物联网设备功耗是关键

图三 : 电器连接的低功耗AC／DC

还有一个特性是电源解决方案的尺寸大小。通常，尺寸大小本身并不构成问题，问题在于尺寸大小如何对最终成本产生影响。物联网是一项激励人心的技术，它可以透过手机的资讯发送，让您的洗衣机告诉您衣服可以放入烘干机了；或是让冰箱告诉您有人忘了关上冰箱门，为相当值得赞赏的技术，尽管如此，消费者仍不愿意为必要功能之外所产生的费用而买单。

因此，此类解决方案需要尽可能降低电源解决方案的成本。而实现这一目标的一个方法就是缩小尺寸，这个例子中采用了更高的工作频率（115kHz），进而达到了缩小尺寸的目的。

无线网路

让我们换个话题，谈一谈什么将成为物联网的心腹大患。正如在一开始所提到的，无线网路将是主要的能源大户。而目前有很多电源设计开发专案正在开发进行，以解决这一类的问题。

从封包追踪到数位射频（RF）功率放大器等为基地台研发的一切应用，这样的设计专案不胜枚举。由于许多基地台由电网供电，所以有条件让前端功率因数控制（PFC）的供电变得更加高效。图四展现其中一个方法，为无桥功率因数控制的功率级。

图四 : 图腾柱无桥功率因数控制（PFC）

透过移除二极体桥，该系统可获得更高的效率。虽然有许多不同版本的无桥功率因数控制拓扑，但我们将重点关注持续传导模式（CCM）图腾柱拓扑。

这种拓扑有利于减少元件数量和移除桥的损耗。利用氮化镓（GaN）与开关装置进一步提高效率。Q3和Q4的这些装置能够提供更低的闸极损耗，并实现更高频率的的工作，以及降低输出电容等其他寄生损耗。

此外，因为没有内在的本体二极体，所以反向恢复损耗也降到了最低。Q1和Q2的线路频率可以进行切换，还可以采用矽MOSFET电晶体，从而实现比仅有二极体时更多的损耗减少。因为这种拓扑有利于提高高功耗电网连结系统的整体效率，所以已经有数篇公开发表的论文研究详细介绍。

展望未来

物联网为电源设计人员带来诸多的新难题，而文中提到的只是冰山一角。物联网的采用和覆盖很大程度上取决于能否减少能源需求，包括采集环境能源、尽量减少家庭能源需求和降低整体网路能源需求等。

当我们为能源采集而开发新技术时，必须要牢记减少能源需求对于推动发展扮演了相当重要的地位，能源需求越低，就越有可能从环境中获取能源。

减少电网的能源需求也十分重要。如果是单独考虑每一个由电网供电的应用，它对效率的影响可能让人觉得微乎其微，甚至可以忽略不计。但政府所关注的是效率损失的总数。这不是一台洗衣机或一个基地台，而是数百万创造能源需求的应用。

幸运的是，电源设计人员拥有新的技术来应对这些挑战。有些时候，他们采用的是可将高压元件与低压控制相互整合的处理技术；而有些时候，则是采用能够在更高的切换速度下保持低损耗，进而提高高压转换效率的WBG装置。对于电源设计人员而言，未来必定会更加精彩、令人期待。