La puissance est essentielle à la vie moderne, et avec les nouvelles avancées constamment en cours de développement, la société a commencé à reconnaître que ça n'est plus un luxe mais une force de changement et de progrès. De ce fait, la demande en électronique est en hausse et selon l'EIA (U.S. Energy Information Administration), la consommation d'énergie mondiale devrait augmenter de 56 % d'ici 2040. Satisfaire cette demande tout en réduisant l'impact environnemental est la réponse logique à ce boom technologique. Infineon cherche à la fois à approvisionner les besoins d'une industrie en constant développement et à rendre ces solutions plus durables. La clé pour tirer le meilleur parti des deux ? Des appareils plus intelligents et des systèmes plus efficients.
Dans notre processus de transition vers un mode de vie plus intelligent, la technologie intelligente offre de nombreuses possibilités : des systèmes plus intelligents sont capables d'adapter l'utilisation de l'énergie selon ses variations au cours de la journée, de soutenir un réseau plus puissant et plus résistant, d'éliminer ou de réduire plusieurs problèmes de réseau et permettent des designs plus esthétiques.
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« Les difficultés de cette conception et de cette fabrication globales d'appareils électroménagers intelligents sont de trois ordres. Elles impliquent des préférences régionales, la question de la fiabilité des réseaux électriques des marchés émergents et l'économie des pays en développement qui se hâtent de rattraper leur retard et de se connecter à l'Internet des objets (IdO). » – Karthi Gopalan, Infineon Technologies
On ne peut nier l'avantage de maisons plus connectées. Pour citer rapidement un exemple avant d'aller plus loin, l'utilisation d'appareils intelligents aurait pu atténuer l'impact de la panne de courant qui a eu lieu dans le Nord-Est des États-Unis en 2003, affectant 55 millions de citoyens. La technologie intelligente aurait pu éviter cette panne, nous y reviendrons plus tard. Avant de nous intéresser à notre consommation d'électricité, examinons comment nous générons cette électricité.
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L'énergie renouvelable joue un grand rôle dans l'approvisionnement en électricité et sa capacité à réduire l'impact environnemental est incroyablement bénéfique. Cependant, la fiabilité est cruciale pour l'utilisation d'énergie solaire dans nos foyers. Les solutions solaires doivent fournir les fonctions de support du réseau et demandent de la longévité pour réduire les remplacements et les réparations, et ainsi réduire les coûts. Les solutions solaires montrant déjà des difficultés quant à leur efficacité générale, l'efficacité de chaque pièce d'un ensemble doit être individuellement optimisée.
Heureusement, Infineon dispose d'un catalogue complet proposant les solutions solaires les plus fiables et les plus efficaces. Les technologies de pointe de type Superjunction MOSFET, IGBT en tranchée et à champ limité et les pilotes de transformateur sans noyau permettent à Infineon de se maintenir en tête des fournisseurs d'applications solaires. D'autres développements important ont permis au solaire d'évoluer, notamment le MCU basé sur ARM® Cortex™-M4, qui permet un contrôle simplifié et hautement efficace, et la série CoolMOS™ C7 MOSFET, offrant un taux très faible de pertes de commutation et le taux le plus bas de perte de conduction par paquet, ce qui se traduit par un système d'une excellente efficacité.
Il existe un certain nombre d'étapes permettant d'améliorer l'efficacité d'une maison connectée. Il est possible de transformer des moteurs de systèmes modernes (comme des climatiseurs et des réfrigérateurs), de vieux moteurs à balais en modèles modernes sans balais. Nous pouvons aussi mettre en place des topologies de haute efficacité avec les dernières pièces de conversion de l'énergie et ajouter un contrôle plus intelligent qui répond aux besoins des appareils et des réseaux.
La ligneiMOTION MCE™ de contrôleurs moteurs numériques et le microcontrôleur industriel Infineon XMC1300 illustrent parfaitement les possibilités d'une technologie actualisée. Les moteurs de calcul MCE™ fournissent un algorithme de calcul rapide pour contrôle de PFC numérique et contrôle sinusoïdal sans capteurs de moteurs à aimants permanents, réduisent la complexité de la conception, augmentent l'efficacité et sont très rentables. La série de microcontrôleurs XMC1300 répond aux besoins en temps réel du contrôle de moteur et aide à réduire les numérations BOM et les petits facteurs de forme avec commande vectorielle.
L'utilisation de pièces plus efficaces comme celles-ci contribue également à une conception plus flexible, permettant aux fabricants de créer de plus petits systèmes générant une perte thermique moindre. Intéressons-nous aux modules d'alimentation intelligents Infineon. Ces modules sont compacts et présentent un bon rendement énergétique, ils intègrent un semiconducteur d'énergie innovant et la technologie de contrôle de circuits intégrés.
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« Aujourd'hui, les solutions à vitesse variable destinées aux applications d'appareils nécessitent des tensions de claquage supérieures offrant une plus grande marge pour les pointes de tension de ligne électrique, avec des caractéristiques supplémentaires comme la détection et le contrôle de mises à jour de logiciels qui protègent des situations de baisse de tension sur certains segments géographiques représentant une force maximale en électronique de puissance et sur appareils pour les marchés établis. Les vitesses de débit variables peuvent réduire les besoins en énergie d'un compresseur de réfrigérateur de plus de 80 %, permettant un gain d'efficacité considérable et une réduction des factures d'électricité, » selon Karthi Gopalan, Infineon Technologies.
Grâce à de plus petits systèmes, les utilisateurs sont capables de concevoir des systèmes avec un visuel plus attrayant ou même de les masquer tous ensembles. En bref, il est possible de rendre ces systèmes moins intrusifs dans notre vie quotidienne, tout en conservant leur efficacité.
PRODUITS BLANCS - DIAGRAMME DE SYSTÈME DE LAVE-LINGE À VITESSE VARIABLE – SOURCE : INFINEON
Bien sûr, l'efficacité est parfois définie par l'énergie que nous n'utilisons pas. La création d'une technologie intelligente durable ne consiste pas uniquement à utiliser moins d'énergie, elle dépend également de la façon dont on utilise cette énergie. Les appareils intelligents sont capables de se protéger eux-mêmes des surtensions qui surviennent en s'isolant, ce qui permet d'éviter des dégâts coûteux. Les appareils intelligents peuvent également réagir aux événements survenant sur le réseau. Si une panne éventuelle du réseau est détectée, ils peuvent volontairement réduire leur charge pour se maintenir en sécurité. Ces capacités auraient été utiles durant la panne de courant survenue aux États-Unis en 2003 citée plus haut. Cette technologie aurait diminué la gravité de l'incident, voire même évité qu'il ne se produise, en réduisant la charge des climatiseurs qui ont mené à la saturation d'un réseau. En clair, des appareils hautement connectés et des microprocesseurs intégrés plus puissants offrent des possibilités infinies.
Ces concepts sont également applicables aux solutions d'éclairage. Certains produits Infineon relèvent réellement le niveau en offrant une flexibilité en matière d'éclairage. La solution CDM10v the Coolest Dimming, idéale pour de nombreuses applications de gradation, offre un vaste choix de configurations. Elle peut notamment remplacer différents composants traditionnels et réduit l'espace de BOM et de PCB, ce qui rend les conceptions moins intrusives tout en fournissant aux personnes la lumière qu'elles souhaitent et en réduisant l'utilisation globale. De même, le contrôleur horizontal à étage unique ICL8105 offre des transitions en douceur entre les modes de fonctionnement et le IRS2982S dispose d'un démarrage à haute tension intégré et d'une protection de circuit ouvert à capteur principal. Ces contrôleurs effectuent une conversion d'énergie horizontale avec des entrées larges, pour maintenir la lumière allumée même lorsque le réseau d'alimentation subit des variations.
En outre, lorsqu'il est associé à des solutions de détection, l'éclairage peut réagir à notre présence et aux conditions d'éclairage ambiantes. Imaginez un système d'éclairage qui comprend de façon intuitive le type et la quantité de lumière nécessaires, en tenant compte du moment de la journée et en fournissant les conditions d'éclairage idéales pour les temps de travail et de repos. Voilà les possibilités qu'offre Infineon.
Les maisons connectées montrent un réel potentiel, mais il ne faut pas oublier la sécurité. Ces systèmes sont particulièrement compétents, mais ils comprennent d'autres vecteurs qui ne sont pas immunisés contre les attaques d'individus habiles qui tenteraient de compromettre le système.
« L'adaptation et la mise à disposition pour l'ensemble de la société des technologies sous-jacentes pour les appareils intelligents et connectés n'est pas suffisante, la mise en place d'une sécurité anti-piratage de niveau industriel est également indispensable à un foyer connecté et sécurisé. Si un pirate informatique pénètre dans une maison par l'intermédiaire d'un appareil intelligent connecté, il y a une chance que cette violation s'aggrave et mène à un problème de sécurité personnelle de grande ampleur. Le pire scénario n'est plus la panne de l'appareil. C'est désormais une violation de sécurité qui peut mener au désastre de l'ensemble du réseau du domicile, » indique Karthi Gopalan, Infineon Technologies.
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Et imaginez que quelqu'un pousse des appareils à puissance maximum et cause intentionnellement une autre panne d'électricité étendue ou que l'on manipule la charge du réseau pour compromettre la fréquence et endommager des centrales électroniques. C'est ce qui s'est produit en 1999 au Brésil, affectant 97 millions de personnes, et la sécurité ne peut pas être pensée à posteriori dans des villes modernes connectées et les organisations les plus connectées du globe.
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Heureusement, les innovateurs du secteur comme Infineon savent répondre rapidement aux besoins de sécurité. Des couches de sécurité peuvent être mises en place pour éviter un accès non autorisé, vérifier l'authenticité d'une mise à jour et protéger des informations confidentielles. La plateforme OPTIGA™ Trust, par exemple, comprend plusieurs puces de sécurité qui répondent à des besoins précis en matière d'authentification intégrée et de protection de marque et garantit la sécurité des foyers connectés.
SÉCURITÉ POUR MAISONS CONNECTÉES ‑ SOURCE : INFINEON
Infineon travaille sur la création de la maison connectée du futur, et en réponse à la demande d'énergie grandissante, la marque fait mieux que de maintenir la lumière allumée. En développant une technologie optimisée pour des maisons plus intelligentes, Infineon augmente l'efficacité tout en réduisant l'impact environnemental et les préoccupations en matière de sécurité. Construisez un meilleur futur grâce aux solutions intelligentes d'Infineon.
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Article associé de Karthi Gopalan :
Karthi a rejoint Infineon Technologies en 2013, dans le cadre de l'équipe Digital Demand Generation. Elle est détentrice d'une maîtrise d'ingénierie électrique de la Purdue University. Avant Infineon, elle a occupé divers postes allant de la conception de signal mixte et du marketing stratégique à l'incubation et au développement de nouvelles activités. Elle est passionnée des initiatives technologiques ayant un impact social global.