恩智浦的解決方案推動智能家居中的高能效設計！

恩智浦長期致力于可持續發展。我們承諾得到充分體現的一個領域是自動化智能家居。我們的產品組合涵蓋多個重大趨勢，包括能效、設備連接和由人工智能驅動的自動化，這些都在全球各地幫助減少碳足跡并改善生活環境。

在家庭節能方面，我們認為節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、社區或地區實施，都能迅速積累顯著的節能成果。

這就是我們為什么提供大量高能效解決方案，從支持復雜系統級應用案例的高級應用處理器，到提升效率和簡化設計的單個組件，如AC/DC轉換器和USB-Type C端口解決方案。

以下是我們幫助客戶實現自動化智能家居和物聯網(IoT)設備能源目標的方式。

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

確保您的設計符合監管要求

設計家用電器和電子設備時，許多自動化智能家居客戶在提供產品的地區需要考慮能效認證和/或政府對能源使用的規定。我們通過提供包括能源監控自動化、低功耗 (處于活動或睡眠模式時) 以及通用連接器等解決方案，幫助客戶滿足這些要求。

能源之星計劃

能源之星 (ENERGY STAR) 標識計劃是美國的一項倡議，旨在引導消費者選擇能效更高的產品。產品必須達到美國環保署 (EPA) 或美國能源部 (DoE) 制定的嚴格能效標準，才能貼上能源之星的標簽。由于能源之星產品使用的能源更少，可幫助消費者節省電費，并通過減少發電廠的有害排放來保護環境。該計劃目前涵蓋了冰箱、電視、辦公設備、燈泡、熱水器、電爐等家用電器。該計劃還在不斷擴展，計劃將智能家居能源管理系統 (SHEMS) 納入其中，這包括了智能恒溫器和智能電動汽車充電器等設備。這些智能設備能夠根據使用習慣提出高能效建議，并可依據房間或住宅是否有人自動控制智能家居設備。

歐盟能效指令

歐盟委員會于2012年首次采用了2012/27/EU指令，并在2018年和2023年進行了更新，要求歐盟成員國的場所到2030年將能耗降低11.7%。其理念是，任何插電設備都應盡可能地減少能耗，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，還能保護環境，減緩氣候變化，提高生活質量，減少對外部石油和天然氣供應商的依賴，以及支持歐盟經濟可持續增長。這一指令還間接促進了對能夠實時監測和優化能耗的解決方案的需求，有助于減少能源浪費和碳排放量。

USB-Type C端口

歐盟新頒布的指令2022/2380對2014/53/EU無線設備指令進行了修訂，規定所有可連接的電子設備，如智能手機和筆記本電腦，都需配備USB-Type C接口，以實現“通用充電”。標準化USB-Type C充電接口使消費者能夠使用任意USB-C充電器為不同品牌的設備充電，并在多個設備間共享充電器和電纜。這樣不僅優化了消費者的使用體驗，減少了因設備不同而產生的充電器和電纜混亂，還有助于減少環境污染，因為限制了更新設備而淘汰的充電器數量。該指令規定，所有智能手機必須在2024年12月前使用Type-C接口，所有筆記本電腦必須在2026年4月前達到該要求。

雖然歐盟的USB-Type C接口指令只在歐盟境內強制執行，其他地區也開始采納類似規定。例如，印度已經要求所有電子設備在2025年3月之前必須使用Type-C作為標準充電端口。此外，在2023年，加利福尼亞成為美國第一個要求所有電子設備(包括筆記本電腦和手機)到2026年必須使用相同的USB-Type C電纜充電的州。

開創性的應用案例

我們不僅協助客戶滿足監管標準和實現政府設定的能源目標，還支持他們探索能效、自動化與可持續性交融的新領域，開拓創新的應用場景。

雙向充電

目前，大部分電動汽車 (EV) 采用的是單向充電技術，即電能只能從電源流向電池。而雙向充電則能實現電能從充電器到電池，及從電池到充電器的雙向流動。電動汽車既是電能的消費者，也是電能的提供者。例如，電動汽車能夠將電能回輸至電網，協助電力公司更高效地管理地方電網，或在電價上漲或發生停電時為家庭供電。智能充電技術對于管理汽車的電能輸入輸出至關重要，可確保電能雙向轉換過程平穩無阻。作為汽車OEM和一級系統供應商的領先合作伙伴，我們已經提供了一系列電動汽車充電解決方案，并擁有創建靈活、高效雙向充電解決方案所需的技術。

長期待機的電器

即使在關閉、待機或睡眠模式下，電子設備也可能繼續耗電，這種“長期待機”的耗電量可能累積。例如，電視機等配備遙控器，等待接收信號并做出響應的設備，以及微波爐等帶有數字顯示屏(如時鐘或LED狀態燈)的設備。我們的高效AC/DC轉換器和其他最小化設備空閑功耗的組件，可以幫助減少長期待機電器的影響。

喚醒型設備

“喚醒型設備”處于“長期待機”狀態，等待語音命令來啟動操作。智能音箱、流媒體設備以及其他能響應語音指令的設備，在待機模式下可能消耗數瓦特的電力?？紤]到有數百萬家庭使用這類設備，累積的額外電力消耗是相當巨大。此外，由于這些設備的大部分語音處理工作是在能耗較高的云端數據中心完成的，因此功耗更是不容忽視。邊緣計算利用應用處理器和其他組件來感知環境、理解命令并對輸入做出反應，無需昂貴的云端數據傳輸，有助于減少這類設備的能源足跡。

交流/直流轉換

電源插座通常提供交流電，而電子設備 (及其電池) 則通常使用直流電。這就意味著，每當我們將設備插入壁掛插座或通過壁掛插頭給電池充電時，都需要進行交流電向直流電的轉換。然而，每次轉換都會有少量電能損失。我們的交流/直流轉換解決方案針對能效進行了優化，并滿足或超過了美國能源部 (DoE) 和歐盟合格證書 (CoC) 標準中所有適用的能源保護要求。

特定產品系列

我們已經提到了一些我們提供的自動化家居解決方案，這些方案通過增強自動化、提高能效或減少浪費來擴展電能的使用。我們更深入地了解一下這些解決方案的細節。

i.MX 8和i.MX 9應用處理器

恩智浦i.MX應用處理器是性能可擴展的多核平臺，包括基于Arm Cortex架構的單核、雙核和四核系列。它們支持高級圖形、成像、機器視覺、音頻、語音、視頻和關鍵安全應用，并利用我們創新的Energy Flex架構來優化能源使用并幫助減少碳足跡。

在自動化家居領域，i.MX處理器支持高能效家電、安全系統和家居控制系統的開發。它們實現了真正的自動化，具有能感知環境并從我們的行動中學習或做出反應的功能，同時通過低功耗高端音頻等功能，實現更沉浸式的體驗。Energy Flex架構結合了異構域處理和精細的電源管理，以大幅減少每種應用模式的能源使用。不同的域負責不同的操作任務，如應用處理、實時功能或高速I/O，每個域都可以根據性能需求獨立開啟或關閉，從而大幅降低能耗。例如，實時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閉時運行。

針對自動化家居，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備，具備低待機功耗、快速喚醒時間，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、遠程調光器和藍牙音箱等電池供電設備。i.MX 9系列應用處理器在低功耗運行與處理、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、視頻監控和手勢檢測的視覺使能用例，即使在光線較暗的環境下也能保持良好性能。

PCA945x和PCA946x PMIC

專為i.MX 8和i.MX 9應用處理器優化的這些單芯片電源管理IC (PMIC)，確保大幅提升物聯網和自動化家居設備的效率。PCA9450 PMIC系列與i.MX 8M Mini、i.MX 8M Nano和i.MX 8M Plus應用處理器搭配，而PCA9460 PMIC系列則與i.MX 8ULP處理器搭配。PCA9460還支持特殊模式，能夠大幅降低系統的綜合深度睡眠功耗(<0.2mW)，助力實現能源之星認證和綠色樓宇或家居的可持續發展目標。PCA9451A則與i.MX 91或i.MX 93應用處理器搭配。?

開發人員選擇眾多，可以從不同的i.MX應用處理器和PCA94xx PMIC中挑選適合他們需求的組合。例如，他們可以優化自動化家居應用的成本，或者優化物聯網應用靜態電流(IQ)，后者指的是系統在待機模式下輕負載或無負載時的電流消耗。

TEA2xxx系列交流/直流轉換器

恩智浦創新GreenChip電源產品組合可實現更智能、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、系統保護器以及安全無線充電器等多樣化的應用場景，兼容筆記本電腦、游戲設備、電視等多種終端設備。TEA2016/2017專為筆記本和游戲設備中的諧振式電源設計，具備功率因數校正(PFC)功能。TEA2376適用于平板電視，在各種負載/范圍條件下(包括低負載條件下)與PFC高效交錯運行，以滿足能效標準，而TEA2220x是一種主動橋接解決方案，簡化了交流至直流轉換過程，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型，我們推出了若干優化方案，不僅提升了效率，還縮短了開發周期。NX20P5090是一款20V過壓保護負載開關(灌電流)，配備IEC浪涌保護，能夠承受高達90V或100V的電壓沖擊；NX5P3363則是一款5V負載開關，帶有過流保護(源)和IEC浪涌保護，能夠承受高達+80V的電壓沖擊；NX20P3483是一款雙向灌電流/源組合負載開關，提供全面保護。NX20P0407是一款用于CC和SBU信號的28V數據線保護器，而NX20PO477則是具備濕度檢測和防腐蝕功能的28V數據線保護器。

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和藍牙5.2系統級芯片 (SoC)，可實現低成本的連接解決方案。除了傳統的藍牙功能外，IW416還支持藍牙5.2功能，包括低功耗 (LE) 傳輸、遠程低功耗傳輸、2Mbps低功耗傳輸和定期傳播同步傳輸 (PAST)。

采取下一步行動

恩智浦為實現可持續自動化家居環境提供一系列解決方案，這些方案適當結合處理器、連接、電源管理以及其他關鍵組件，幫助您打造新一代的高能效設計。

恩智浦的高能效、低功耗應用處理器及系統優化解決方案致力于協助客戶達成設計目標和能效要求。我們支持客戶獲取能效認證，并確保符合包括能源之星、歐盟能源指令和USB-Type C規定在內的各項政府法規。通過提供包括雙向電能傳輸在內的高能效自動化家居方案，以及我們的Energy Flex架構，我們助力i.MX處理器在提高能效的同時，提供更有吸引力的家居體驗。

審核編輯：劉清