大聯大控股宣佈旗下世平集團將推出德州儀器（TI）使用4節AA電池的智慧鎖參考設計解決方案。

大聯大世平集團推出德州儀器使用4節AA電池的智慧鎖參考設計解決方案

隨著越來越多屋主希望將智慧鎖（或電子鎖）應用於自家建築物中，無線電池供電的智慧鎖越來越受歡迎。在智慧鎖應用中，高電流馬達和無線電耗電量會影響電池壽命。電池為高消耗品，因此降低平均電流的消耗往往是設計的重點。德州儀器使用輕負載效率的DC-DC轉換器、SimpleLink超低功耗無線MCU平台整合馬達驅動器和RGB LED驅動器，呈現出一個輕載高效的電源拓撲結構，且可以根據低待機電流和長時間的關斷狀態來延長電池壽命。此設計可看出德州儀器設計系統的組件選擇，設計原理和測試結果。同時也可供系統設計人員應用於低功耗門鎖設計的電子鎖、密碼鎖和閱讀器、無線電動百葉窗、HVAC阻尼器和執行器。

選擇電池有兩個主要因素：電池平台的容量和普及程度。AA電池比AAA電池有更大的容量。許多採用AA電池的應用程式與現今市場上的智慧鎖相似。

此智慧鎖應用有三種主要的功率拓撲：低壓差（LDO）穩壓器、降壓轉換器（也稱為降壓）和升壓。

低壓差穩壓器和降壓的應用不受事件影響，這意味著不論兩個拓撲使用多少相同能量，鎖定和解鎖大多會在同一天發生。MCU是透過低壓差穩壓器和降壓降低電壓產生的低電壓電源軌來運行，更高的電壓組件運行在電壓更高的電池上。增強電壓會影響事件，因為每個鎖定和解鎖事件都須提高電壓（3V到5V），並應用於馬達和LED上的操作。選擇降壓配置是因為低壓差穩壓器具有接地漏電流，而降壓具有零接地漏電流，因此效率更高。選擇TPS62745降壓轉換器是因為有易於低功耗的設計。該TPS設備能讓使用者選擇輸出電壓的線，無需回授電阻，因此物料清單的成本也可以稍微降低。TPS62745可以動態採用或禁用電池電壓檢查，使用一個致能接腳和外部電阻分壓器。由於電壓與能量是守恆的分頻器，電池電壓檢查只有在需要時才能使用。其餘的時間分配器電路不會連接也不會使用能量。TPS62745在極低的負載下也是有效的；10μA時效率高達85％。

MCU帶整合藍牙低功耗無線電，該參考設計必須連接並與中央裝置通訊。但因權力消費是以電池應用為基礎的一個關注點，無線電和處理器必須是低功耗。終端裝置系統所需的無線協議是選擇無線電裝置的重要因素。採用德州儀器的SimpleLink超低功耗無線MCU平台，具有低功耗無線電和MCU組合並使傳感器終端節點的電池使用壽命延長。此外，CC2650裝置是一個多標準裝置，主要應用於智慧藍牙、ZigBee、6LoWPAN和ZigBeeRF4CE遙控器。德州儀器的設計中，智慧藍牙是可供選擇的協議，但是硬體也可以與其他協議一同運作。

驅動電流、電源電壓範圍、負載馬達類型和安全關閉功能都是選擇馬達驅動器的因素。DRV8833包含所有需要的功能。DRV8833可以驅動多種類型的馬達和感性負載，峰值電流為2A，電源電壓範圍為2.7V至10.8V，相當適合採用四節AA電池。標稱驅動電壓電池的電壓是5V。DRV8833的主要衡量因素是依鉗位電流的能力與外部電阻來決定。DRV8833具有電流檢測功能，能使駕駛員監測和調整輸出電流，使馬達不會燒毀或浪費電池電量。透過裝置馬達下方的DRV8833，電流限制可以防止馬達失速電流。

電路板上的使用者界面須簡單、低功耗，精確到足以顯示所有必要的訊息。六個RGB LED以圓形排列，不同的圖案和顏色可向使用者傳達對應的訊息。不同的模組設計也是有幫助的，因為必須考量到色盲者的使用需求。LP55231是搭載9個輸出接口的LED驅動器，其中兩個接口可以應用於前面提及到的6 RGB LED。LP55231也可以減少LED數量以降低成本，同時也具備其他重要的功能，像是高效LED驅動器和一個電荷泵（高達94％）、200 nA待機電流、自動省電模式，可編程LED模式以及小型封裝尺寸（4mm×4mm）。本參考設計兼具了兩個LED驅動器，因此選擇LP55231可同步觸發輸入。

相關應用包括電子鎖輸入及讀取裝置、電子智慧鎖、暖通空調（HVAC）開關和致動器控制、煙霧和溫度探測器、電動百葉窗等。