Automação residencial e predial demandam fontes AC/DC compactas e de alta eficiência

A Internet das Coisas (IoT) em residências e escritórios, também identificada como Home and Building Automation (HBA), engloba uma grande variedade de aplicações, incluindo medição de energia, água, gás, controle de iluminação, temperatura, segurança, manutenção preditiva, dentre outras.
fontes ac dc power

A Internet das Coisas (IoT) em residências e escritórios, também identificada como Home and Building Automation (HBA), engloba uma grande variedade de aplicações, incluindo medição de energia, água, gás, controle de iluminação, temperatura, segurança, manutenção preditiva, dentre outras. As expectativas de mercado variam, mas vários analistas preveem um crescimento de dois dígitos neste mercado nos próximos cinco anos. 

Em seu relatório de 2021, a Markets and Markets1 citou vários fatores para o crescimento desse mercado, como “aumento no número de usuários da Internet, aumento da renda em economias em desenvolvimento, importância crescente do monitoramento residencial em locais remotos, necessidade crescente de economia de energia e soluções orientadas para baixas emissões de carbono, a rápida proliferação de smartphones e dispositivos inteligentes, expansão na oferta de produtos para a casa inteligente, crescente preocupação com segurança, proteção e conveniência entre a população em geral, dentre outros vários motivadores”. A Million Insights2, por sua vez, prevê um crescimento semelhante no mercado de escritórios inteligentes, através de “desenvolvimentos sendo realizados em tecnologias como IoT, juntamente com uma necessidade crescente de desenvolver dispositivos com eficiência energética”. 

A empresa líder em soluções de conversão AC/DC, Power Integrations, desenvolveu projetos de referência especificamente para aplicações de mercado de HBA com base em CIs compactos de conversão de energia, com alta eficiência. Esses kits de referência podem reduzir o tempo de projeto e lançamento de um novo produto no mercado e estão disponíveis nos distribuidores autorizados, incluindo Avnet, Digikey, Future Electronics, Mouser e TCT.

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Figura 1. RDK-669: fonte de 5W, com tensão de entrada universal, baseado na família LinkSwitch-CV (projeto otimizado para uso mínimo de componentes na placa)

Os dois fatores dominantes no mercado de HBA são o mundo cada vez mais conectado e uma percepção cada vez maior da necessidade de um futuro mais sustentável. 

A conectividade avançada permite o controle remoto preciso de funções como iluminação, aquecimento, proteção e segurança, efetuados muitas vezes por meio de um aplicativo em um smartphone. 

As mudanças climáticas e as preocupações ambientais são um dos principais impulsionadores da crescente demanda por automação residencial. Sabemos que medidores inteligentes podem ajudar a regular a energia consumida em uma casa de forma mais eficiente e conveniente, além disso, o controle de iluminação e aquecimento também ajudam nesta questão.

Globalmente, novos regulamentos de eficiência energética, como os da Energy Star, European Commission Energy Efficiency Label Reform ou China GuoBiao (GB) Standards – sejam obrigatórios ou voluntários – estão tendo o efeito desejado conforme os fabricantes aumentam suas ofertas de aparelhos com maior eficiência energética – também impulsionados pela demanda do consumidor.

Esses fatores estão por trás das tendências de aumento da eficiência e redução do lixo eletrônico. As empresas precisam produzir equipamentos que consumam menos energia durante a operação, no modo de espera ou sem carga. Isso é especialmente crítico para equipamentos operados por bateria. Alguns novos carregadores apresentam densidades de energia de aproximadamente 20W / in3 além de níveis de potência de até 100W. Níveis de eficiência energética bem acima de 90% estão se tornando a norma. 

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Figura 2. RDK-747: carregador de 65 W, baseado no InnoSwitch3-EP, com tecnologia PowiGaN.

Atendendo a todas estas demandas, a Power Integrations fornece uma variedade de soluções que atendem a esses e outros requisitos. Elas vão desde CI de conversão de energia com transistores de nitreto de gálio (GaN) incorporados, bem como dispositivos convencionais de silício.

O nome da Power Integrations é sinônimo de eficiência. A empresa oferece soluções para diversas aplicações, incluindo smartphones, carregadores de celular, eletrodomésticos, automação residencial e predial inteligente (HBA), controle de motor DC sem escova (BLDC), iluminação industrial e comercial, veículos elétricos em geral e drivers de tração, medição de energia, redes inteligentes, e mais. Seus produtos trazem constantes inovações como controladores flyback com transistor GaN integrado, retificação síncrona e controle pelo secundário, CIs que permitem uso de capacitor de tamanho reduzido (MinE-CAP ™) e CIs de controle de motor BLDC que eliminam dissipadores de calor.

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Figura 3. RDK-848 – Fonte AC/DC para carregadores USB utilizados em tomadas de parede, baseado em InnoSwitch3-Pro IC com tecnologia PowiGaN

Soluções da Power Integrations para automação residencial e predial que demandam fontes AC/DC

A Power Integrations oferece uma variedade de designs e kits de referência voltados para o mercado de HBA, disponíveis por meio dos distribuidores autorizados. Os Reference Design Kits (RDKs) são designs do mundo real otimizados para as aplicações mais populares de conversão de energia e fonte de alimentação. Os RDKs podem acelerar o tempo de desenvolvimento do projeto.

Estas são algumas soluções de RDKs que podem acelerar seu projeto de automação residencial e predial:

RDK-912: conversor buck não isolado de 6.6 W com base no LinkSwitch-TN2 LNK3207D. Apropriada para pequenos eletrodomésticos, a fonte tem uma tensão de entrada de 85 ~ 265 VAC e fornece uma saída de 12 V, 550 mA. Esta solução altamente integrada reduz a quantidade de componentes e oferece mais de 80% de eficiência em carga total com menos de ± 5% de regulação de carga.

RDK-747: carregador de 65 W para aplicações de fonte de alimentação industrial. Projetado para entrada de 90 ~ 265 VAC; 20 V / 3,25 A de saída, é baseado na família InnoSwitch3-EP (INN3679C-H606) que possui a tecnologia PowiGaN. O design mostra alta densidade de potência, alta eficiência e poucos componentes externos (baixo custo de solução) devido ao alto nível de integração do controlador InnoSwitch3-EP.

RDK-669: fonte de alimentação de 5 W, 85-265 VAC, Constant Voltage (CV) que usa um número mínimo de componentes externos e elimina completamente a necessidade de um optoacoplador ou regulador shunt. Com base no LinkSwitch-CV LNK625DG, oferece proteção contra curto-circuito de saída, malha aberta e superaquecimento (reinicialização automática), além de atender aos regulamentos EN55022 EMI.

RDK-721: conversor buck não isolado de 2.75 W. Esta solução compacta de 1”x 1” x 0,5” é baseada no LinkSwitch-TN2 LNK3207D e foi projetada para entrada de 85 ~ 265 VAC, com saída de 5 V, 550 mA.

RDK-848: fonte de alimentação de duas portas USB de 42 W para tomadas de parede e aplicações de filtro de linha. A fonte de alimentação principal é um flyback isolado controlado baseado no InnoSwitch3-Pro. Foi projetado para fornecer 30 W USB PD 3.0 (USB tipo C) e uma saída de 5 V / 2.4 A (USB tipo A). Ele atende facilmente aos requisitos de eficiência DOE6 e requer poucos componentes externos, ao mesmo tempo em que fornece recursos de proteção abrangentes.

RDK-659: fonte de alimentação de 30 W para tomadas com portas USB. Projetado para carregamento USB de alta potência via portas Tipo-A ou Tipo-C, é baseado no  INN3268C-H202 da família InnoSwitch3-CP. Os principais recursos deste conversor flyback são alta densidade de potência, alta eficiência, baixo consumo sem carga e o melhor desempenho térmico da classe.

Todos os projetos de referência contêm as especificações, esquema elétrico, lista de materiais, layout da placa de circuito impresso, descrição detalhada do circuito e amplos dados de desempenho.

Referências

1: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/smart-homes-and-assisted-living-advanced-technologie-and-global-market-121.html

2: https://www.prnewswire.com/news-releases/smart-office-market-to-witness-swift-growth-by-2025-based-on-rising-need-to-develop-energy-efficient-devices-for-official-usage–million-insights-301135181.html

Este texto foi originalmente escrito por Trevor Hiatt, Diretor de Marketing de Canais, Power Integrations.

Em caso de quaisquer dúvidas sobre os RDKs ou itens da Power Integrations, você pode obter  suporte local através da BP&M ou visite Power.com.

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