智能開關)中的應用

低功耗小功率電源主要應用于智能家居的執(zhí)行單元（如智能開關,智能插座）或小型的控制器中，在此領域內應用的電源通常是 AC/DC(DC/DC) 小功率產品，Min的應用需求可能在 1W 以內，功能稍復雜的產品可能用到 ２W-5W 的電源產品。對產品的要求有如下幾個方面：

（1）小體積，方便安裝于標準外殼內；

（2）超低功耗，降低智能插座的待機功耗或智能開關的“鬼火”現(xiàn)象

 (3) 效率高，發(fā)熱低；

（4）故障率低， 質量穩(wěn)定可靠是產品的首要因素。

針對智能家居行業(yè)特點，東莞迅迪電子有限公司推出了一系列適合于智能家居產品使用的小型化模塊電源。

該系列產品為SIP４腳插針結構的超小型DC/DC (AC/DC) 電源，其尺寸

為L18*W9.5*H15.5mm，為業(yè)內該類型電源較小體積。其特點由于采用了先

進的電路結構，成本得到了很好的控制，非常適合運用在智能家居產品中

大量廣泛應用，目前已經(jīng)成功應用于多個智能家居產品中，如智能插座(零

火線)、智能開關(單火線)等。具體產品參數(shù)可以參考:

東莞迅迪電子有限公司網(wǎng)站：www.xunzhi168.com。

東莞市迅迪電子公司研發(fā)推出的PI系列超小型一體化智能家居電源模塊,其輸入電壓范圍非常寬(13V-380V) 、輸出功率較大(可選: 50mA,100mA,150mA,200mA,300mA,350mA等)、輸出電壓可選(3V,3.3V,5V,6V,9V,12V等),燈具負載范圍寬(1W-3000W)、功耗低發(fā)熱較 小。可以為控制電路(如專用控制IC，MCU，紅外接收頭,RF遙控模塊，繼電器或者可控硅等)提供穩(wěn)定的工作電源

　　產品特點：

* 超寬輸入電壓：13～380VDC

* 輸出保護功能：短路和過流保護

* 高效率：電源Max效率>83%;

* 大電流：輸出Max電流180mA(200mA/300mA或以上型號可選型);

* 低功耗：輸出空載時功耗小于5mW;

* 內部集成LDO電路：穩(wěn)定輸出5Ｖ電壓(3.3V/5V或其它電壓可選型),無需要外部另加穩(wěn)壓IC電路

　 * 超小體積：L18*W9.5*H15.5m．