去年，“門廊盜賊”從超過5,800萬美國(guó)人手中竊取了價(jià)值逾120億美元的包裹。在智能家居時(shí)代，家庭安全已不再是奢侈品，而是必需品；可視門鈴正是其中的核心所在。據(jù)Grand View Research數(shù)據(jù)，2023年美國(guó)可視門鈴市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)為4.18億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到10.48億美元。持續(xù)推動(dòng)可視門鈴的技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)于為消費(fèi)者提供便捷、易用的家庭安全防護(hù)至關(guān)重要。

78%的消費(fèi)者表示，便捷性是其購買智能家居設(shè)備的首要?jiǎng)右?。安裝耗時(shí)與簡(jiǎn)易程度對(duì)使用的便捷性有著最直接的影響，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)力求采用非侵入式，即對(duì)租戶友好。隨著外設(shè)需求增加和熱負(fù)荷加重，電池性能面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。所以，可視門鈴中的現(xiàn)代電源管理IC（PMIC）必須包含故障保護(hù)和監(jiān)控功能，以便用戶能夠及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。

最后，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的靈敏度過高或過低都會(huì)影響可視門鈴的性能。系統(tǒng)必須有效過濾過往車輛或野生動(dòng)物等引發(fā)的誤報(bào)，避免干擾用戶對(duì)真實(shí)安全警報(bào)的關(guān)注——而這又依賴于門鈴與用戶移動(dòng)設(shè)備之間穩(wěn)定無縫的連接。因此，可視門鈴面臨獨(dú)特的工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：如何將攝像頭、處理器、Wi-Fi模塊、音頻單元、傳感器，和存儲(chǔ)器全部集成于掌心大小的外殼內(nèi)，同時(shí)兼顧電池供電、耐受極端溫度，并保持“始終開啟”？PMIC技術(shù)正是應(yīng)對(duì)這些不斷演進(jìn)需求的關(guān)鍵所在。

現(xiàn)代可視門鈴的關(guān)鍵特性

基礎(chǔ)款可視門鈴具備三種主要工作模式：常開待機(jī)監(jiān)控、事件觸發(fā)錄制以及實(shí)時(shí)雙向語音通話。這要求為所有外設(shè)提供多路電壓供電；電源必須保持穩(wěn)定，以滿足常開功能的需求，并應(yīng)對(duì)視頻錄制和雙向語音通話期間的峰值負(fù)載。大多數(shù)可視門鈴?fù)ㄟ^家用線路直接提供的12VAC或24VAC供電，也可采用電池供電，或兩者結(jié)合的方式。其中，電池供電和無線系統(tǒng)占據(jù)了超過55%的市場(chǎng)份額，這主要是因?yàn)樗鼈儽阌谧夥空呤褂?，且安裝更為簡(jiǎn)便。隨著人工智能（AI）的融入，熱負(fù)荷和處理負(fù)荷不斷增大，對(duì)更高效電源解決方案的需求變得尤為關(guān)鍵。

近年來，視頻處理技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新。機(jī)器視覺技術(shù)通過減少誤報(bào)或冗余警報(bào)，顯著提升了用戶體驗(yàn)。如今，具備競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品能夠通過人臉識(shí)別技術(shù)識(shí)別個(gè)人身份，區(qū)分寵物和野生動(dòng)物，追蹤包裹何時(shí)被送達(dá)和從門口取走，以及識(shí)別車輛和配送卡車。毫米波雷達(dá)、環(huán)境光、超聲波和紅外傳感器等技術(shù)提升了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的精準(zhǔn)度。音頻采集和通信的改進(jìn)也要求增加更多外設(shè)。對(duì)于生活在城市等嘈雜環(huán)境中的消費(fèi)者而言，音頻方向感知需要更多麥克風(fēng)來提高降噪效果。

事件觸發(fā)型視頻捕捉提出了關(guān)鍵的電源要求：PMIC必須在輕載條件下提供穩(wěn)定供電，并在事件觸發(fā)后迅速抑制運(yùn)行過程中的瞬態(tài)波動(dòng)。值得一提的是，多相電源方案在此具有顯著優(yōu)勢(shì)；其通過交錯(cuò)切換各相位大幅降低瞬態(tài)效應(yīng)和紋波，同時(shí)具備更優(yōu)的熱性能。此外，事件觸發(fā)式操作還要求外設(shè)及其控制系統(tǒng)具備更低的靜態(tài)電流，以最大化電池續(xù)航。許多現(xiàn)代PMIC已具備低功耗模式（LPM），可將靜態(tài)電流控制在50μA以下。

如前所述，可視門鈴必須應(yīng)對(duì)從酷熱到極寒等可能存在的惡劣環(huán)境條件；鑒于加拿大預(yù)計(jì)將成為下一個(gè)增長(zhǎng)最快的區(qū)域市場(chǎng)，這一問題尤為突出。因此，PMIC和處理器控制架構(gòu)采用了更完善的故障保護(hù)及監(jiān)控機(jī)制，以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。與移動(dòng)應(yīng)用程序的無縫集成使用戶能夠持續(xù)追蹤設(shè)備狀態(tài)——本質(zhì)上就是針對(duì)熱性能、電池問題、防盜保護(hù)等方面的遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)。

對(duì)于可視門鈴而言，最后一個(gè)或許也是最為嚴(yán)格的電源要求便是其小巧的外形尺寸。PMIC不能成為其所供電外設(shè)的尺寸限制因素，更不用說電源解決方案自身可能所需的熱屏蔽和熱管理措施了。設(shè)備外殼內(nèi)的空間十分寶貴，其價(jià)值不亞于可視門鈴本應(yīng)保護(hù)的包裹。

云計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步為門鈴?fù)鈿?nèi)部騰出了一些空間，因?yàn)椴糠痔幚砣蝿?wù)以及大量的數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)都可以卸載并直接在移動(dòng)設(shè)備上查看。此外，支持無線更新的功能也消除了拆卸或更換可視門鈴的需求。不過，這要求設(shè)備具備穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)連接，無論是通過以太網(wǎng)還是Wi-Fi。在大多數(shù)家庭中，路由器的放置位置并不理想，無法覆蓋到前門區(qū)域，因此Wi-Fi模塊必須具備良好的接收靈敏度和低相位噪聲。由于以太網(wǎng)線路通常不會(huì)鋪設(shè)在門口，無線可視門鈴必須能夠在信號(hào)接收不佳的區(qū)域高效且安全運(yùn)行。

關(guān)于ACT88760

Qorvo推出的ACT88760是一款新一代高度集成的PMIC，專為滿足可視門鈴及其它空間受限型物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備不斷演進(jìn)的需求而設(shè)計(jì)，進(jìn)一步推動(dòng)家居集成化與智能化發(fā)展。以下是其框圖及關(guān)鍵特性介紹：

ACT88760提供全面的電源軌支持，共有13個(gè)可配置輸出，專為支持現(xiàn)代可視門鈴或同類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的主要外設(shè)而設(shè)計(jì)。它集成了7個(gè)高效降壓轉(zhuǎn)換器——其中3個(gè)額定電流為4A，兩個(gè)為3A，另外兩個(gè)為2A——能夠?yàn)锳I處理器和無線模塊等大電流組件帶來有力支持。產(chǎn)品配備了6個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO），包括兩個(gè)高電源抑制比（PSRR）、800mA的LDO以及4個(gè)通用型400mA LDO，非常適合對(duì)噪聲敏感的模擬與射頻（RF）電路。其中兩個(gè)LDO可重新配置為具有低導(dǎo)通電阻（RDS(on)）的1.2A負(fù)載開關(guān)（LSW），足以靈活切換輔助負(fù)載。這種全面的電源軌支持使設(shè)計(jì)人員無需使用多個(gè)分立穩(wěn)壓器，顯著簡(jiǎn)化了電路板布局，節(jié)省了寶貴的PCB空間。

ACT88760在電源效率和可擴(kuò)展性方面也表現(xiàn)出色，尤其適用于對(duì)電池壽命及熱管理要求極高的設(shè)計(jì)。其4A和3A降壓轉(zhuǎn)換器支持并聯(lián)運(yùn)行，分別可提供高達(dá)8A和6A的總輸出電流——非常適合具有突發(fā)模式或高負(fù)載活動(dòng)的組件，如事件觸發(fā)的視頻處理器或具有方向感應(yīng)功能的麥克風(fēng)陣列。在低功耗模式下，該器件的靜態(tài)電流可低至10μA，有助于延長(zhǎng)待機(jī)和監(jiān)控狀態(tài)下的電池壽命，而其LDO的高PSRR則確保為敏感的模擬模塊提供干凈、無紋波的供電電壓。

為實(shí)現(xiàn)與日益智能化、互聯(lián)化系統(tǒng)的無縫集成，ACT88760還配備了先進(jìn)的遙測(cè)功能。通過I2C接口，可實(shí)現(xiàn)電壓的實(shí)時(shí)配置、上電時(shí)序控制，及系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。11個(gè)多功能GPIO引腳支持多種系統(tǒng)級(jí)信號(hào)與控制功能，包括中斷請(qǐng)求、電源就緒指示、喚醒/休眠切換、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)（DVS），以及LED驅(qū)動(dòng)器控制。內(nèi)置的可編程上電時(shí)序邏輯確保各外設(shè)按預(yù)設(shè)上電，有效避免浪涌電流對(duì)敏感元件造成損害。

該器件在所有電源軌上均配備了完善的故障保護(hù)機(jī)制。這些機(jī)制包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)和短路保護(hù)，以及熱關(guān)斷和預(yù)警功能，確保在極端溫度波動(dòng)下仍能安全運(yùn)行。集成的診斷和故障報(bào)告功能還支持遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，有助于減少現(xiàn)場(chǎng)故障，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

盡管功能豐富，ACT88760仍采用超緊湊的3.78毫米 x 3.78毫米WLCSP封裝，成為同級(jí)別集成度下體積最小的13軌PMIC之一。其所需外部元件極少，進(jìn)一步降低了物料清單（BoM）成本，并簡(jiǎn)化了整體布局，有助于加快產(chǎn)品上市速度。與分立式解決方案相比，ACT88760可節(jié)省至少60%的電路板空間?？傊?，對(duì)于像下一代可視門鈴這類高度集成、空間受限的設(shè)計(jì)而言，ACT88760是理想之選。

結(jié)論

可視門鈴已從簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)探測(cè)器演變?yōu)榛贏I、連接云端的安防樞紐。此類設(shè)備必須在超緊湊的外殼中集成更多功能，同時(shí)不犧牲性能，因此需要集成度更高、功率密度更大的PMIC。電源架構(gòu)必須包含多個(gè)電源軌，以滿足攝像頭、機(jī)器視覺處理器、無線模塊、麥克風(fēng)，以及多種內(nèi)部和環(huán)境傳感器等不同外設(shè)的需求。熱管理不僅要應(yīng)對(duì)可能存在的惡劣環(huán)境條件，還必須足夠強(qiáng)健，以應(yīng)對(duì)事件觸發(fā)功能帶來的瞬時(shí)高電流。全天候連接和AI處理負(fù)載要求更高的電源效率和低靜態(tài)電流，以減少充電周期，延長(zhǎng)運(yùn)行壽命。任何用于可視門鈴中的現(xiàn)代PMIC必須全面解決上述所有挑戰(zhàn)——這也正是ACT88760所提供的。

隨著外設(shè)的需求和處理負(fù)載不斷增加，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電源解決方案容量也必須相應(yīng)提升。Qorvo新推出的ACT88911 PMIC能夠滿足更高功耗應(yīng)用的需求——它共有19個(gè)電源軌：5個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器、2個(gè)升降壓轉(zhuǎn)換器、2個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器，和10個(gè)LDO/LSW。點(diǎn)擊閱讀原文，了解有關(guān)ACT88911電源架構(gòu)和特性的更多詳細(xì)信息。