CN109618478A - 一种单火线开关*** - Google Patents

Abstract

本发明适用于单火线开关领域，提供了一种单火线开关***，包括：与输入火线电连接的取电电路、与取电电路电连接的控制模块、与控制模块电连接的温度检测电路、以及分别连接取电电路和控制模块的开关调节模块，开关调节模块与负载相连并用于调节负载的功率；当温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块控制开关调节模块逐步减小负载的功率。本发明提供的单火线开关***在检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块控制开关调节模块逐步减小负载的功率，保证单火线开关***应用在大负载量时稳定工作，提高了该单火线开关***控制大负载量的能力，从而提高了该单火线开关***的适配范围。

Description

一种单火线开关***

技术领域

本发明属于单火线开关技术领域，尤其涉及一种单火线开关***。

背景技术

传统的家庭用电环境中，基于安全和成本的考虑，机械开关的控制方式都是只引入一条火线到开关的位置，通过开关接通/切断火线来实现灯具的控制。随着现在技术的不断发展和人们对享受生活的提升、智能家居产品的普遍应用，对于灯具的智能控制成为必不可少的一部分。单火线智能开关产品就是在这样的市场需求下产生的，其可实现智能开关，不需要改变家庭用电的布线环境，可完全替代传统的机械开关。

现有技术中，当单火线开关控制多个负载时，在多个负载同时工作时，由于负载量大，单火线开关发热严重，易导致单火线开关内部温度较高，而单火线开关温度超过阈值时，便难以稳定工作。因此现有的单火线开关应用在大负载量时工作稳定差，难以适用于大负载量的控制。

发明内容

本发明提供一种单火线开关***，旨在解决现有技术的单火线开关应用在大负载量时工作稳定差，难以适用于大负载量控制的问题。

本发明是这样实现的，一种单火线开关***，包括：与输入火线电连接的取电电路、与所述取电电路电连接的控制模块、与所述控制模块电连接的温度检测电路、以及分别连接所述取电电路和所述控制模块的开关调节模块，所述开关调节模块与负载相连并用于调节所述负载的功率；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述开关调节模块逐步减小所述负载的功率。

优选的，所述取电电路包括关态反激取电电路、开态取电电路以及稳压电路；

所述关态反激取电电路与所述输入火线相连，所述开态取电电路与所述开关调节模块相连，所述关态反激取电电路、所述开态取电电路通过所述稳压电路与所述控制模块相连。

优选的，所述单火线开关***还包括第一保护电路和第二保护电路，所述取电电路通过所述第一保护电路与所述输入火线相连，所述开关调节模块通过所述第二保护电路与所述负载电连接。

优选的，所述开关调节模块包括分别电连接所述负载和所述控制模块的可控硅，所述控制模块通过控制所述可控硅逐步减小其导通角以逐步减小所述负载的功率。

优选的，所述负载为单路负载，所述开关调节模块包括连接所述单路负载和所述控制模块的一个可控硅；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述可控硅的导通角减小至第二预设值。

优选的，所述负载包括第一负载和第二负载，所述开关调节模块包括第一可控硅以及第二可控硅，所述第一可控硅分别与所述第一负载和所述控制模块电连接，所述第二可控硅分别与所述第二负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第一可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第一可控硅的导通角减小至第二预设值；

当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，且所述第一可控硅的导通角减小至零时，所述控制模块控制所述第二可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第二可控硅的导通角减小至第二预设值。

优选的，所述负载还包括第三负载，所述开关调节模块还包括第三可控硅，所述第三可控硅分别与所述第三负载和所述控制模块相连；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值，且所述第一可控硅和所述第二可控硅的导通角减小至零时，所述控制模块控制所述第三可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第三可控硅的导通角减小至第二预设值。

优选的，所述负载包括至少两路负载，所述开关调节模块包括至少两继电器，每个所述继电器分别与一路负载以及所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块通过控制所述继电器逐一关闭以逐步减小所述负载的功率。

优选的，所述负载包括第一负载和第二负载，所述开关调节模块包括第一继电器以及第二继电器，所述第一继电器分别与所述第一负载和所述控制模块相连，所述第二继电器分别与所述第二负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第一继电器关闭；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值且所述第一继电器关闭时，所述控制模块控制所述第二继电器关闭。

优选的，所述负载还包括第三负载，所述开关调节模块还包括第三继电器，所述第三继电器分别与所述第三负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，且所述第一继电器以及所述第二继电器关闭时，所述控制模块控制所述第三继电器关闭。

本发明提供的单火线开关***通过设置温度检测电路，温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块控制开关调节模块逐步减小负载的功率，在降低开关***温度的同时，整个开关***仍正常运行，保证单火线开关***应用在大负载量时稳定工作，从而使该单火线开关***可适用于大负载量的控制；而且，由于开关调节模块是逐步减小负载的功率，可精确调节负载的功率，使该单火线开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，从而提高了该单火线开关***控制大负载量的能力，提高了该单火线开关***的适配范围。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的单火线开关***的电路结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的单火线开关***的电路结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的单火线开关***的电路结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的单火线开关***的电路原理图；

图5为本发明实施例三提供的单火线开关***中第二种温度检测电路的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的单火线开关***中第三种温度检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的单火线开关***通过设置温度检测电路，温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块控制开关调节模块逐步减小负载的功率，在降低开关***温度的同时，整个开关***仍正常运行，保证单火线开关***应用在大负载量时稳定工作，从而使该单火线开关***可适用于大负载量的控制；而且，由于开关调节模块是逐步减小负载的功率，可精确调节负载的功率，使该单火线开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，从而提高了该单火线开关***控制大负载量的能力，可有效增加该单火线开关***带载的负载量，提高了该单火线开关***的适配范围。

实施例一

请参照图1，该单火线开关***包括与输入火线10电连接的取电电路11、与取电电路11电连接的控制模块12、与控制模块12电连接的温度检测电路13、以及分别连接取电电路11和控制模块12的开关调节模块14，开关调节模块14与负载100相连并用于调节负载100的功率；当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制开关调节模块14逐步减小负载100的功率。

本发明实施例中，取电电路11包括关态反激取电电路111、开态取电电路112以及稳压电路113；关态反激取电电路111与输入火线10相连，开态取电电路112与开关调节模块14相连，关态反激取电电路111、开态取电电路112通过稳压电路113与控制模块12相连。

本发明实施例中，单火线开关***还包括第一保护电路15和第二保护电路16，取电电路11通过第一保护电路15与输入火线10相连，具体的，关态反激取电电路111通过第一保护电路15与输入火线10相连。开关调节模块14通过第二保护电路16与负载100电连接。其中，第二保护电路16通过输出火线17与负载100相连。第一保护电路15和第二保护电路16均为慢断型保险管，当输入火线上电流超过其阈值时，第一保护电路15的保险管将烧毁断开，从而保护后段电路，进而提高单火线开关***的安全性。当输入输出火线上电流超过其阈值时，第二保护电路16的保险管将烧毁断开，从而保护负载，进一步提高单火线开关***的安全性。

温度检测电路13实时检测开关内部的温度，当检测到开关内部的温度超出阈值时，温度检测电路13发送信号至控制模块12，控制模块12接收到温度检测电路13发送的信号，相应控制开关调节模块14逐步减小负载100的功率，从而可降低开关的发热量，进而降低开关内部的温度。由于控制模块12是控制开关调节模块14逐步减小负载的功率，而不是直接关闭负载，既降低了开关***温度的同时，也保证整个开关***的正常运行，使开关***在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，从而提高了单火开关能够控制的负载量，有效提高了单火开关的适配范围。

具体的，市电从输入火线10输入，经过第一保护电路15后，若此时开关调节模块14关闭(关态)，则关态反激取电电路111开始工作，并输出一个恒定的电压值到稳压电路113，稳压电路113通过转换后输出合适的电压分别供给控制模块12和开关调节模块14工作。

当开关调节模块14开通(开态)时，开态取电电路112开始工作，同时开关调节模块14开通会短路关态反激取电电路111，使关态反激取电电路111不工作。开态取电电路112获得的电压也输入到稳压电路113，同样的，经过稳压电路113转换后输出合适的电压分别供给控制模块12和开关调节模块14工作。

控制模块12可接收到外部控制信号，外部控制信号可以是无线信号、按键信号或触摸信号，控制模块12根据当前的状态及外部控制信号，控制开关调节模块14的开通或关闭负载、或调节对应负载的功率。

本发明实施例中，单火线开关***还包括与控制模块12相连的显示模块(未图示)，显示模块可以为显示屏或者指示灯。当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，显示模块显示温度异常；当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，显示模块显示温度正常，以方便用户得知单火线开关***的工作温度是否出现异常。

本发明实施例中，开关调节模块14用于调节负载100的功率，当开关调节模块14调节负载100的功率至零时，则关闭负载100。该阈值为开关工作时的正常温度，该阈值可以是一个具体温度值，如50摄氏度、80摄氏度，也可以是一个温度范围值，如80-90摄氏度。

本实施例中，开关调节模块14可以为包括分别电连接负载100和控制模块12的可控硅，控制模块12通过控制可控硅逐步减小其导通角以逐步减小负载的功率。具体的，可控硅通过第二保护电路16与输出火线17连接，输出火线17与负载相连。

由于可控硅可改变其导通角，从而改变与其连接的负载功率。因此，当温度检测电路13实时检测到开关内部的温度超出阈值时，温度检测电路13发送信号至控制模块12，控制模块12接收到温度检测电路13发送的信号，相应控制可控硅逐步减小其导通角以减小负载的功率。通过将开关调节模块14设置成可控硅，可通过改变其导通角逐步调节与其连接的负载功率，进而可实现负载功率的精确调节，既保证了负载功率在开关的承载范围内，且使开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，从而有效提高了单火开关的适配范围。

其中，该阈值为开关正常工作的温度值。开关内部的温度预设值人为设置，如可设置为50度、80度等。在实际应用中，可控硅的导通角的调节次数以及可控硅的导通角每次调节的数值可根据实际需要进行设置，如第一次减少可控硅导通角到80％、第二次减少可控硅导通角到50％、第三次减少可控硅的导通角至零(可控硅关闭)。

作为本发明的一个实施例，负载100为单路负载，即该单火线开关***为单控开关，开关调节模块14包括分别电连接单路负载和控制模块12的一个可控硅。当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制可控硅的导通角减小至第一预设值；当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制可控硅的导通角减小至第二预设值。本实施例中，单路负载的负载数量不限，可以是单个负载，也可以是多个负载。其中，第一预设值和第二预设值可根据实际需要进行设置。本实施例中，第一预设值为50％，第二预设值为0。控制模块12内设有定时器，控制模块12在间隔预设时间向温度检测电路13主动采集温度信号。本实施例的单火线开关***工作过程如下：

单火线开关***上电后，温度检测电路13实时检测开关内部的温度。当温度检测电路13检测到开关内部的温度超过阈值时，温度检测电路13发送信号至控制模块12，控制模块12主动采集到温度检测电路13发送的信号。此时，控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器，控制模块12首先控制可控硅的导通角减小到50％，并中断内部计时器。在间隔预设时间后，控制模块12再次主动检测此时温度检测电路13的温度信号，同时启动内部计时器，当温度检测电路13检测到开关内部的温度低于或等于阈值时，则代表温度正常，可控硅则保持该导通角工作，控制模块12此时可接收外部控制信号，以供用户进行正常的开关操作；当温度检测电路13仍检测到开关内部的温度超出预设值时，控制模块12控制可控硅的导通角减小到0，即可控硅关闭，以保证开关***的安全。

作为本发明的另一实施例，开关调节模块14还可以为包括分别电连接负载100和控制模块12的若干个继电器，其中每个继电器用于控制对应一个负载。

本实施例中，当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制关闭其中一继电器，从而关断其中一负载；当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制关闭另一继电器，从而关断其中另一负载。如此温度检测电路13检测不断开关内部温度是否超出阈值时，每次检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制关闭其中一继电器，如此逐一关闭继电器，从而逐一关闭负载，直至温度检测电路13检测到开关内部温度正常时，开关调节模块14则保持此时继电器的通断数量进行工作。

通过将开关控制模块设置为若干个继电器，通过逐一控制继电器关闭，逐步减少开通的继电器的数量，以逐步减小工作负载的数量，保证有负载持续正常工作，而不是直接关闭所有负载，既保证了负载功率在开关的承载范围内，且使开关在未超出温度阈值的前提下尽可能保证开关的带负载量为最大值，从而有效提高了单火开关的适配范围。

本实施例提供的单火线开关***通过将开关调节模块设置成可控硅和若干个继电器，控制模块通过控制可控硅逐步减小其导通角或逐一控制继电器关闭以逐步减小负载的功率，可实现负载功率的精确调节，既保证了负载功率在开关的承载范围内，且使开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，提高了该单火线开关***控制大负载量的能力，从而有效提高了单火开关的适配范围。

实施例二

请参照图2，本实施例中，该单火线开关***包括与输入火线10电连接的取电电路11、与取电电路11电连接的控制模块12、与控制模块12电连接的温度检测电路13、以及分别连接取电电路11和控制模块12的开关调节模块14，开关调节模块14与负载相连并用于调节负载的功率；当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制开关调节模块14逐步减小负载的功率。

本实施例中，负载包括第一负载101和第二负载102，即为该单火线开关***双控开关，开关调节模块14包括第一可控硅以及第二可控硅，第一可控硅101与第一负载101和控制模块12电连接，第二可控硅与第二负载和控制模块12电连接。具体的，第二保护电路16包括两个保险管，其中一保险管一端通过一输出火线17与第一负载101相连，另一端与第一可控硅相连；另一保险管一端通过一输出火线17与第二负载102相连，另一端与第二可控硅相连。

当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制第一可控硅的导通角减小至第一预设值；当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制第一可控硅的导通角减小至第二预设值。

当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，且第一可控硅的导通角减小至零时，控制模块12控制第二可控硅的导通角减小至第一预设值。

当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制第二可控硅的导通角减小至第二预设值，如温度检测电路13检测到开关内部的温度低于或等于阈值时，则代表温度正常，控制模块12此时可接收外部控制信号，以供用户进行正常的开关操作。

其中，第一预设值和第二预设值可根据实际需要进行设置。在本实施例中，第一预设值和第二预设值分别设置为50％和0，即第一次减少可控硅2导通角到50％、第二次减少可控硅的导通角至零(可控硅关闭)。

作为本发明的一个实施例，负载还包括第三负载103，即该单火线开关***为三控开关，开关调节模块14还包括第三可控硅，第三可控硅分别与第三负载103和控制模块12电连接。具体的，一保险管一端通过一输出火线17与第三负载103相连，另一端与第三可控硅相连。

当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，且第一可控硅和第二可控硅的导通角减小至零时，控制模块12控制第三可控硅的导通角减小至第一预设值；当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制第三可控硅的导通角减小至第二预设值。

本实施例中的单火线开关***的工作过程如下：

单火线开关***上电后，温度检测电路13实时检测温度信号，控制模块12判断温度信号是否异常。如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第一可控硅导通角降至50％并中断计时器，第一负载101功率下降50％；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各可控硅进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后再次主动检测温度检测电路13的温度信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第一可控硅的导通角降至0并中断计时器，第一负载101功率下降至零，即第一负载101关闭；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各可控硅进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后再次主动检测温度检测电路13的信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第二可控硅的导通角降至50％并中断计时器，第二负载102功率下降至50％；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各可控硅进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后继续主动检测温度检测电路13的信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第二可控硅的导通角降至0并中断计时器，第二负载102功率下降至零，即第二负载102关闭；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各可控硅进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后主动检测温度检测电路13的信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第三可控硅的导通角降至50％并中断计时器，第三负载103功率下降至50％；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各可控硅进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后主动检测温度检测电路13的信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第三可控硅的导通角降至0，第三负载103功率下降至零，即第三负载103关闭；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各可控硅进行开通或关断以导通或关断各负载。当第一可控硅、第二可控硅及第三可控硅的导通角降至0时，即所有负载均关闭。

其中，负载的数量以及可控硅的数量可根据实际需要进行设置，如此逐一对可控硅的导通角进行逐步减小以逐步减小负载的功率，使开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，提高了该单火线开关***控制大负载量的能力，从而有效提高了单火开关的适配范围。

本实施例提供的单火线开关***通过将开关调节模块设置成多个可控硅，控制模块通过控制逐一控制可控硅逐步减小其导通角，以逐步减小负载的功率，可保证负载的正常工作，且可实现负载功率的精确调节，既保证了负载功率在开关的承载范围内，且使开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，提高了该单火线开关***控制大负载量的能力，从而有效提高了单火开关的适配范围。

实施例三

请参照图3，本实施例中，单火线开关***包括与输入火线10电连接的取电电路11、与取电电路11电连接的控制模块12、与控制模块12电连接的温度检测电路13、以及分别连接取电电路11和控制模块12的开关调节模块14，开关调节模块14与负载相连并用于调节负载的功率；当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制开关调节模块14逐步减小负载的功率。

本实施例中，开关调节模块14包括至少两路负载，即单火线开关***为多控开关，所述开关调节模块14包括至少两继电器，每个所述继电器分别与一路负载以及所述控制模块12相连。

当温度检测电路13检测到开关内部温度超出预设值时，控制模块12通过控制继电器逐一关闭以逐步减小负载的功率。通过将开关调节模块14设置成至少两个继电器，控制模块12通过逐一控制继电器关闭，逐步减少开通的继电器的数量，以逐步减小工作负载的数量，保证有负载持续正常工作，而不是直接关闭所有负载，既保证了负载功率在开关的承载范围内，且使开关在未超出温度阈值的前提下尽可能保证开关的带负载量为最大值，从而有效提高了单火开关的适配范围。

作为本发明的一个实施例，负载包括第一负载101和第二负载102，开关调节模块14包括第一继电器以及第二继电器，第一继电器分别与第一负载101和控制模块12电连接，第二继电器分别与第二负载和控制模块12电连接。具体的，第二保护电路16包括两个保险管，其中一保险管一端通过一输出火线17与第一负载101相连，另一端与第一可控硅相连；另一保险管一端通过一输出火线17与第二负载102相连，另一端与第二可控硅相连。

当温度检测电路13检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制第一继电器关闭，即第一负载101关闭；当温度检测电路13间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，控制模块12控制第二继电器关闭，即第二负载102关闭，如温度检测电路13检测到开关内部的温度低于或等于阈值时，则代表温度正常，则无需关闭第二继电器，控制模块12此时可接收外部控制信号，以供用户进行正常的开关操作。

作为本发明的另一个实施例，负载还包括第三负载103，开关调节模块14还包括第三继电器，第三继电器分别与第三负载103和控制模块12电连接。具体的，一保险管一端通过一输出火线17与第三负载103相连，另一端与第三继电器相连。

当温度检测电路13检测到开关内部温度超出预设值时，且第一继电器以及第二继电器关闭时，控制模块12控制第三继电器关闭。

如图4所示，其中保险管F4组成第一保护电路15，保险管F1、保险管F2、保险管F3组成第二保护电路16。保险管F1、保险管F2、保险管F3分别依次与第一继电器RLY1、第二继电器RLY2及第三继电器RLY3相连。L0为输入火线，L1、L2、L3为输出火线。

关态反激取电电路111包括整流桥堆BD1、整流桥堆BD2、电阻R10、电阻R12、电阻R13、R14、电阻R15、电容C11、插件电容(C10、E10、E11、CY1)、二极管(D10、D11)、稳压管(Z10、Z11)、芯片IC1、芯片U5以及变压器(T1)。第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3以及IC2构成开关调节模块14。

其中，温度检测电路13由芯片U2、电阻(R19、R20、R21、R22、RV1)、电容(C16、C17)，二极管(D14、D15、D16)构成。

稳压电路113包括二极管(D12、D13)、贴片电阻(R16)、贴片电容(C12、C13、C14、C15)、插件电容(E12、E13)、芯片IC3以及芯片IC4。

MOS管Q1、三极管(Q2、Q3)，二极管(D5、D1、D2、D3、D4)，稳压管(Z1、Z2、Z3)，贴片电阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)，贴片电容(C2、C1)，插件电容(E1、E2)、运算放大器U1构成开态取电电路。芯片IC5构成控制模块12。

当各继电器关断时，市电通过保险管F4后，经过整流桥堆(BD1、BD2)整流为直流电压。其中，电阻R10为限流电阻，电阻R12、电阻R13串接在直流母线上增加电路阻抗用来提高整个电路带小负载时的PF值。当负载较大时，稳压管Z10被击穿短路电阻R12、R13，以减小电路功耗，从而提高该开关***的带载能力。

直流电压经过电容C10滤波后，输入到变压器T1的初级侧主绕组上。其中，芯片IC1为整个关态反激取电电路的控制IC。变压器T1的辅助绕组通过二极管D10，电容E10整流滤波后输出额定电压供给芯片IC1正常工作。变压器T1的次级绕组通过二极管D11，电容E11整流滤波输出恒定电压给后级的稳压电路。同时稳压管Z11、电阻R15将这个电压的大小通过光耦芯片U5反馈回变压器T1的初级侧，完成***的闭环控制。

当继电器开通时，市电通过二极管D1、D2后给电容E1充电，电容C2用来滤除高频杂波，当市电上升到足以击穿稳压管Z1时，电容C1开始通过充电而电压上升，该电压输入到运算放大器U1的正相输入端，同时后级电路的3.3V电压经过电阻R4输入到运算放大器U1的反相端，当电容C1上的电压大于电阻R4上的电压时，运算放大器U1输出正电压，正电压经过电阻R1后导通MOS管Q1，从而导通整个市电回路，点亮各继电器串接的负载。该电压同时经过电阻R2输入到三极管Q2的基极，三极管Q2导通后，会拉低电阻R4、电阻R3的连接点电压，为整个***提供滞环控制。稳压管Z2用来保护整个***，当后级电路控制不成功时，市电上升到稳压管Z2的阈值将直接击穿Z2然后导通MOS管Q1，保证负载正常工作。在MOS管Q1导通后，电容C1通过电阻R5放电，准备下一个周期的充电过程。市电经过二极管D3给电容E2充电，同时通过电阻R6给三极管Q3的基极提供导通电流，因为稳压管Z3的作用，三极管Q3的基极将被稳定在5.6V左右，从而三极管Q3的发射极输出稳定在5V左右，这一个输出电压将直接供给后续的稳压电路。

芯片IC2接收来自控制模块12的信息，放大后连接到第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3的各个驱动脚，根据控制模块12的信号控制第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3的开通和关断。

关态反激取电电路111的输出通过二极管D12和开态取电电路112的输出连接在一起，开态取电电路112的输出电压经过电容E12、电容C12两级滤波后输入到芯片IC4的1脚，又通过二极管D13连接到芯片IC3的2脚，当电压值达到额定电压后，芯片IC3的1脚将输出高电平使能芯片IC4，经过电容E13、电容C15滤波后得到最终的合适电压给控制模块12供电。

芯片IC5为集成电路，通过接收外部的控制信号(触摸、按键或者APP)，并通过内部软件判断后将结果输出给各继电器。

温度检测电路13中的电阻R19、电阻R22、电阻R21、电阻RV1串接然后并接在VCC和地之间，其分压分别输入到芯片U2的正负相端，这个电压通过比较后，经过二极管D14、二极管D15、二极管D16输入到控制模块12。电阻R20提供滞环控制作用，电容C16、C17用于滤除高频干扰。

温度检测电路13的工作原理如下：电阻RV1放在开关内部的PCB板位置，其阻值会随着其周围环境温度的变化而变化，因此芯片U2的3脚电压会随之而变化，这个变化信号会通过二极管D14、D15、D16输入到控制模块12的TEMP-WORK端口。当环境温度达到设计阈值时，控制模块12将根据接收到的信号，通过内部软件运算后控制各继电器的开断，从而将整个开关***的温度保持在合适的数值，提高产品的使用寿命。

如图5和图6所示，温度检测电路13还可以采用如图5和图6所示的电路结构，三极管Q5、电阻R17、电阻R17、电阻R18、电阻RV1组成温度检测电路13。电阻RV1可采用正温度特性热敏电阻或负温度特性热敏电阻。

其中，图5所示的温度检测电路13的电阻RV1采用正温度特性热敏电阻，图5中所示的温度检测电路13的三极管Q5的集电极一端通过电阻R18与芯片IC5的3V3端口连接，且三极管Q5的集电极与芯片IC5的TEMP-WORK端口相连，三极管Q5的发射极接芯片IC5的SGND，电阻RV1一端连接三极管Q5的发射极，另一端与三极管Q5的基极连接且通过电阻R17与电阻R18一端连接。

图6所示的温度检测电路13的电阻RV1采用负温度特性热敏电阻。图5中所示的温度检测电路13的三极管Q5的集电极一端通过电阻R18与芯片IC5的3V3端口连接，且三极管Q5的集电极与芯片IC5的TEMP-WORK端口相连，三极管Q5的发射极接芯片IC5的SGND，电阻R17一端连接三极管Q5的发射极，另一端与三极管Q5的基极连接且通过电阻RV1与电阻R18一端连接。

该温度检测电路13的工作原理如下：由于电阻RV1的阻值会跟随外界温度的变化而变化，当开关内部温度达到设定阈值时，三极管Q5的基极与发射极间电压的电压值会上升到其阈值电压，三极管Q5导通后，其集电极电压将拉低，该信号直接传输到控制模块12，控制模块12根据接收到的信号，通过内部软件运算后控制各继电器的开断，从而将整个开关***的温度保持在合适的数值，保证该单火线开关***稳定工作，且该温度检测电路13结构简单，且生产成本低。

本实施例中的单火线开关***的工作过程如下：

单火线开关***上电后，温度检测电路13实时检测温度信号，控制模块12判断温度信号是否异常。如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第一继电器关闭并中断计时器，第一负载101关闭；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各继电器进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后再次主动检测温度检测电路13的温度信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第二继电器关闭并中断计时器，第二负载102关闭；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各继电器进行开通或关断以导通或关断各负载。

控制模块12间隔预设时间后再次主动检测温度检测电路13的信号，如温度异常，显示模块当前温度异常，且控制模块12拒收外部控制信号，同时启动内部计时器；控制模块12控制第三继电器关闭并中断计时器，第三负载103关闭；如温度正常，显示模块当前温度正常，控制模块12可接收外部控制信号并对各继电器进行开通或关断以导通或关断各负载。

其中，负载的数量以及继电器的数量可根据实际需要进行设置，如此逐一对继电器进行关闭以逐步减小工作的负载数量，从而降低单火线开关的带载数量，使开关在未超出温度阈值的前提下保证开关的带负载量为最大值，从而有效提高了单火开关的适配范围。

本实施例提供的单火线开关***通过将开关调节模块设置成多个继电器，通过温度检测电路检测到开关内部温度是否超出阈值时，以供控制模块判断是否需要关闭继电器，保证单火线开关***性能可靠，且开关控制模块通过逐一控制继电器关闭，逐步减少开通的继电器的数量，以逐步减小工作负载的数量，保证有负载持续正常工作，而不是直接关闭所有负载，既保证了负载功率在开关的承载范围内，且使开关在未超出温度阈值的前提下尽可能保证开关的带负载量为最大值，从而有效提高了单火开关的适配范围。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单火线开关***，其特征在于，包括：与输入火线电连接的取电电路、与所述取电电路电连接的控制模块、与所述控制模块电连接的温度检测电路、以及分别连接所述取电电路和所述控制模块的开关调节模块，所述开关调节模块与负载相连并用于调节所述负载的功率；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述开关调节模块逐步减小所述负载的功率。

2.根据权利要求1所述的单火线开关***，其特征在于，所述取电电路包括关态反激取电电路、开态取电电路以及稳压电路；

所述关态反激取电电路与所述输入火线相连，所述开态取电电路与所述开关调节模块相连，所述关态反激取电电路、所述开态取电电路通过所述稳压电路与所述控制模块相连。

3.根据权利要求1或2所述的单火线开关***，其特征在于，所述单火线开关***还包括第一保护电路和第二保护电路，所述取电电路通过所述第一保护电路与所述输入火线相连，所述开关调节模块通过所述第二保护电路与所述负载电连接。

4.根据权利要求1所述的单火线开关***，其特征在于，所述开关调节模块包括分别电连接所述负载和所述控制模块的可控硅，所述控制模块通过控制所述可控硅逐步减小其导通角以逐步减小所述负载的功率。

5.根据权利要求4所述的单火线开关***，其特征在于，所述负载为单路负载，所述开关调节模块包括连接所述单路负载和所述控制模块的一个可控硅；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述可控硅的导通角减小至第二预设值。

6.根据权利要求4所述的单火线开关***，其特征在于，所述负载包括第一负载和第二负载，所述开关调节模块包括第一可控硅以及第二可控硅，所述第一可控硅分别与所述第一负载和所述控制模块电连接，所述第二可控硅分别与所述第二负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第一可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第一可控硅的导通角减小至第二预设值；

当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，且所述第一可控硅的导通角减小至零时，所述控制模块控制所述第二可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第二可控硅的导通角减小至第二预设值。

7.根据权利要求6所述的单火线开关***，其特征在于，所述负载还包括第三负载，所述开关调节模块还包括第三可控硅，所述第三可控硅分别与所述第三负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值，且所述第一可控硅和所述第二可控硅的导通角减小至零时，所述控制模块控制所述第三可控硅的导通角减小至第一预设值；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第三可控硅的导通角减小至第二预设值。

8.根据权利要求1所述的单火线开关***，其特征在于，所述负载包括至少两路负载，所述开关调节模块包括至少两继电器，每个所述继电器分别与一路负载以及所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块通过控制所述继电器逐一关闭以逐步减小所述负载的功率。

9.根据权利要求8所述的单火线开关***，其特征在于，所述负载包括第一负载和第二负载，所述开关调节模块包括第一继电器以及第二继电器，所述第一继电器分别与所述第一负载和所述控制模块电连接，所述第二继电器分别与所述第二负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，所述控制模块控制所述第一继电器关闭；当所述温度检测电路间隔预设时间后检测到开关内部温度超出阈值且所述第一继电器关闭时，所述控制模块控制所述第二继电器关闭。

10.根据权利要求9所述的单火线开关***，其特征在于，所述负载还包括第三负载，所述开关调节模块还包括第三继电器，所述第三继电器分别与所述第三负载和所述控制模块电连接；

当所述温度检测电路检测到开关内部温度超出阈值时，且所述第一继电器以及所述第二继电器关闭时，所述控制模块控制所述第三继电器关闭。