智能家居中重要的AC/DC

黄山明
随着科技的发展,开关电源逐渐取代线性稳压器成为主流的AC/DC转换方案。上世纪70年代初期,这是开关电源开始进入大众视野的时期。在这个阶段,最初的AC/DC转换器主要是线性稳压器方案,功率较小,效率较低,发热较大,无法满足大功率小体积的需求。然而,这种方式的纹波小,性能好,因此仍然被用于一些特定高性能场景。

本文来自电子发烧友网,作者/黄山明。

AC/DC是电源的一种规格,其中AC表示交流电,DC表示直流电,其主要作用是将输入的交流电转换成输出的直流电。这种电源转换过程通常由变压器或开关方式完成。在智能家居中,AC/DC电源担负着为控制板和控制器件等供电的任务,是智能家居开始运转的“源头”。因此,AC/DC电源在智能家居中起着至关重要的作用。

AC/DC的发展历程

通常AC/DC包括一个整流器和一个开关电源转换器,整流器将交流电源转换为半波直流电,然后通过开关电源转换器进一步转换为我们所需要的直流电源。

而AC/DC电源中最重要的是AC/DC芯片,这是一种集成了控制电路和功率器件的电源管理芯片,其主要作用是将交流电转换成直流电。而AC/DC电源则是完成这一过程的设备,它通过利用晶体管、场效应管、可控硅闸流管等电子开关器件,配合控制电路,使电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现AC-DC间的电压转换,并自动稳压输出电压。

AC/DC的发展史可以追溯到20世纪初,当时人们开始研究交流电和直流电的转换技术。最初的AC/DC转换器主要是线性稳压器方案,但这种方案的功率小、效率低、发热大,无法实现大功率小体积的需求。

随着科技的发展,开关电源逐渐取代线性稳压器成为主流的AC/DC转换方案。上世纪70年代初期,这是开关电源开始进入大众视野的时期。在这个阶段,最初的AC/DC转换器主要是线性稳压器方案,功率较小,效率较低,发热较大,无法满足大功率小体积的需求。然而,这种方式的纹波小,性能好,因此仍然被用于一些特定高性能场景。

20世纪90年代,随着模拟IC技术的发展,采用Bipolar工艺的PWM控制器问世,配合着高压平面MOSFET的Flyback电源性能、可靠性更优,逐渐替代传统方案。这个阶段的AC/DC转换器利用二次侧的整流二极管,整流高频率AC电压,然后通过电容器使其平滑,最后转换成设定的DC输出电压。

近年来,随着电力电子技术的发展,AC/DC转换器的性能得到了进一步提升。目前,AC/DC转换器已经被广泛应用于各种电子设备中,如计算机、电视、手机、智能家居等,成为现代电力电子系统不可或缺的一部分。

智能家居中的AC/DC

在智能家居系统中,AC/DC电源起着至关重要的作用。它是智能家居设备开始运转的“源头”,负责为控制板和各种控制器件等供电。随着科技的不断进步,越来越多的新兴技术应用于智能家居行业,包括云计算、数字化对讲等,这些都增加了对AC/DC电源的需求。

以墙壁开关为例,传统的墙壁开关通常只控制火线,而现代的智能家居墙壁开关则需要加入传感器和无线连接模块,这些都需要AC/DC电源进行供电。此外,各类智能控件和智能终端要实现远程控制,也离不开AC/DC电源的支持。

针对智能家居,AC/DC主要起到电力转换、电压调整、电流调整、电路保护等作用,为各种电子设备提供稳定的电力供应,保障设备的正常运行和家庭电路的安全。

随着全屋智能概念的兴起和发展,越来越多的设备和应用需要得到电源支持,这无疑为AC/DC电源市场带来了巨大的增长空间。并且智能化转型正在全球范围内深入进行,传统的家电、建材、家居企业都在不断推进智能化转型,成为未来的智能家居主力军。这种转型和融合趋势也将推动AC/DC电源技术的进一步创新和优化。

并且随着智能家居设备的体积不断缩小,对AC/DC转换器的体积和功率密度要求也将不断提高。未来的AC/DC转换器将会采用更先进的封装技术和材料,实现更小的体积和更高的功率密度,以满足智能家居设备的电源需求。

同时伴随应用场景越来越多样化,对电源的需求也会越来越多样化了,未来的AC/DC将会具备更加多样化的应用场景适应性,可以满足不同类型和不同需求的智能家居设备的电源需求。

小结

作为智能家居的“源头”,AC/DC在智能家居中一直占据重要位置。未来的AC/DC在智能家居中将会朝着更高能效和可靠性、更小体积和更高功率密度、更加智能和可编程、更加环保和节能以及更加多样化的应用场景方向发展,为人类的可持续发展做出更大的贡献。

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