自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)的優(yōu)化分布式電源架構(gòu)

人工智能 (AI) 和電源設(shè)計(jì)似乎沒有太多共同之處。然而，RECOM 已經(jīng)在至少三個(gè)不同領(lǐng)域積極應(yīng)用人工智能技術(shù)，旨在提升我們的產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。請閱讀本文，了解人工智能、電力電子和 RECOM 如何變得密不可分。

智能數(shù)據(jù)表對比

RECOM 生產(chǎn)約 33,000 種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。我們的產(chǎn)品組合之所以如此豐富，是因?yàn)樾枰ㄟ^各種排列組合來滿足客戶的需求。

僅以 RECOM REC5 系列的 5 W DC/DC 轉(zhuǎn)換器為例。作為標(biāo)準(zhǔn)配置，該產(chǎn)品提供六種不同的輸入電壓和九種不同的輸出電壓。這就是 54 種不同的輸入/輸出組合。此外，該系列產(chǎn)品還有四種不同的隔離電壓額定值和六種不同的引腳選項(xiàng)可供選擇。如果再包括金屬而非塑料外殼、遠(yuǎn)程控制開/關(guān)功能、塑料管或膠帶和卷軸封裝等選項(xiàng)，那么標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品選項(xiàng)的總數(shù)就迅速超過了三千個(gè)——而這僅僅是一個(gè)轉(zhuǎn)換器系列的產(chǎn)品！

所有這些排列組合都是為了滿足客戶的不同需求——有的客戶可能需要 SMD 引腳，以便電路板上所有元件都能使用單一生產(chǎn)過程，而另一些客戶則可能需要通孔引腳，以增強(qiáng)抗沖擊和振動(dòng)的穩(wěn)健性，并確保與來自不同制造商的第二來源引腳兼容。因此，所有這些不同的組合都不可或缺。

問題在于如此多的選擇導(dǎo)致決策變得復(fù)雜。如果客戶已有現(xiàn)成的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器解決方案，并希望用 RECOM 產(chǎn)品替代，那么要從所有可用選項(xiàng)中進(jìn)行搜索可能會(huì)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)；在RECOM 網(wǎng)站上輸入參數(shù)，搜索一款具有 5 V 輸入電壓和 5 V 輸出電壓的 1 W 轉(zhuǎn)換器，會(huì)顯示 5 頁的結(jié)果（見圖 1）。一個(gè)競爭對手的網(wǎng)站搜索引擎顯示有 19 個(gè)匹配結(jié)果，另一個(gè)則顯示有 122 個(gè)匹配結(jié)果。這兩個(gè)搜索結(jié)果是否等同？它們之間的區(qū)別是什么？

圖 1：制造商網(wǎng)站 (RECOM) 上參數(shù)搜索功能示例

在這個(gè)問題上，人工智能可以發(fā)揮作用。RECOM 正在與本地大學(xué)積極合作，幫助開發(fā)一套人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從不同制造商的 PDF 數(shù)據(jù)表中提取數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這不是一項(xiàng)簡單的工作。每個(gè)制造商的設(shè)計(jì)風(fēng)格、文字字體和數(shù)據(jù)表布局都不盡相同。此外，數(shù)值數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)方式可能不同（例如 1 A 或 1000 mA）、測量方式可能不同（例如負(fù)載調(diào)節(jié)范圍在 10-100% 或 25-100% 內(nèi)）、或者信息不完整（例如僅標(biāo)明 2 kV 隔離，沒有說明 2 kVDC，持續(xù)時(shí)間為 60 秒）。軟件不僅要搜索并識(shí)別不同數(shù)據(jù)表各部分所呈現(xiàn)的相似信息，還要理解這些信息的上下文，以判斷數(shù)據(jù)是否真正等同。

如今，這樣的任務(wù)是由技術(shù)嫻熟且經(jīng)驗(yàn)豐富的元件工程師來完成。人工智能不會(huì)取代這項(xiàng)技能，但能極大地加速這一過程——理想情況下，它能取代翻閱數(shù)百份數(shù)據(jù)表以篩選出少數(shù)幾個(gè)兼容候選產(chǎn)品的繁瑣工作。

自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)的優(yōu)化分布式電源架構(gòu)

許多電路設(shè)計(jì)需要多個(gè)板級電源電壓。例如，自主駕駛或自動(dòng)引導(dǎo)車 (AGV) 可以沿著城市的人行道自行運(yùn)送包裹或食品。AGV 將需要多種功能模塊來正常工作——如視頻攝像頭等傳感器輸入、通過超聲波、雷達(dá)或激光雷達(dá)進(jìn)行物體檢測的系統(tǒng)、GPS 定位系統(tǒng)、微控制器以及若干電機(jī)驅(qū)動(dòng)器——所有這些都由單個(gè)可充電電池供電，通常為48 V 鋰離子電池組（見圖 2）。

圖 2：典型 AGV 子系統(tǒng)

所有這些功能子系統(tǒng)都需要電源，將由 48 V 電池組供電。電池電壓會(huì)根據(jù)負(fù)載和充電狀態(tài)變化，從耗盡時(shí)的 24 V 到剛充滿時(shí)的 54 V，瞬態(tài)輸入電壓范圍為 20 V 至 60 V[1]。各板級電壓可調(diào)，電機(jī)控制器為 +15 V，攝像頭和超聲波傳感器為 +12 V，激光雷達(dá)系統(tǒng)為 +300 V，GPS 子系統(tǒng)為 3.4V，微控制器、接口和存儲(chǔ)器 IC 分別為 +5 V、+3.3 V、1.8 V 和 1.2 V。車輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)將直接采用電池供電。顯然，這些板級電源將由各種穩(wěn)壓器和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器供電，但哪一種是最佳配置呢？是由 48 V 電池單獨(dú)供電，還是通過高電流 DC/DC 轉(zhuǎn)換器來降低電壓并用低壓差線性 (LDO) 穩(wěn)壓器為每個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步調(diào)節(jié)電源，或者結(jié)合以上兩種方式？（圖 3）。

圖 3：AGV 電路板兩種可能的電源分配解決方案：集中式和分布式

圖 3 所示的兩種電源樹解決方案均能提供相同的最終結(jié)果。上面的分布式解決方案使用了更多的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊，這些模塊效率很高但成本不菲。下面的集中式解決方案比上面的解決方案使用了更多低壓差線性穩(wěn)壓器，成本雖低但其轉(zhuǎn)換損耗更大。整體效率最大化是否是提供最長電池壽命最重要的因素？或者成本是最重要的準(zhǔn)則？或者是否有另一種電源樹配置能夠提供更優(yōu)的解決方案，既經(jīng)濟(jì)又高效？有一些 CAD 軟件程序可供經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員根據(jù)特定技術(shù)規(guī)格在電源供應(yīng)樹中選擇合適的插座，但人工智能可以改善這一過程，讓經(jīng)驗(yàn)相對較少的電源工程師以最低的成本找到性能最佳的最優(yōu)解決方案。

圖 3 所示的兩種電源樹解決方案均能提供相同的最終結(jié)果。上面的分布式解決方案使用了更多的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊，這些模塊效率很高但成本不菲。下面的集中式解決方案比上面的解決方案使用了更多低壓差線性穩(wěn)壓器，成本雖低但其轉(zhuǎn)換損耗更大。整體效率最大化是否是提供最長電池壽命最重要的因素？或者成本是最重要的準(zhǔn)則？或者是否有另一種電源樹配置能夠提供更優(yōu)的解決方案，既經(jīng)濟(jì)又高效？有一些 CAD 軟件程序可供經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員根據(jù)特定技術(shù)規(guī)格在電源供應(yīng)樹中選擇合適的插座，但人工智能可以改善這一過程，讓經(jīng)驗(yàn)相對較少的電源工程師以最低的成本找到性能最佳的最優(yōu)解決方案。

RECOM正與一家人工智能軟件公司合作，該公司正在開發(fā)這樣一個(gè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，旨在提供有針對性的解決方案。人工智能算法將準(zhǔn)確理解應(yīng)用的功能需求，自動(dòng)生成項(xiàng)目設(shè)計(jì)、原理圖和文檔，并挑選最優(yōu)元件以精簡設(shè)計(jì)，確保符合項(xiàng)目的具體參數(shù)要求。

市場營銷領(lǐng)域的人工智能

大多數(shù)人都會(huì)聽說過 ChatGPT，一種‘大型語言模型’，它利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對書面問題作出智能回復(fù)。2022年底發(fā)布后迅速成為有史以來增長最快的軟件應(yīng)用程序，短短幾個(gè)月內(nèi)就吸引了超過 1 億名用戶。繼原始免費(fèi)版本取得成功之后，最新的付費(fèi)版本進(jìn)一步增強(qiáng)了人工智能的功能，可以根據(jù)用戶的提示生成圖像和文本。其他人工智能平臺(tái)現(xiàn)在能夠根據(jù)文本和圖像輸入創(chuàng)建帶有口頭評論的虛擬形象視頻。

RECOM開始利用這些人工智能工具制作簡單的博客文章和短視頻，用以宣傳新產(chǎn)品的發(fā)布（見圖 4）。RECOM 是一家高度創(chuàng)新的公司，平均每周發(fā)布一款新產(chǎn)品。我們需要以快速簡潔的方式向我們龐大的客戶群（超過 10 萬名客戶）通報(bào)這些新動(dòng)態(tài)，而不是用每周的短信和新聞稿輪番轟炸，因此，發(fā)布一篇簡短的博客、播客或 YouTube 視頻是保持客戶了解最新信息的理想方式，且不會(huì)顯得過于強(qiáng)迫。然而，傳統(tǒng)的視頻拍攝、音頻錄制或圖像動(dòng)畫是一個(gè)非常耗時(shí)耗財(cái)?shù)倪^程，因此我們必須非常慎重地選擇，只有那些主要產(chǎn)品才值得投入額外時(shí)間和資源。

利用人工智能自動(dòng)生成的文本、音頻和視頻，我們能夠根據(jù)需求生成信息豐富的視頻片段、播客和博客，這樣既為客戶節(jié)省了時(shí)間，不占用過多收件箱空間，同時(shí)還能向其提供我們不斷更新的產(chǎn)品組合的最新信息。這也意味著我們能夠迅速制作出多種語言版本的新視頻，以支持本地市場，并且能夠迅速更新客戶溝通內(nèi)容，無論是臨時(shí)更正還是功能新增。更不用說，RECOM 的專家們總是在發(fā)布前仔細(xì)校對材料。

隨著人工智能生成視頻、文本和音頻的能力不斷提升，我們在市場營銷活動(dòng)中增強(qiáng)創(chuàng)意的機(jī)會(huì)也在不斷增加。例如，我們可以使用客戶的本地語言提供更全面的信息，或者實(shí)施分層的產(chǎn)品營銷策略。這種方法包括對主要優(yōu)勢進(jìn)行簡要介紹，以吸引更廣泛的受眾群體，并對技術(shù)進(jìn)展和特定功能進(jìn)行詳細(xì)探討，以滿足高級用戶的需求。作為一家專注于提供解決方案而非僅僅提供產(chǎn)品的技術(shù)公司，人工智能軟件在決定我們的未來發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。盡管人工智能無法取代我們工程師和銷售支持團(tuán)隊(duì)所具備的深厚知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)，但它作為一種有價(jià)值的工具，有助于我們提高對客戶的服務(wù)水平。通過利用人工智能，我們旨在提升產(chǎn)品和服務(wù)的整體質(zhì)量，確保為我們的客戶提供更加個(gè)性化和高效的體驗(yàn)。

審核編輯：湯梓紅