恩智浦的解決方案推動(dòng)智能家居中的高能效設(shè)計(jì)！

恩智浦長(zhǎng)期致力于可持續(xù)發(fā)展。我們承諾得到充分體現(xiàn)的一個(gè)領(lǐng)域是自動(dòng)化智能家居。我們的產(chǎn)品組合涵蓋多個(gè)重大趨勢(shì)，包括能效、設(shè)備連接和由人工智能驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化，這些都在全球各地幫助減少碳足跡并改善生活環(huán)境。

在家庭節(jié)能方面，我們認(rèn)為節(jié)約電力的方法有很多。即使是微小的能效提升，一旦在更廣泛的樓宇、社區(qū)或地區(qū)實(shí)施，都能迅速積累顯著的節(jié)能成果。

這就是我們?yōu)槭裁刺峁┐罅扛吣苄Ы鉀Q方案，從支持復(fù)雜系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用案例的高級(jí)應(yīng)用處理器，到提升效率和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的單個(gè)組件，如AC/DC轉(zhuǎn)換器和USB-Type C端口解決方案。

以下是我們幫助客戶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能家居和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備能源目標(biāo)的方式。

觀看恩智浦在2024年消費(fèi)電子展 (CES) 上的自動(dòng)化智能家居展示，探索恩智浦技術(shù)如何推動(dòng)智能家居的未來——

確保您的設(shè)計(jì)符合監(jiān)管要求

設(shè)計(jì)家用電器和電子設(shè)備時(shí)，許多自動(dòng)化智能家居客戶在提供產(chǎn)品的地區(qū)需要考慮能效認(rèn)證和/或政府對(duì)能源使用的規(guī)定。我們通過提供包括能源監(jiān)控自動(dòng)化、低功耗 (處于活動(dòng)或睡眠模式時(shí)) 以及通用連接器等解決方案，幫助客戶滿足這些要求。

能源之星計(jì)劃

能源之星 (ENERGY STAR) 標(biāo)識(shí)計(jì)劃是美國(guó)的一項(xiàng)倡議，旨在引導(dǎo)消費(fèi)者選擇能效更高的產(chǎn)品。產(chǎn)品必須達(dá)到美國(guó)環(huán)保署 (EPA) 或美國(guó)能源部 (DoE) 制定的嚴(yán)格能效標(biāo)準(zhǔn)，才能貼上能源之星的標(biāo)簽。由于能源之星產(chǎn)品使用的能源更少，可幫助消費(fèi)者節(jié)省電費(fèi)，并通過減少發(fā)電廠的有害排放來保護(hù)環(huán)境。該計(jì)劃目前涵蓋了冰箱、電視、辦公設(shè)備、燈泡、熱水器、電爐等家用電器。該計(jì)劃還在不斷擴(kuò)展，計(jì)劃將智能家居能源管理系統(tǒng) (SHEMS) 納入其中，這包括了智能恒溫器和智能電動(dòng)汽車充電器等設(shè)備。這些智能設(shè)備能夠根據(jù)使用習(xí)慣提出高能效建議，并可依據(jù)房間或住宅是否有人自動(dòng)控制智能家居設(shè)備。

歐盟能效指令

歐盟委員會(huì)于2012年首次采用了2012/27/EU指令，并在2018年和2023年進(jìn)行了更新，要求歐盟成員國(guó)的場(chǎng)所到2030年將能耗降低11.7%。其理念是，任何插電設(shè)備都應(yīng)盡可能地減少能耗，通過更高效地使用能源從而減少能耗，歐洲民眾不僅能夠降低能源開支，還能保護(hù)環(huán)境，減緩氣候變化，提高生活質(zhì)量，減少對(duì)外部石油和天然氣供應(yīng)商的依賴，以及支持歐盟經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)。這一指令還間接促進(jìn)了對(duì)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化能耗的解決方案的需求，有助于減少能源浪費(fèi)和碳排放量。

USB-Type C端口

歐盟新頒布的指令2022/2380對(duì)2014/53/EU無線設(shè)備指令進(jìn)行了修訂，規(guī)定所有可連接的電子設(shè)備，如智能手機(jī)和筆記本電腦，都需配備USB-Type C接口，以實(shí)現(xiàn)“通用充電”。標(biāo)準(zhǔn)化USB-Type C充電接口使消費(fèi)者能夠使用任意USB-C充電器為不同品牌的設(shè)備充電，并在多個(gè)設(shè)備間共享充電器和電纜。這樣不僅優(yōu)化了消費(fèi)者的使用體驗(yàn)，減少了因設(shè)備不同而產(chǎn)生的充電器和電纜混亂，還有助于減少環(huán)境污染，因?yàn)橄拗屏烁略O(shè)備而淘汰的充電器數(shù)量。該指令規(guī)定，所有智能手機(jī)必須在2024年12月前使用Type-C接口，所有筆記本電腦必須在2026年4月前達(dá)到該要求。

雖然歐盟的USB-Type C接口指令只在歐盟境內(nèi)強(qiáng)制執(zhí)行，其他地區(qū)也開始采納類似規(guī)定。例如，印度已經(jīng)要求所有電子設(shè)備在2025年3月之前必須使用Type-C作為標(biāo)準(zhǔn)充電端口。此外，在2023年，加利福尼亞成為美國(guó)第一個(gè)要求所有電子設(shè)備(包括筆記本電腦和手機(jī))到2026年必須使用相同的USB-Type C電纜充電的州。

開創(chuàng)性的應(yīng)用案例

我們不僅協(xié)助客戶滿足監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)政府設(shè)定的能源目標(biāo)，還支持他們探索能效、自動(dòng)化與可持續(xù)性交融的新領(lǐng)域，開拓創(chuàng)新的應(yīng)用場(chǎng)景。

雙向充電

目前，大部分電動(dòng)汽車 (EV) 采用的是單向充電技術(shù)，即電能只能從電源流向電池。而雙向充電則能實(shí)現(xiàn)電能從充電器到電池，及從電池到充電器的雙向流動(dòng)。電動(dòng)汽車既是電能的消費(fèi)者，也是電能的提供者。例如，電動(dòng)汽車能夠?qū)㈦娔芑剌斨岭娋W(wǎng)，協(xié)助電力公司更高效地管理地方電網(wǎng)，或在電價(jià)上漲或發(fā)生停電時(shí)為家庭供電。智能充電技術(shù)對(duì)于管理汽車的電能輸入輸出至關(guān)重要，可確保電能雙向轉(zhuǎn)換過程平穩(wěn)無阻。作為汽車OEM和一級(jí)系統(tǒng)供應(yīng)商的領(lǐng)先合作伙伴，我們已經(jīng)提供了一系列電動(dòng)汽車充電解決方案，并擁有創(chuàng)建靈活、高效雙向充電解決方案所需的技術(shù)。

長(zhǎng)期待機(jī)的電器

即使在關(guān)閉、待機(jī)或睡眠模式下，電子設(shè)備也可能繼續(xù)耗電，這種“長(zhǎng)期待機(jī)”的耗電量可能累積。例如，電視機(jī)等配備遙控器，等待接收信號(hào)并做出響應(yīng)的設(shè)備，以及微波爐等帶有數(shù)字顯示屏(如時(shí)鐘或LED狀態(tài)燈)的設(shè)備。我們的高效AC/DC轉(zhuǎn)換器和其他最小化設(shè)備空閑功耗的組件，可以幫助減少長(zhǎng)期待機(jī)電器的影響。

喚醒型設(shè)備

“喚醒型設(shè)備”處于“長(zhǎng)期待機(jī)”狀態(tài)，等待語音命令來啟動(dòng)操作。智能音箱、流媒體設(shè)備以及其他能響應(yīng)語音指令的設(shè)備，在待機(jī)模式下可能消耗數(shù)瓦特的電力?？紤]到有數(shù)百萬家庭使用這類設(shè)備，累積的額外電力消耗是相當(dāng)巨大。此外，由于這些設(shè)備的大部分語音處理工作是在能耗較高的云端數(shù)據(jù)中心完成的，因此功耗更是不容忽視。邊緣計(jì)算利用應(yīng)用處理器和其他組件來感知環(huán)境、理解命令并對(duì)輸入做出反應(yīng)，無需昂貴的云端數(shù)據(jù)傳輸，有助于減少這類設(shè)備的能源足跡。

交流/直流轉(zhuǎn)換

電源插座通常提供交流電，而電子設(shè)備 (及其電池) 則通常使用直流電。這就意味著，每當(dāng)我們將設(shè)備插入壁掛插座或通過壁掛插頭給電池充電時(shí)，都需要進(jìn)行交流電向直流電的轉(zhuǎn)換。然而，每次轉(zhuǎn)換都會(huì)有少量電能損失。我們的交流/直流轉(zhuǎn)換解決方案針對(duì)能效進(jìn)行了優(yōu)化，并滿足或超過了美國(guó)能源部 (DoE) 和歐盟合格證書 (CoC) 標(biāo)準(zhǔn)中所有適用的能源保護(hù)要求。

特定產(chǎn)品系列

我們已經(jīng)提到了一些我們提供的自動(dòng)化家居解決方案，這些方案通過增強(qiáng)自動(dòng)化、提高能效或減少浪費(fèi)來擴(kuò)展電能的使用。我們更深入地了解一下這些解決方案的細(xì)節(jié)。

i.MX 8和i.MX 9應(yīng)用處理器

恩智浦i.MX應(yīng)用處理器是性能可擴(kuò)展的多核平臺(tái)，包括基于Arm Cortex架構(gòu)的單核、雙核和四核系列。它們支持高級(jí)圖形、成像、機(jī)器視覺、音頻、語音、視頻和關(guān)鍵安全應(yīng)用，并利用我們創(chuàng)新的Energy Flex架構(gòu)來優(yōu)化能源使用并幫助減少碳足跡。

在自動(dòng)化家居領(lǐng)域，i.MX處理器支持高能效家電、安全系統(tǒng)和家居控制系統(tǒng)的開發(fā)。它們實(shí)現(xiàn)了真正的自動(dòng)化，具有能感知環(huán)境并從我們的行動(dòng)中學(xué)習(xí)或做出反應(yīng)的功能，同時(shí)通過低功耗高端音頻等功能，實(shí)現(xiàn)更沉浸式的體驗(yàn)。Energy Flex架構(gòu)結(jié)合了異構(gòu)域處理和精細(xì)的電源管理，以大幅減少每種應(yīng)用模式的能源使用。不同的域負(fù)責(zé)不同的操作任務(wù)，如應(yīng)用處理、實(shí)時(shí)功能或高速I/O，每個(gè)域都可以根據(jù)性能需求獨(dú)立開啟或關(guān)閉，從而大幅降低能耗。例如，實(shí)時(shí)域可為低功耗音頻用例提供支持，其中音頻可以在處理器其余部分關(guān)閉時(shí)運(yùn)行。

針對(duì)自動(dòng)化家居，i.MX 8系列推出了i.MX 8M Mini和i.MX 8M Nano處理器，它們提供多音頻接口和低功耗處理能力。此外，系列中的i.MX 8M Plus具備顯示、連接以及優(yōu)化的處理能力與電能比例，而i.MX 8ULP處理器則是一款超低功耗設(shè)備，具備低待機(jī)功耗、快速喚醒時(shí)間，并支持高能效的常開顯示屏。i.MX 8ULP處理器非常適用于智能面板、遠(yuǎn)程調(diào)光器和藍(lán)牙音箱等電池供電設(shè)備。i.MX 9系列應(yīng)用處理器在低功耗運(yùn)行與處理、視覺、顯示和連接需求方面平衡。i.MX 93和i.MX 8M Plus支持涉及攝像頭、顯示接口、視頻監(jiān)控和手勢(shì)檢測(cè)的視覺使能用例，即使在光線較暗的環(huán)境下也能保持良好性能。

PCA945x和PCA946x PMIC

專為i.MX 8和i.MX 9應(yīng)用處理器優(yōu)化的這些單芯片電源管理IC (PMIC)，確保大幅提升物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化家居設(shè)備的效率。PCA9450 PMIC系列與i.MX 8M Mini、i.MX 8M Nano和i.MX 8M Plus應(yīng)用處理器搭配，而PCA9460 PMIC系列則與i.MX 8ULP處理器搭配。PCA9460還支持特殊模式，能夠大幅降低系統(tǒng)的綜合深度睡眠功耗(<0.2mW)，助力實(shí)現(xiàn)能源之星認(rèn)證和綠色樓宇或家居的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。PCA9451A則與i.MX 91或i.MX 93應(yīng)用處理器搭配。?

開發(fā)人員選擇眾多，可以從不同的i.MX應(yīng)用處理器和PCA94xx PMIC中挑選適合他們需求的組合。例如，他們可以優(yōu)化自動(dòng)化家居應(yīng)用的成本，或者優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用靜態(tài)電流(IQ)，后者指的是系統(tǒng)在待機(jī)模式下輕負(fù)載或無負(fù)載時(shí)的電流消耗。

TEA2xxx系列交流/直流轉(zhuǎn)換器

恩智浦創(chuàng)新GreenChip電源產(chǎn)品組合可實(shí)現(xiàn)更智能、更小巧、更高能效的電源解決方案。TEA2xxx系列交流/直流轉(zhuǎn)換器不僅適用于高能效電源，還能用于電池快充和適配器、系統(tǒng)保護(hù)器以及安全無線充電器等多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景，兼容筆記本電腦、游戲設(shè)備、電視等多種終端設(shè)備。TEA2016/2017專為筆記本和游戲設(shè)備中的諧振式電源設(shè)計(jì)，具備功率因數(shù)校正(PFC)功能。TEA2376適用于平板電視，在各種負(fù)載/范圍條件下(包括低負(fù)載條件下)與PFC高效交錯(cuò)運(yùn)行，以滿足能效標(biāo)準(zhǔn)，而TEA2220x是一種主動(dòng)橋接解決方案，簡(jiǎn)化了交流至直流轉(zhuǎn)換過程，并提高了整體效率。

USB-Type C端口解決方案

為配合USB-Type C端口向通用充電器的轉(zhuǎn)型，我們推出了若干優(yōu)化方案，不僅提升了效率，還縮短了開發(fā)周期。NX20P5090是一款20V過壓保護(hù)負(fù)載開關(guān)(灌電流)，配備IEC浪涌保護(hù)，能夠承受高達(dá)90V或100V的電壓沖擊；NX5P3363則是一款5V負(fù)載開關(guān)，帶有過流保護(hù)(源)和IEC浪涌保護(hù)，能夠承受高達(dá)+80V的電壓沖擊；NX20P3483是一款雙向灌電流/源組合負(fù)載開關(guān)，提供全面保護(hù)。NX20P0407是一款用于CC和SBU信號(hào)的28V數(shù)據(jù)線保護(hù)器，而NX20PO477則是具備濕度檢測(cè)和防腐蝕功能的28V數(shù)據(jù)線保護(hù)器。

無線連接

作為i.MX 8ULP處理器推薦的Wi-Fi附件，IW416是一款高度集成的Wi-Fi 4和藍(lán)牙5.2系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC)，可實(shí)現(xiàn)低成本的連接解決方案。除了傳統(tǒng)的藍(lán)牙功能外，IW416還支持藍(lán)牙5.2功能，包括低功耗 (LE) 傳輸、遠(yuǎn)程低功耗傳輸、2Mbps低功耗傳輸和定期傳播同步傳輸 (PAST)。

采取下一步行動(dòng)

恩智浦為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)自動(dòng)化家居環(huán)境提供一系列解決方案，這些方案適當(dāng)結(jié)合處理器、連接、電源管理以及其他關(guān)鍵組件，幫助您打造新一代的高能效設(shè)計(jì)。

恩智浦的高能效、低功耗應(yīng)用處理器及系統(tǒng)優(yōu)化解決方案致力于協(xié)助客戶達(dá)成設(shè)計(jì)目標(biāo)和能效要求。我們支持客戶獲取能效認(rèn)證，并確保符合包括能源之星、歐盟能源指令和USB-Type C規(guī)定在內(nèi)的各項(xiàng)政府法規(guī)。通過提供包括雙向電能傳輸在內(nèi)的高能效自動(dòng)化家居方案，以及我們的Energy Flex架構(gòu)，我們助力i.MX處理器在提高能效的同時(shí)，提供更有吸引力的家居體驗(yàn)。

審核編輯：劉清