一种单火线匹配传统开关的智能开关线路的制作方法

1.本技术属于电子电路技术领域，尤其涉及一种单火线匹配传统开关的智能开关线路。


背景技术：

2.在北美和国内，尤其欧洲大多数人家里的开关布线都是采用单火线布线的方式。在传统的开关线路中我们往往会有两个或者两个以上的开关控制同一盏灯，而市面上大部分智能开关线路(smart on/off switch)都是零火线供电的，则这样就需要两根线：火线和零线。针对装修好的房子，若安装智能家居则需要重新布线，工程复杂，且损耗大量人力物力，为了解决这个难题，便采取单火线取电技术。
3.单火线取电技术的难点在于：当灯具关闭时，单火智能开关是和灯具串联后接入电网，因此流过智能开关和灯具的电流大小是一样的，如果电流过小会导致智能开关电路不能工作，如果电流过大会导致灯具会有间歇性闪光或白炽灯关闭时有红丝等问题。还有负载类型的变化也会引起电流的变化，从而导致开关控制电路工作不稳定、单火线电源干扰造成无线电遥控距离近不稳定等问题。单火智能开关因其工作环境的特殊性，对待机和工作能耗的要求更是苛刻，因此微功耗单火待机和工作电源电路的研发难度非常大，到目前为止这仍是国内外限制单火线(单极)智能产品发展的最主要技术瓶颈。
4.因此，传统的开关线路技术存在着工作电流受限，并且因负载类型变化的影响导致工作不稳定的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供了一种单火线匹配传统开关的智能开关线路，旨在解决传统的开关线路技术存在着工作电流受限，并且因负载类型变化的影响导致工作不稳定的问题。
6.本技术实施例提供了一种单火线匹配传统开关的智能开关线路，与单火电源及负载灯具连接，所述智能开关线路包括：
7.整流电路，与所述单火电源连接，用于对所述单火电源输出的交流信号进行整流处理后，输出初始直流信号；
8.变压电路，与所述整流电路连接，用于对所述初始直流信号进行电压变换后，输出优化直流信号，并接收反馈结果；
9.开关电路，与所述负载灯具连接，用于采集所述负载灯具所处线路的参数信息，并将所述反馈结果输出至所述变压电路；以及
10.控制电路，与所述变压电路及所述开关电路连接，用于接收所述优化直流信号，并根据所述反馈结果控制所述开关电路的导通与关断，以相应控制所述负载灯具的发光与熄灭。
11.在其中一实施例中，还包括：
12.负载检测电路，与所述开关电路及所述负载灯具连接，用于检测到所述负载灯具出现异常情况时，控制所述开关电路进行关断。
13.在其中一实施例中，所述开关电路与所述负载灯具的连接方式包括采用load线路和3way线路。
14.在其中一实施例中，所述整流电路包括：
15.整流桥堆、第一二极管、第二二极管、第三二极管、稳压二极管、快恢复二极管、第一电容、第二电容、第三十电容、第一无感电容、第三无感电容、第五无感电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三十三电阻、变压器、转换芯片以及第二光电耦合器；
16.所述整流桥堆的输入端接所述单火电源，所述整流桥堆的输出端与所述快恢复二极管的阴极以及所述第三十三电阻的第一端共接，所述快恢复二极管的阳极与所述第三十三电阻的第二端以及所述第一无感电容的第一端接所述变压器的第一初级线圈的输入端，所述变压器的第一初级线圈的输出端接所述转换芯片，所述第二二极管的阳极接所述变压器的第二初级线圈的输入端，所述变压器的第二初级线圈的输出端接地，所述第二二极管的阴极与所述第一电阻的第一端以及所述第三无感电容的第一端共接，所述第一电阻的第二端接所述第三十电容的第一端，所述第一无感电容的第二端与所述第三十电容的第二端以及所述第三无感电容的第二端接地，所述第二光电耦合器的受光器接所述转换芯片，所述变压器的次级线圈的输入端接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极、所述第五无感电容的第一端、所述第二光电耦合器的发光源的输入端、所述第二电阻的第一端以及所述第一二极管的阳极共接，所述第五无感电容的第二端与所述变压器的次级线圈的输出端接地，所述第二光电耦合器的发光源的输出端与所述第二电阻的第二端以及所述稳压二极管的阴极共接，所述稳压二极管的阳极通过所述第三电阻接地，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的第一端以及所述第二电容的第一端共接并与所述变压电路连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端接地。
17.在其中一实施例中，所述变压电路采用变压芯片实现。
18.在其中一实施例中，所述开关电路包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的两个动触点分别与所述load线路和所述3way线路连接。
19.在其中一实施例中，所述负载检测电路包括：
20.第一检测电路，与所述load线路连接，用于检测所述load线路的参数信息；和
21.第二检测电路，与所述3way线路连接，用于检测所述3way线路的参数信息。
22.在其中一实施例中，所述参数信息包括电压、电流以及电抗中的任意一项或多项。
23.上述一种单火线匹配传统开关的智能开关线路，包括整流电路、变压电路、开关电路以及控制电路，通过整流电路对单火电源输出的交流信号进行整流处理后，输出初始直流信号，并通过变压电路对该初始直流信号进行电压变换后，输出优化直流信号，同时开关电路采集负载灯具所处线路的参数信息，并将反馈结果输出，控制电路接收优化直流信号，并根据反馈结果控制开关电路的导通与关断，以相应控制负载灯具的发光与熄灭。由此采用上述的智能开关线路，在单火线供电的情况下，直接替换掉一个传统开关，与任一传统开关组合成双控开关智能控制负载灯具的导通和关断，且工作电流不受限制，线路工作稳定，解决了传统的开关线路技术存在着工作电流受限，并且因负载类型变化的影响导致工作不稳定的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路的结构示意图；
26.图2为本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路的另一种结构示意图；
27.图3为本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路在负载关灯状态下的供电线路图；
28.图4为本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路在负载开灯状态下的供电线路图；
29.图5为本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路中控制电路的原理示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
31.请参阅图1，本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
32.上述一种单火线匹配传统开关的智能开关线路，与单火电源101及负载灯具106连接，所述智能开关线路包括整流电路102、变压电路103、开关电路105以及控制电路104。
33.整流电路102与单火电源101连接，用于对单火电源101输出的交流信号进行整流处理后，输出初始直流信号。应理解，单火电源101为具备单火线的电源，其输出交流电压。
34.变压电路103与整流电路102连接，用于对初始直流信号进行电压变换后，输出优化直流信号，并接收反馈结果，该反馈结果则是由开关电路105输出的。
35.开关电路105与负载灯具106连接，用于采集负载灯具106所处线路的参数信息，并将反馈结果输出至变压电路103。其中，参数信息包括电压、电流以及电抗中的任意一项或多项。
36.控制电路104与变压电路103及开关电路105连接，用于接收优化直流信号，并根据反馈结果控制开关电路105的导通与关断，以相应控制负载灯具106的发光与熄灭。
37.因此，上述的智能开关线路，在单火线供电的情况下，直接替换掉一个传统开关，与任一传统开关组合成双控开关智能控制负载灯具的导通和关断，且工作电流不受限制，线路工作稳定，同时方便安装。
38.作为本技术一实施例，上述变压电路103可采用变压芯片实现。
39.具体地，上述开关电路105与负载灯具106的连接方式包括采用load线路和3way线路。
40.如图2所示，在图1示出的实施例的基础上，上述一种单火线匹配传统开关的智能
开关线路还包括负载检测电路107。
41.负载检测电路107与开关电路105及负载灯具106连接，用于检测到负载灯具106出现异常情况时，控制开关电路105进行关断。
42.应理解，负载灯具106出现异常情况包括过压、欠压、过流、欠流等情况。
43.图3示出了本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路在负载关灯状态下的供电线路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
44.作为本技术一实施例，在负载关灯状态下的供电线路中，包括整流电路102，上述整流电路102包括整流桥堆(bd1和bd4)、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、稳压二极管zd2、快恢复二极管tv3、第一电容c1、第二电容c2、第三十电容c30、第一无感电容cd1、第三无感电容cd3、第五无感电容cd5、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第三十三电阻r33、变压器t1、转换芯片u1以及第二光电耦合器u7。
45.整流桥堆(bd1和bd4)的输入端接单火电源101，整流桥堆(bd1和bd4)的输出端与快恢复二极管tv3的阴极以及第三十三电阻r33的第一端共接，快恢复二极管tv3的阳极与第三十三电阻r33的第二端以及第一无感电容cd1的第一端接变压器t1的第一初级线圈的输入端，变压器t1的第一初级线圈的输出端接转换芯片u1，第二二极管d2的阳极接变压器t1的第二初级线圈的输入端，变压器t1的第二初级线圈的输出端接地，第二二极管d2的阴极与第一电阻r1的第一端以及第三无感电容cd3的第一端共接，第一电阻r1的第二端接第三十电容c30的第一端，第一无感电容cd1的第二端与第三十电容c30的第二端以及第三无感电容cd3的第二端接地，第二光电耦合器u7的受光器接转换芯片u1，变压器t1的次级线圈的输入端接第三二极管d3的阳极，第三二极管d3的阴极、第五无感电容cd5的第一端、第二光电耦合器u7的发光源的输入端、第二电阻r2的第一端以及第一二极管d1的阳极共接，第五无感电容cd5的第二端与变压器t1的次级线圈的输出端接地，第二光电耦合器u7的发光源的输出端与第二电阻r2的第二端以及稳压二极管zd2的阴极共接，稳压二极管zd2的阳极通过第三电阻接地，第一二极管d1的阴极与第一电容c1的第一端以及第二电容c2的第一端共接并与变压电路103连接，第一电容c1的第二端与第二电容c2的第二端接地。
46.图4示出了本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路在负载开灯状态下的供电线路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
47.作为本技术一实施例，在负载开灯状态下的供电线路中，包括双向触发二极管tr1、第一光电耦合器u4、第三稳压二极管zd3、第四稳压二极管zd4、整流桥bd2、第五电容c5、第六电容c6、第二开关管q2、第十九电阻r19、第二十五电阻r25、第二十六电阻r26以及第三十电阻r30。
48.双向触发二极管tr1的第一端接单火电源101，双向触发二极管tr1的第二端接第四稳压二极管zd4的阳极，第四稳压二极管zd4的阴极接第三稳压二极管zd3的阴极，第三稳压二极管zd3的阳极与第二十六电阻r26的第一端接第一光电耦合器u4的受光器的输出端，第二十六电阻r26的第二端接单火电源101，第五电容c5的第一端接整流桥bd2的输入端，第五电容c5的第二端与第六电容c6的第一端以及整流桥bd2的输出端接控制电路104，第六电容c6的第二端接地，第一光电耦合器u4的发光源的输入端接整流电路102，第一光电耦合器u4的发光源的输出端接第三十电阻r30的第一端，第三十电阻r30的第二端接第二开关管q2的输入端，第二开关管q2的受控端与第十九电阻r19的第一端以及第二十五电阻r25的第一
端共接，第十九电阻r19的第二端接入电平信号tric，第二开关管q2的输出端与第二十五电阻r25的第二端接地。
49.示例性的，上述第二开关管q2包括三极管或者场效应管；
50.三极管的集电极、基极以及发射极分别对应第二开关管q2的输入端、受控端以及输出端；或者
51.场效应管的漏极、栅极以及源极分别对应第二开关管q2的输入端、受控端以及输出端。
52.图5示出了本技术提供的一种单火线匹配传统开关的智能开关线路中控制电路的原理，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
53.作为本技术一实施例，上述开关电路105包括单刀双掷开关，单刀双掷开关的两个动触点分别与load线路和3way线路连接。
54.作为本技术一实施例，上述负载检测电路107包括第一检测电路1071和第二检测电路1072。
55.第一检测电路1071与load线路连接，用于检测load线路的参数信息；和
56.第二检测电路1072与3way线路连接，用于检测3way线路的参数信息。
57.以下结合图1-图5对上述一种单火线匹配传统开关的智能开关线路的工作原理进行描述：
58.关灯时，如图3所示：经过整流桥堆(bd1和bd4)进行整流(其中load端接到负载灯一端，通过负载灯到底n端)，再经过ac-dc电源转换线路，输出一个dc电压，此dc电压在通过dc-dc电源转换线路(也即是变压芯片)后，输出dc1电压；
59.开灯时，由于load(3way)端与lin端是连通的，导致整流桥堆(bd1和bd4)整流出来的电压很低，ad-dc电源转换线路无法工作，因此设计开灯时供电线路如图4所示，当tric为高电平时，第二开关管q2饱和导通，第一光电耦合器u4导通，给双向触发二极管tr1触发端提供触发电压，达到一定值后，双向触发二极管tr1导通；并且通过第三稳压二极管zd3和第四稳压二极管zd4进行稳压，通过第二十六电阻r26进行分压，双向触发二极管tr1触发端门极电压，再通过整流桥bd2的整流，第五电容c5和第六电容c6的滤波可以得到输出电压dc；此dc电压在通过dc-dc电源转换线路，输出dc1电压。
60.接着，控制电路104通过采集key1和key2的信号，再根据当前pwm1和pwm2的状态，经过相关逻辑判断后，输出对应的pwm1和pwm2信号来控制开关电路105的导通和关断，从而控制负载灯具106的开通与关断，具体的相关逻辑表如下所示：
61.extern key1extern key2pwm1状态pwm2状态灯状态1110亮1001灭1101亮0110灭
62.由此可得，只有在key1和key2的信号均为1，且pwm1或pwm2的信号为1时，灯则点亮；否则灯熄灭。
63.上述智能开关线路增加一路3way输出，设计load和3way两路检测电路，从而实现对负载灯具开通和关断的控制；其优点是可以在现有的单火线布线的情况下，直接替换掉
一个传统开关，与任一个传统开关组合成双控开关控制同一盏灯，安装方便，并且工作稳定。
64.综上所述，本技术实施例中的上述一种单火线匹配传统开关的智能开关线路，包括整流电路、变压电路、开关电路以及控制电路，通过整流电路对单火电源输出的交流信号进行整流处理后，输出初始直流信号，并通过变压电路对该初始直流信号进行电压变换后，输出优化直流信号，同时开关电路采集负载灯具所处线路的参数信息，并将反馈结果输出，控制电路接收优化直流信号，并根据反馈结果控制开关电路的导通与关断，以相应控制负载灯具的发光与熄灭。由此采用上述的智能开关线路，在单火线供电的情况下，直接替换掉一个传统开关，与任一传统开关组合成双控开关智能控制负载灯具的导通和关断，且工作电流不受限制，线路工作稳定，解决了传统的开关线路技术存在着工作电流受限，并且因负载类型变化的影响导致工作不稳定的问题。
65.在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。
66.在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。任何方向参考(例如，加上、减去、上部、下部、向上、向下、左边、右边、向左、向右、顶部、底部、在
…
之上、在
…
之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)用于识别目的以帮助读者理解本公开内容，且并不产生限制，特别是关于实施方式的位置、定向或使用。
67.虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。
68.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。