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本篇闡述單火智能開關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)及壁壘,在進(jìn)入文章之前,推薦閱讀——
《單火線設(shè)計系列文章1:場景由來、技術(shù)問題》
《單火線設(shè)計系列文章4:電源轉(zhuǎn)換電路和無線通信SOC電路》
單火智能開關(guān)解決了智能家居“免布線”“無零線”安裝智能開關(guān)的問題,但單火取電技術(shù)在應(yīng)用中仍有一些技術(shù)問題或瓶頸,下面列舉單火取電技術(shù)常遇到的技術(shù)難點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)對策。
閉態(tài)”鬼火”問題
根據(jù)上述閉態(tài)取電電路的工作原理,得知燈具回路中一直”存在”電流i,當(dāng)該電流i過大時,會導(dǎo)致某一些燈具出現(xiàn)”微亮”、”閃爍”(俗稱”鬼火”)。當(dāng)燈具在閉態(tài)電流i不超過60uA@220Vac時,可解決市場上≥3Watt燈具(@220Vac工作電壓)95%不出現(xiàn)鬼火。我們可從如下兩個大方向去優(yōu)化、消除這一現(xiàn)象:
(一).降低燈具回路中的電流i,即降低整機(jī)功耗
根據(jù)單火開關(guān)閉態(tài)工作原理,我們可從幾個方法對閉態(tài)取電電路的功耗進(jìn)行優(yōu)化:
(1).選取合適且低功耗、輕載高效率的閉態(tài)取電電路方案。針對閉態(tài)取電電路,硬件設(shè)計及選型可參考如下建議:
1.1 電源方案選型:選取超低功耗電源IC。例如:晶豐明源的超低待機(jī)功耗恒壓芯片BP8009,待機(jī)功耗1.5mW;
1.2 輸入母線電容選型:建議選取CBB電容,減少漏電流;電解電容存在一定的漏電流,在高溫下,漏電流會增大;
1.3 輸出電壓設(shè)置:在滿足器件工作電壓前提下,建議選取較低的輸出電壓,降低功耗;
1.4 輸出反饋線路的穩(wěn)壓二極管選型:選取<100uA的低電流Iz的穩(wěn)壓二極管;例如:江蘇長電/長晶的穩(wěn)壓二極管 MMSZ系列(Iz=50uA);
1.5 輸出電容選取:建議選取普通電解電容,減少使用固態(tài)電容;同等體積下,固態(tài)電容的容量大,但漏電流也大;
(2).選取合適且低功耗、輕載高效率的DC-DC或者低功耗、低壓差的LDO作為電源轉(zhuǎn)換電路方案,降低轉(zhuǎn)換電路帶來額外的損耗,例如:DC-DC方案:TI的TPS62120、LDO線性穩(wěn)壓方案:潤石的RS7550-1(Iq=2uA)等;如下圖所示,TPS62120的靜態(tài)電流為11uA,其輕載效率極高。
(3).選取合適的SOC平臺、制定合適單火線開關(guān)的無線通信SOC軟件工作機(jī)制,軟件工作機(jī)制需在功耗、性能、產(chǎn)品功能體驗(yàn)之間平衡。
3.1 檢查SOC所有引腳的配置方式。針對選用引腳、未選用引腳分別配置合理的IO模式,保證最小系統(tǒng)功耗最低。
3.2 軟件工作機(jī)制須制定嚴(yán)格的時序要求:
建議采用間歇性睡眠機(jī)制來降低功耗;
針對功耗和性能體驗(yàn)來制定入網(wǎng)、搜網(wǎng)、清網(wǎng)及OTA的工作時序;
合理調(diào)整外設(shè)電路狀態(tài)顯示時間間隔,例如LED指示燈亮滅頻率、時間間隔等;
在功耗和無線性能之間平衡,適當(dāng)降低發(fā)射功率來降低功耗。
(4).降低無線通信SOC平臺所連接的外設(shè)電路的功耗。
例如:LED指示燈在保證亮度、最小工作電流要求的前提下,選取功耗最優(yōu)的限流電阻;
(5).檢查閉態(tài)取電和開態(tài)取電電路的電源輸出端是否完全隔離。
若沒有隔離,則會通過開態(tài)取電電路進(jìn)行漏電而導(dǎo)致功耗增加。
(二).給燈具提供分流的支路,降低流入燈具的電流
分流支路的示意框圖如下圖所示,工程應(yīng)用中常用如下幾種方式給燈具提供分流支路:
1).將同一個場景下的多個燈具并聯(lián)到單火智能開關(guān)的一路輸出端共同控制使用,即多個并聯(lián)燈具分流;
2).更換燈具型號、功率去匹配單火智能開關(guān);
3).在燈具兩端并聯(lián)分流器件或者產(chǎn)品,例如X電容、分流器產(chǎn)品等。