Qorvo ACT88760 PMIC解决现代可视门铃设计挑战

去年，“门廊盗贼”从超过5,800万美国人手中窃取了价值逾120亿美元的包裹。在智能家居时代，家庭安全已不再是奢侈品，而是必需品；可视门铃正是其中的核心所在。据Grand View Research数据，2023年美国可视门铃市场规模估计为4.18亿美元，预计到2030年将达到10.48亿美元。持续推动可视门铃的技术创新，对于为消费者提供便捷、易用的家庭安全防护至关重要。

78%的消费者表示，便捷性是其购买智能家居设备的首要动因。安装耗时与简易程度对使用的便捷性有着最直接的影响，因此产品设计应力求采用非侵入式，即对租户友好。随着外设需求增加和热负荷加重，电池性能面临严峻挑战。所以，可视门铃中的现代电源管理IC（PMIC）必须包含故障保护和监控功能，以便用户能够及时进行预防性维护。

最后，运动检测的灵敏度过高或过低都会影响可视门铃的性能。系统必须有效过滤过往车辆或野生动物等引发的误报，避免干扰用户对真实安全警报的关注——而这又依赖于门铃与用户移动设备之间稳定无缝的连接。因此，可视门铃面临独特的工程设计挑战：如何将摄像头、处理器、Wi-Fi模块、音频单元、传感器，和存储器全部集成于掌心大小的外壳内，同时兼顾电池供电、耐受极端温度，并保持“始终开启”？PMIC技术正是应对这些不断演进需求的关键所在。

现代可视门铃的关键特性

基础款可视门铃具备三种主要工作模式：常开待机监控、事件触发录制以及实时双向语音通话。这要求为所有外设提供多路电压供电；电源必须保持稳定，以满足常开功能的需求，并应对视频录制和双向语音通话期间的峰值负载。大多数可视门铃通过家用线路直接提供的12VAC或24VAC供电，也可采用电池供电，或两者结合的方式。其中，电池供电和无线系统占据了超过55%的市场份额，这主要是因为它们便于租房者使用，且安装更为简便。随着人工智能（AI）的融入，热负荷和处理负荷不断增大，对更高效电源解决方案的需求变得尤为关键。

近年来，视频处理技术持续创新。机器视觉技术通过减少误报或冗余警报，显著提升了用户体验。如今，具备竞争力的产品能够通过人脸识别技术识别个人身份，区分宠物和野生动物，追踪包裹何时被送达和从门口取走，以及识别车辆和配送卡车。毫米波雷达、环境光、超声波和红外传感器等技术提升了运动检测的精准度。音频采集和通信的改进也要求增加更多外设。对于生活在城市等嘈杂环境中的消费者而言，音频方向感知需要更多麦克风来提高降噪效果。

事件触发型视频捕捉提出了关键的电源要求：PMIC必须在轻载条件下提供稳定供电，并在事件触发后迅速抑制运行过程中的瞬态波动。值得一提的是，多相电源方案在此具有显著优势；其通过交错切换各相位大幅降低瞬态效应和纹波，同时具备更优的热性能。此外，事件触发式操作还要求外设及其控制系统具备更低的静态电流，以最大化电池续航。许多现代PMIC已具备低功耗模式（LPM），可将静态电流控制在50µA以下。

如前所述，可视门铃必须应对从酷热到极寒等可能存在的恶劣环境条件；鉴于加拿大预计将成为下一个增长最快的区域市场，这一问题尤为突出。因此，PMIC和处理器控制架构采用了更完善的故障保护及监控机制，以延长设备使用寿命。与移动应用程序的无缝集成使用户能够持续追踪设备状态——本质上就是针对热性能、电池问题、防盗保护等方面的远程诊断与维护。

对于可视门铃而言，最后一个或许也是最为严格的电源要求便是其小巧的外形尺寸。PMIC不能成为其所供电外设的尺寸限制因素，更不用说电源解决方案自身可能所需的热屏蔽和热管理措施了。设备外壳内的空间十分宝贵，其价值不亚于可视门铃本应保护的包裹。

云计算技术的进步为门铃外壳内部腾出了一些空间，因为部分处理任务以及大量的数据收集、存储都可以卸载并直接在移动设备上查看。此外，支持无线更新的功能也消除了拆卸或更换可视门铃的需求。不过，这要求设备具备稳定的互联网连接，无论是通过以太网还是Wi-Fi。在大多数家庭中，路由器的放置位置并不理想，无法覆盖到前门区域，因此Wi-Fi模块必须具备良好的接收灵敏度和低相位噪声。由于以太网线路通常不会铺设在门口，无线可视门铃必须能够在信号接收不佳的区域高效且安全运行。

关于ACT88760

Qorvo推出的ACT88760是一款新一代高度集成的PMIC，专为满足可视门铃及其它空间受限型物联网（IoT）设备不断演进的需求而设计，进一步推动家居集成化与智能化发展。以下是其框图及关键特性介绍：

ACT88760提供全面的电源轨支持，共有13个可配置输出，专为支持现代可视门铃或同类物联网设备的主要外设而设计。它集成了7个高效降压转换器——其中3个额定电流为4A，两个为3A，另外两个为2A——能够为AI处理器和无线模块等大电流组件带来有力支持。产品配备了6个低压差线性稳压器（LDO），包括两个高电源抑制比（PSRR）、800mA的LDO以及4个通用型400mA LDO，非常适合对噪声敏感的模拟与射频（RF）电路。其中两个LDO可重新配置为具有低导通电阻（RDS(on)）的1.2A负载开关（LSW），足以灵活切换辅助负载。这种全面的电源轨支持使设计人员无需使用多个分立稳压器，显著简化了电路板布局，节省了宝贵的PCB空间。

ACT88760在电源效率和可扩展性方面也表现出色，尤其适用于对电池寿命及热管理要求极高的设计。其4A和3A降压转换器支持并联运行，分别可提供高达8A和6A的总输出电流——非常适合具有突发模式或高负载活动的组件，如事件触发的视频处理器或具有方向感应功能的麦克风阵列。在低功耗模式下，该器件的静态电流可低至10µA，有助于延长待机和监控状态下的电池寿命，而其LDO的高PSRR则确保为敏感的模拟模块提供干净、无纹波的供电电压。

为实现与日益智能化、互联化系统的无缝集成，ACT88760还配备了先进的遥测功能。通过I²C接口，可实现电压的实时配置、上电时序控制，及系统状态监控。11个多功能GPIO引脚支持多种系统级信号与控制功能，包括中断请求、电源就绪指示、唤醒/休眠切换、动态电压调节（DVS），以及LED驱动器控制。内置的可编程上电时序逻辑确保各外设按预设上电，有效避免浪涌电流对敏感元件造成损害。

该器件在所有电源轨上均配备了完善的故障保护机制。这些机制包括过压保护、过流保护和短路保护，以及热关断和预警功能，确保在极端温度波动下仍能安全运行。集成的诊断和故障报告功能还支持远程健康监测和预测性维护，有助于减少现场故障，延长设备使用寿命。

尽管功能丰富，ACT88760仍采用超紧凑的3.78毫米 x 3.78毫米WLCSP封装，成为同级别集成度下体积最小的13轨PMIC之一。其所需外部元件极少，进一步降低了物料清单（BoM）成本，并简化了整体布局，有助于加快产品上市速度。与分立式解决方案相比，ACT88760可节省至少60%的电路板空间。总之，对于像下一代可视门铃这类高度集成、空间受限的设计而言，ACT88760是理想之选。

结论

可视门铃已从简单的运动探测器演变为基于AI、连接云端的安防枢纽。此类设备必须在超紧凑的外壳中集成更多功能，同时不牺牲性能，因此需要集成度更高、功率密度更大的PMIC。电源架构必须包含多个电源轨，以满足摄像头、机器视觉处理器、无线模块、麦克风，以及多种内部和环境传感器等不同外设的需求。热管理不仅要应对可能存在的恶劣环境条件，还必须足够强健，以应对事件触发功能带来的瞬时高电流。全天候连接和AI处理负载要求更高的电源效率和低静态电流，以减少充电周期，延长运行寿命。任何用于可视门铃中的现代PMIC必须全面解决上述所有挑战——这也正是ACT88760所提供的。

随着外设的需求和处理负载不断增加，物联网设备的电源解决方案容量也必须相应提升。Qorvo新推出的ACT88911 PMIC能够满足更高功耗应用的需求——它共有19个电源轨：5个降压转换器、2个升降压转换器、2个升压转换器，和10个LDO/LSW。点击阅读原文，了解有关ACT88911电源架构和特性的更多详细信息。