CN115567048A - 智能开关电路以及智能开关面板 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种智能开关电路以及智能开关面板，属于智能开关技术领域。其中，智能开关电路包括供电模块、通信模块以及零线检测模块；供电模块分别与火线端、负载线端、零线端以及通信模块连接，用于向所述通信模块提供相应的工作电压；零线检测模块分别与零线端以及通信模块连接，用于检测零线端处的零线电压信号，并向通信模块输出模式调整信号；通信模块用于基于模式调整信号自动调整工作运行模式。本申请提供的智能开关电路能够自动调整工作运行模式，确保一直处于良好的工作状态，提升用户体验。
Description
技术领域
本申请涉及智能开关领域，具体涉及一种智能开关电路以及智能开关面板。
背景技术
根据不同的接线方式，智能开关面板可以分为单火接线方式和零火接线方式。其中，单火接线方式为采用一根火线为智能开关面板供电，零火接线方式为采用火线和零线为智能开关面板供电。
目前，市场上已经出现可兼容单火接线以及零火接线的智能开关面板，其中，单火接线场景下智能开关面板待机功耗越低，负载的兼容性越好。然而，单火接线场景对智能开关面板的待机功耗有很高要求，尤其是对于低功率的负载而言，不然容易出现不良现象，故单火接线场景需要使智能开关面板一直处于低功耗的工作运行模式。而零火接线场景下智能开关面板不必要处于低功耗的工作运行模式。
针对这一技术问题，本领域的常规做法为，不论智能开关面板是单火接线方式还是零火接线方式，都一概使智能开关面板处于低功耗的工作模式。但是，一直处于低功耗的工作状态往往会牺牲智能开关面板的响应速度及传输速率。
发明内容
本申请提供一种智能开关电路以及智能开关面板，可以基于检测到的接线方式，使智能开关面板自动调整至相应的工作运行模式，从而保证智能开关面板一直处于良好的运行状态。
第一方面，本申请提供一种智能开关电路，其包括：供电模块、通信模块以及零线检测模块；其中，
所述供电模块分别与火线端、负载线端、零线端以及所述通信模块连接，所述供电模块用于向所述通信模块提供相应的工作电压；
所述零线检测模块分别与所述零线端以及所述通信模块连接，所述零线检测模块用于检测所述零线端处的零线电压信号，并向所述通信模块输出模式调整信号；
所述通信模块用于基于所述模式调整信号，自动调整工作运行模式。
在本申请提供的智能开关电路中，所述零线检测模块包括整流单元、稳压单元、零线接入判断单元；其中，
所述整流单元分别与所述零线端以及所述稳压单元连接，所述整流单元用于将所述零线电压信号转换为直流电压信号，并将所述直流电压信号提供至所述稳压单元；
所述稳压单元与所述零线接入判断单元连接，所述稳压单元用于对所述直流电压信号进行滤波，并将滤波后的所述直流电压信号提供至所述零线接入判断单元；
所述零线接入判断单元分别与第一电源信号端、第二电源信号端以及所述通信模块连接，所述零线接入判断单元用于基于所述直流电压信号，向所述通信模块输出所述模式调整信号。
在本申请提供的智能开关电路中，所述零线接入判断单元包括一三极管以及一上拉电阻；其中，
所述三极管的栅极与所述稳压单元连接，所述三极管的源极和漏极中的一者与所述第一电源信号端连接，所述三极管的源极和漏极中的另一者与第一节点连接；所述上拉电阻的第一端与所述第二电源信号端连接，所述上拉电阻的第二端与所述第一节点连接；所述第一节点与所述通信模块连接。
在本申请提供的智能开关电路中，述零线接入判断单元还包括一保护电阻；所述保护电阻的第一端与所述稳压单元连接，所述保护电阻的第二端与所述三极管的栅极连接。
在本申请提供的智能开关电路中，所述零线接入判断单元还包括一限流电阻；所述限流电阻的第一端与所述第一节点连接，所述限流电阻的第二端与所述通信模块连接。
在本申请提供的智能开关电路中，所述零线接入判断单元还包括一第一电容；所述第一电容的第一端与所述第一节点连接，所述第一电容的第二端与所述第一电源信号端连接。
在本申请提供的智能开关电路中，所述整流单元包括一整流二极管，所述稳压单元包括一稳压电阻以及一第二电容；其中，
所述整流二极管的正极与所述零线端连接，所述整流二极管的负极与所述稳压电阻的第一端连接；
所述第二电容的第一端与所述稳压电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端与第三电源信号端连接；
所述稳压电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接。
在本申请提供的智能开关电路中，所述零线检测模块还包括至少一分压电阻；所述分压电阻的第一端与所述整流单元连接，所述分压电阻的第二端与所述稳压单元连接。
在本申请提供的智能开关电路中，所述通信模块包括一无线传输***芯片；所述无线传输***芯片分别与所述零线检测模块以及所述供电模块连接，所述无线传输***芯片用于基于所述模式调整信号，在低功耗工作模式和高性能工作模式之间进行自动切换。
本申请提供的智能开关电路，通过在零线端设置零线检测模块，使零线检测模块基于零线端处的电压信号，也即零线电压信号，向通信模块提供模式调整信号，使通信模块基于接收到的模式调整信号以自动调整工作运行模式，确保智能开关电路一直处于良好的工作状态。
第二方面，本申请还提供一种智能开关面板，包括前述任一种智能开关电路。
本申请提供的智能开关面板，通过零线检测模块的设置，能够检测当前接线方式，以使通信模块基于当前接线方式自动调整工作运行模式，从而确保智能开关面板一直处于良好的工作状态。
附图说明
图1为本申请实施例提供的智能开关电路的第一种结构示意图；
图2为本申请实施例提供的智能开关电路的第二种结构示意图；
图3为图1或者图2示出的零线检测模块的第一种结构示意图；
图4为本申请实施例提供的零线检测模块的第一种电路示意图；
图5为本申请实施例提供的零线检测模块的第二种电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。由于本申请采用的三极管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极是可以互换的。按附图中的形态规定晶体管的中间端为栅极、信号输入端为源极、输出端为漏极。
请参阅图1，图1为本申请提供的智能开关电路的第一种结构示意图。如图1所示，在本申请实施例提供的智能开关电路100中，包括：供电模块10、零线检测模块20以及通信模块30。
其中，供电模块10分别与火线端L1、负载线端L2、零线端N以及通信模块30连接。供电模块10用于向通信模块30提供相应的工作电压，并在火线端L1、负载线端L2以及零线端N之间形成供电回路。
其中，零线检测模块20分别与零线端以及通信模块30连接。零线检测模块20用于检测零线端N处的零线电压信号，并向通信模块30输出模式调整信号。
其中，通信模块30基于零线检测模块20提供的模式调整信号，自动调整工作运行模式。
具体的，当通信模块30根据零线检测模块20提供的模式调整信号，确定当前接线方式为单火接线时，通信模块30自动降低自身运行功耗，智能开关电路100的相应速度以及传输速率得以降低，从而智能开关电路100处于低功耗运行模式。当通信模块30根据零线检测模块20提供的模式调整信号，确定当前接线方式为零火接线时，通信模块30将自动提升自身运行功耗，智能开关电路100的响应速度以及传输速率得以提升，从而智能开关电路100处于高性能运行模式。
故，在本申请实施例提供的智能开关电路100中，通过在零线端N处设置零线检测模块20，使零线检测模块20基于零线端N处的零线电压信号，向通信模块30提供模式调整信号，使通信模块30基于接收到的模式调整信号以自动调整工作运行模式，确保智能开关电路100无论是在单火接线方式中还是零火接线方式中，能够一直处于良好的工作状态。
在本申请提供的一些实施例中，请参阅图2，图2为本申请实施例提供的智能开关电路的第二种结构示意图。如图2所示，本实施例与前述实施例的区别在于：在本实施例提供的智能开关电路100中，还包括继电器控制模块40。
其中，继电器控制模块40分别与负载线端L2、供电模块10以及通信模块30连接。继电器控制模块40用于控制负载线端L2的导通以及断开。
具体的，供电模块10还用于向继电器控制模块40提供相应的工作电压，通信模块30还用于向继电器控制模块40输出控制信号。从而继电器控制模块40基于提供通信模块30提供的控制信号，控制负载线端L2的导通以及断开。
请继续参阅图2，在本申请提供的一些实施例中，智能开关电路100中的供电模块10包括开态取电单元101、以及关态取电单元102。
其中，开态取电单元101分别与火线端L1、通信模块30以及继电器控制模块40连接。开态取电单元101用于在继电器控制模块40处于导通状态时，在形成的回路中截取部分电流，为通信模块30、继电器控制模块40供电。
其中，关态取电单元102分别与火线端L1、负载线端L2、零线端N、通信模块30以及继电器控制模块40连接。关态取电单元102用于在继电器控制模块40处于断开状态时，在形成的回路中截取部分电流，为通信模块30、继电器控制模块40供电。值得一提的是，关态取电单元102工作时，由于继电器控制模块40处于断开状态，故开态取电单元101未能形成完整的回路，此时，开态取电单元101不取电。
在本申请提供的一些实施例中，请参阅图3，图3为图1或者图2示出的零线检测模块的第一种结构示意图。如图3所示，在本申请提供的智能开关电路100中，零线检测模块20包括整流单元201、稳压单元202以及零线接入判断单元203。
其中，整流单元201分别与零线端N以及稳压单元202连接，整流单元201用于将零线端N处的零线电压信号转换为直流电压信号，并将直流电压信号提供至稳压单元202。
其中，稳压单元202与零线接入判断单元203连接，稳压单元202用于对接收到的直流电压信号进行滤波，并将滤波后的直流电压信号提供至零线接入判断单元203。
值得一提的是，在本实施例中，设置整流单元201的目的在于，需要将零线端N处的零线电压信号从交流电压信号整理转换为直流电压信号。在本实施例中，设置稳压单元202的目的在于，减小由整流单元201提供的直流电压信号的脉动程度，保证零线接入判断单元203所输入的直流电压信号是稳定的，从而确保零线接入判断单元203向通信模块30提供的模式调整信号是稳定的。
其中，零线接入判断单元203分别与第一电源信号端、第二电源信号端以及通信模块30连接，零线接入判断单元203用于基于稳压单元202提供的直流电压信号，向通信模块30输出相应的模式调整信号。
值得一提的是，在本实施例中，通过设置零线接入判断单元203，从而能够检测零线端N处是否为零线接入方式，进而通信模块30能够基于接入判断单元203提供的模式调整信号自动调整工作运行模式。以实现智能开关电路100无论是在单火接线方式还是零火接线方式中，一直处于良好的工作状态。
需要注意的是，第二电源信号端V2可与供电模块10连接，从而供电模块10向第二电源信号端V2提供所需的电压信号。在其他一些实施例中，第二电源信号端也可以与独立于供电模块10的电压源连接。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的零线检测模块的第一种电路示意图。如图4所示，在本实施例提供的零线检测模块20中：
零线接入判断单元203包括一三极管Q1以及一上拉电阻R1，整流单元201包括一整流二极管D1，稳压单元202括一稳压电阻R2以及第二电容C2。
其中，整流二极管D1的正极与零线端N连接，整流二极管D1的负极与稳压电阻R2的第一端连接。整流二极管D1用于将零线端N处的零线电压信号自交流电压信号整流转换为直流电压信号。
其中，第二电容C2的第一端与稳压电阻R2的第一端连接，第二电容C2的第二端与第三电源信号端连接。稳压电阻R2的第二端与第二电容C2的第二端连接。即，第二电容C2与稳压电阻R2是并联连接的。
其中，三极管Q1的栅极与稳压电阻R2的第一端连接，三极管Q1的源极和漏极中一者与第一电源信号端V1连接，三极管Q1的源极和漏极中的另一者与第一节点P连接。
值得一提的是，图4中示出三极管Q1为NPN管仅仅是一种示例性说明，不应该构成对本申请的限制。相应的，在本申请提供的另外一些实施例中，三极管Q1还可为PNP管、PMOS管、NMOS管等可发挥开关作用的元件。
其中，上拉电阻R1的第一端与第二电源信号端V2连接，上拉电阻R1的第二端与第一节点P连接。
其中，第一节点P与通信模块30连接。
需要注意的是，第一电源信号端V1提供的电压信号与第二电源信号端V2提供的电压信号是不同的，并且第二电源信号端V2提供的电压值大于第一电源信号端V1提供的电压值。具体的，第一电源信号端V1提供的电压信号可以是接地电压信号，也可以是负电压信号；第二电源信号端提供的电压信号为正电压信号。具体的，第二电源信号端V2提供的电压一般为3.3V。
第三电源信号端V3提供的电压信号与第一电源信号端V1提供的电压信号可以是相同的，也可以是不同的。具体的，第一电源信号端V1提供的电压信号和第三电源信号端V3提供的电压信号可以同为接地电压信号，第一电源信号端V1提供的电压信号和第三电源信号端V3提供的电压信号可以同为负电压信号。第一电源信号端V1提供的电压信号和第三电源信号端V3提供的电压信号可以为不同的负电压信号。
在本申请提供的一些实施例中，通信模块30包括一无线传输***芯片，无线传输***芯片分别与零线检测模块20、供电模块10连接。其中，无线传输***芯片基于零线检测模块20提供的模式调整信号，在低功耗工作模式和高性能工作模式之间进行自动切换。
具体的，本申请实施例提供的无线传输***芯片可以为低功耗蓝牙(BluetoothLow Energy，BLE)***芯片(System on Chip，SOC)，即BLE-SOC芯片；也可为蓝牙微型控制处理器(BLE-MCU)，也可为Zigbee芯片、Thread芯片等。
值得注意的是，由于单火接线方式的供电能力相较于零火接线的供电能力弱，无线传输***芯片在单火接线方式时需要降低自身功耗运行，故当智能开关电路100为单火接线方式时，无线传输***芯片需要处于低功耗工作模式。由于零火接线方式的供电能力相较于单火接线方式的供电能力强，无线传输***芯片在零火接线方式时无需降低自身功耗运行，故当智能开关电路100为零火接线方式时，无线传输***芯片需要处于高性能工作模式。
在高性能工作模式下，无线传输***芯片运行不受限，比如可以处理蓝牙业务、可以从外设读取数据、可以快速响应发送指令，省去无线传输***芯片从休眠到唤醒所需的时间，提升无线传输***芯片的响应速率，从而智能开关电路100在高性能工作模式下的响应速度以及传输速率高于低功耗工作模式下的响应速度以及传输速率。
请结合图1至图4，以三极管Q1为NPN管为例，以下对智能开关电路100进行原理说明。
当智能开关电路100为零线接入方式时，零线端N处的零线电压信号为交流电压信号220V，零线电压信号经整流单元201、稳压单元202稳压整流后，输出至三极管Q1的栅极，此时，三极管Q1栅极处的电压大于三极管Q1的偏置电压，从而三极管Q1导通，第一电源信号端V1提供的电压信号将第一节点P处的电位拉低，从而通信模块30接收到的模式调整信号为低电压信号。
反之，当智能开关电路100为火线接入方式时，没有零线接入，故零线端N处的零线电压信号为0V，此时，三极管Q1处的电压小于Q1的偏置电压，从而三极管Q1截止，第二电源信号端V2提供的电压信号将第一节点P处的电位拉高，从而通信模块30接收到的模式调整信号为高电压信号。
以上，通信模块30可基于接收到的模式调整信号为高电压信号还是低电压信号确定实时接线方式为单火接线还是零火接线，从而通信模块30可基于模式调整信号自适应调整为低功耗工作模式或者高性能工作模式。即当通信模块30接收到的模式调整信号为低电压信号时，通信模块30自动调整为高性能工作模式；当通信模块30接收到的模式调整信号为高电压信号时，通信模块30自动调整为低功耗工作模式。如此一来，本申请实施例提供的智能开关电路100能够一直处于良好的工作状态。
在本申请提供的一些实施例中，请参阅图1至图5，图5为本申请实施例提供的第二种电路示意图。如图5所示，本实施例与前述实施例的区别在于，零线接入判断单元203还包括一保护电阻R3、一限流电阻R4以及一第一电容C1。
其中，保护电阻R3的第一端与稳压单元202连接，保护电阻R3的第二端与三极管Q1的栅极连接。从而保护电阻R3对三极管Q1栅极端进行限流，对三极管Q1起到保护作用。
其中，限流电阻R4的第一端与第一节点P连接，限流电阻R4的第二端与通信模块30连接。从而通过限流电阻R4对通信模块30进行限流，对通信模块30起到保护作用。
其中，第一电容C1的第一端与第一节点P连接，第一电容的第二端与第一电源信号端V1连接。从而通过第一电容C1对输出至通信模块30的模式调整信号进行滤波，以确保提供至通信模块30的模式调整信号的稳定性，从而确保通信模块30的运行模式是稳定的，进而提升本申请实施例提供的智能开关电路100的可靠性、稳定性。
请继续参阅图5，本实施例与前述实施例的区别还在于，零线检测模块20还包括至少一分压电阻R5。其中，分压电阻R5的第一端与整流单元201连接，分压电阻R5的第二端与稳压单元202连接。从而通过分压电阻R5的设置，降低零线检测模块20工作过程中的功耗，进而降低本申请实施例提供的智能开关电路100工作过程中的功耗。
在本发明的第二方面，还提供一种智能开关面板，其中，所述智能开关面板包括前述任一实施例提供的智能开关电路，通过设置零线检测模块，能够实时检测当前接线方式，并基于当前接线方式自动调整通信模块的工作运行模式，从而智能开关面板的工作运行模式得以自行调整，实现智能开关面板不论是处于单火接线方式还是零火接线方式，始终处于最佳运行状态，从而提升用户的体验效果。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种智能开关电路，其特征在于，包括：供电模块、通信模块以及零线检测模块；其中，
所述供电模块分别与火线端、负载线端、零线端以及所述通信模块连接，所述供电模块用于向所述通信模块提供相应的工作电压；
所述零线检测模块分别与所述零线端以及所述通信模块连接，所述零线检测模块用于检测所述零线端处的零线电压信号，并向所述通信模块输出模式调整信号；
所述通信模块用于基于所述模式调整信号，自动调整工作运行模式。
2.根据权利要求1所述的智能开关电路，其特征在于，所述零线检测模块包括整流单元、稳压单元、零线接入判断单元；其中，
所述整流单元分别与所述零线端以及所述稳压单元连接，所述整流单元用于将所述零线电压信号转换为直流电压信号，并将所述直流电压信号提供至所述稳压单元；
所述稳压单元与所述零线接入判断单元连接，所述稳压单元用于对所述直流电压信号进行滤波，并将滤波后的所述直流电压信号提供至所述零线接入判断单元；
所述零线接入判断单元分别与第一电源信号端、第二电源信号端以及所述通信模块连接，所述零线接入判断单元用于基于所述直流电压信号，向所述通信模块输出所述模式调整信号。
3.根据权利要求2所述的智能开关电路，其特征在于，所述零线接入判断单元包括一三极管以及一上拉电阻；其中，
所述三极管的栅极与所述稳压单元连接，所述三极管的源极和漏极中的一者与所述第一电源信号端连接，所述三极管的源极和漏极中的另一者与第一节点连接；
所述上拉电阻的第一端与所述第二电源信号端连接，所述上拉电阻的第二端与所述第一节点连接；
所述第一节点与所述通信模块连接。
4.根据权利要求3所述的智能开关电路，其特征在于，所述零线接入判断单元还包括一保护电阻；
所述保护电阻的第一端与所述稳压单元连接，所述保护电阻的第二端与所述三极管的栅极连接。
5.根据权利要求3所述的智能开关电路，其特征在于，所述零线接入判断单元还包括一限流电阻；
所述限流电阻的第一端与所述第一节点连接，所述限流电阻的第二端与所述通信模块连接。
6.根据权利要求3所述的智能开关电路，其特征在于，所述零线接入判断单元还包括一第一电容；
所述第一电容的第一端与所述第一节点连接，所述第一电容的第二端与所述第一电源信号端连接。
7.根据权利要求2所述的智能开关电路，其特征在于，所述整流单元包括一整流二极管，所述稳压单元包括一稳压电阻以及一第二电容；其中，
所述整流二极管的正极与所述零线端连接，所述整流二极管的负极与所述稳压电阻的第一端连接；
所述第二电容的第一端与所述稳压电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端与第三电源信号端连接；
所述稳压电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接。
8.根据权利要求2所述的智能开关电路，其特征在于，所述零线检测模块还包括至少一分压电阻；
所述分压电阻的第一端与所述整流单元连接，所述分压电阻的第二端与所述稳压单元连接。
9.根据权利要求1所述的智能开关电路，其特征在于，所述通信模块包括一无线传输***芯片；
所述无线传输***芯片分别与所述零线检测模块以及所述供电模块连接，所述无线传输***芯片用于基于所述模式调整信号，在低功耗工作模式和高性能工作模式之间进行自动切换。
10.一种智能开关面板，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的智能开关电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |