隨著智能家居普及,各類傳感器(溫濕度、門窗磁、光照、人體感應等)正大量進入家庭。這些設備面臨三大核心挑戰:
續航焦慮:多數電池供電設備需要頻繁更換電池
體積限制:傳感器要求小型化,留給電源的空間極小
成本壓力:消費級產品對BOM成本極度敏感
以典型的門窗傳感器為例:
傳統方案年耗電量:約800mAh(使用CR2032電池)
用戶期望值:至少3-5年免維護
待機電流需控制在:<10μA
PI的LYTSwitch™-6系列解決方案
產品特性亮點
待機功耗:<30mW(空載)
效率:最高可達90%以上
工作范圍:85VAC至305VAC寬輸入電壓
集成度:內置700V MOSFET和FluxLink反饋
典型應用框圖
[交流輸入] → [整流橋] → [LYTSwitch-6] → [輸出整流] → [傳感器模塊] │ └─[反饋電路]
實現超低功耗的關鍵設計技巧
1. 供電架構優化
采用能量收集+電池備份混合供電
光照充足時通過微型太陽能板供電(LYTSwitch-6支持毫瓦級能量管理)
光照不足時自動切換至紐扣電池
2. 工作模式設計
事件驅動型工作模式:
常態:深度睡眠(電流<5μA)
觸發事件:瞬時喚醒(<50ms響應)
數據傳輸后立即返回睡眠
3. 外圍電路精簡
利用LYTSwitch-6的初級側調節特性:
省去光耦和次級反饋電路
減少約40%的外圍元件數量
PCB布局建議:
采用雙層板設計
關鍵功率路徑保持短而寬
實際應用案例
項目背景:某智能門鎖廠商需要開發支持HomeKit的門窗傳感器,要求:
CR2032電池供電
至少3年續航
支持藍牙Mesh
PI方案實施:
電源部分:
主控:LYTSwitch-6 LYT6068C
輸出:3.3V/50mA
空載功耗:22mW
低功耗策略:
每10分鐘喚醒檢測(電流脈沖8mA/10ms)
狀態變化時立即上報
藍牙模塊采用快速連接技術(<5ms建立連接)
測試結果:
靜態電流:3.2μA
日均耗電量:0.78mAh
理論續航:4.7年(CR2032 240mAh)
設計注意事項
變壓器選型:
推薦使用PI Expert軟件自動生成參數
典型參數:初級電感量3.2mH,匝比15:1
散熱處理:
在密閉空間應用時需注意:
環境溫度>50℃時降額使用
保留至少2mm²的銅箔散熱區
EMC設計:
輸入濾波建議:
X電容:0.1μF
共模電感:10mH
測試結果:輕松通過EN55022 Class B