电力电子领域的 RECOM 和人工智能

2024-2-23
Fiber Optic - High Speed Data Transfer
乍一看，人工智能 (AI) 和电源设计似乎没有太多共同之处。然而，RECOM 已经在至少三个不同领域积极应用人工智能技术，旨在提升我们的产品和服务质量。请继续阅读，了解人工智能、电力和 RECOM 如何变得密不可分。

目录

智能数据表对比

RECOM 生产约 33,000 种标准产品。我们的产品组合之所以如此丰富，是因为需要通过各种排列组合来满足客户的需求。

仅以 RECOM REC5 系列的 5 W DC/DC 转换器为例。作为标准配置，该产品提供六种不同的输入电压和九种不同的输出电压。这就是 54 种不同的输入/输出组合。此外，该系列产品还有四种不同的隔离电压额定值和六种不同的引脚选项可供选择。如果再包括金属而非塑料外壳、远程控制开/关功能、塑料管或胶带和卷轴封装等选项，那么标准产品选项的总数就迅速超过了三千个——而这仅仅是一个转换器系列的产品！

所有这些排列组合都是为了满足客户的不同需求——有的客户可能需要 SMD 引脚，以便电路板上所有元件都能使用单一生产过程，而另一些客户则可能需要通孔引脚，以增强抗冲击和振动的稳健性，并确保与来自不同制造商的第二来源引脚兼容。因此，所有这些不同的组合都不可或缺。
Parametric search function on RECOM's website
图 1：制造商网站 (RECOM) 上参数搜索功能示例
问题在于如此多的选择导致决策变得复杂。如果客户已有现成的 DC/DC 转换器解决方案，并希望用 RECOM 产品替代，那么要从所有可用选项中进行搜索可能会是一项艰巨的任务；在 RECOM 网站上输入参数，搜索一款具有 5 V 输入电压和 5 V 输出电压的 1 W 转换器，会显示 5 页的结果（见图 1）。一个竞争对手的网站搜索引擎显示有 19 个匹配结果，另一个则显示有 122 个匹配结果。这两个搜索结果是否等同？它们之间的区别是什么？

在这个问题上，人工智能可以发挥作用。RECOM 正在与本地大学积极合作，帮助开发一套人工智能系统，该系统能够从不同制造商的 PDF 数据表中提取数据进行比较。这不是一项简单的工作。每个制造商的设计风格、文字字体和数据表布局都不尽相同。

此外，数值数据的呈现方式可能不同（例如 1 A 或 1000 mA）、测量方式可能不同（例如负载调节范围在 10-100% 或 25%-100% 内）、或者信息不完整（例如仅标明 2 kV 隔离，没有说明 2 kVDC，持续时间为 60 秒）。软件不仅要搜索并识别不同数据表各部分所呈现的相似信息，还要理解这些信息的上下文，以判断数据是否真正等同。

如今，这样的任务是由技术娴熟且经验丰富的元件工程师来完成。人工智能不会取代这项技能，但能极大地加速这一过程——理想情况下，它能取代翻阅数百份数据表以筛选出少数几个兼容候选产品的繁琐工作。

自动导引车系统的优化分布式电源架构

Illustration of AGV from the outside and its power supply from the inside
图 2：典型 AGV 子系统（来源：广濑电机）
许多电路设计需要多个板级电源电压。例如，自主驾驶或自动引导车 (AGV) 可以沿着城市的人行道自行运送包裹或食品。AGV 将需要多种功能模块来正常工作——如视频摄像头等传感器输入、通过超声波、雷达或激光雷达进行物体检测的系统、GPS 定位系统、微控制器以及若干电机驱动器——所有这些都由单个可充电电池供电，通常为 48 V 锂离子电池组（见图 2）。

所有这些功能子系统都需要电源，将由 48 V 电池组供电。电池电压会根据负载和充电状态变化，从耗尽时的 24 V 到刚充满时的 54 V，瞬态输入电压范围为 20 V 至 60 V1 。各板级电压可调，电机控制器为 +15 V，摄像头和超声波传感器为 +12 V，激光雷达系统为 +300 V，GPS 子系统为 3.4 V，微控制器、接口和存储器 IC 分别为 +5 V、+3.3 V、1.8 V 和 1.2 V。车轮电机驱动将直接采用电池供电。显然，这些板级电源将由各种稳压器和 DC/DC 转换器供电，但哪一种是最佳配置呢？是由 48 V 电池单独供电，还是通过高电流 DC/DC 转换器来降低电压并用低压差线性 (LDO) 稳压器为每个系统进一步调节电源，或者结合以上两种方式？（图 3）。
Graphics of two power supply solutions for the AGV board
图 3：AGV 电路板两种可能的电源分配解决方案：集中式和分布式
图 3 所示的两种电源树解决方案均能提供相同的最终结果。上面的分布式解决方案使用了更多的 DC/DC 转换器模块，这些模块效率很高但成本不菲。下面的集中式解决方案比上面的解决方案使用了更多低压差线性稳压器，成本虽低但其转换损耗更大。整体效率最大化是否是提供最长电池寿命最重要的因素？或者成本是最重要的准则？或者是否有另一种电源树配置能够提供更优的解决方案，既经济又高效？有一些 CAD 软件程序可供经验丰富的设计人员根据特定技术规格在电源供应树中选择合适的插座，但人工智能可以改善这一过程，让经验相对较少的电源工程师以最低的成本找到性能最佳的最优解决方案。

RECOM 正与一家人工智能软件公司合作，该公司正在开发这样一个自动化设计平台，旨在提供有针对性的解决方案。人工智能算法将准确理解应用的功能需求，自动生成项目设计、原理图和文档，并挑选最优元件以精简设计，确保符合项目的具体参数要求。

市场营销领域的人工智能

Video still from an A.I. generated avatar with audio and video commentary
图 4：来自人工智能生成的虚拟形象视频截图，附有音频和视频解说。制作时间仅需几小时
大多数人都会听说过 ChatGPT，一种‘大型语言模型’，它利用机器学习技术对书面问题作出智能回复。2022 年底发布后迅速成为有史以来增长最快的软件应用程序，短短几个月内就吸引了超过 1 亿名用户。继原始免费版本取得成功之后，最新的付费版本进一步增强了人工智能的功能，可以根据用户的提示生成图像和文本。其他人工智能平台现在能够根据文本和图像输入创建带有口头评论的虚拟形象视频。

RECOM 开始利用这些人工智能工具制作简单的博客文章和短视频，用以宣传新产品的发布（见图 4）。RECOM 是一家高度创新的公司，平均每周发布一款新产品。我们需要以快速简洁的方式向我们庞大的客户群（超过 10 万名客户）通报这些新动态，而不是用每周的短信和新闻稿轮番轰炸，因此，发布一篇简短的博客、播客或 YouTube 视频是保持客户了解最新信息的理想方式，且不会显得过于强迫。然而，传统的视频拍摄、音频录制或图像动画是一个非常耗时耗财的过程，因此我们必须非常慎重地选择，只有那些主要产品才值得投入额外时间和资源。

利用人工智能自动生成的文本、音频和视频，我们能够根据需求生成信息丰富的视频片段、播客和博客，这样既为客户节省了时间，不占用过多收件箱空间，同时还能向其提供我们不断更新的产品组合的最新信息。这也意味着我们能够迅速制作出多种语言版本的新视频，以支持本地市场，并且能够迅速更新客户沟通内容，无论是临时更正还是功能新增。更不用说，RECOM 的专家们总是在发布前仔细校对材料。

随着人工智能生成视频、文本和音频的能力不断提升，我们在市场营销活动中增强创意的机会也在不断增加。例如，我们可以使用客户的本地语言提供更全面的信息，或者实施分层的产品营销策略。这种方法包括对主要优势进行简要介绍，以吸引更广泛的受众群体，并对技术进展和特定功能进行详细探讨，以满足高级用户的需求。作为一家专注于提供解决方案而非仅仅提供产品的技术公司，人工智能软件在决定我们的未来发展中发挥着至关重要的作用。尽管人工智能无法取代我们工程师和销售支持团队所具备的深厚知识、技能和经验，但它作为一种有价值的工具，有助于我们提高对客户的服务水平。通过利用人工智能，我们旨在提升产品和服务的整体质量，确保为我们的客户提供更加个性化和高效的体验。

注：最后一段由人工智能编写。

1根据 LV148 汽车行业标准设定的规格要求