CN209448724U - 一种单火线开关取电电路及单火线开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于智能开关技术领域。提供一种单火线开关取电电路及单火线开关，单火线开关取电电路包括与负载连接的第一端子、与火线连接的第二端子、以及依次连接的开关电路、比较电路、取电电路、电压转换电路、LDO模块以及无线模块，LDO模块还连接比较电路；开关电路分别与第一端子及第二端子连接；电压转换电路包括与取电电路连接的DC/DC芯片及与DC/DC芯片连接的***电路；***电路还分别连接开关电路、比较电路及取电电路，DC/DC芯片通过***电路与LDO模块连接。本实用新型提供的单火线开关取电电路可有效提高单火线开关开态时的取电效率，保证单火线开关正常工作，使单火线开关能适应小功率灯具的控制。
Description
技术领域
本实用新型属于智能开关技术领域，尤其涉及一种单火线开关取电电路及单火线开关。
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，其内部集成了实现开关功能的继电器和实现智能控制的无线模块，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，由于单火线的原因，在开灯的情况下，火线上流过的电流主要由负载的耗能情况决定，当负载功率较小时，火线电流很小，单火线开关截取的能量不足以供给无线模块，单火线开关开态时的取电效率低，从而单火线开关不能正常工作，难以适应小功率负载的控制。
实用新型内容
本实用新型提供一种单火线开关取电电路，旨在解决现有技术的单火线开关在负载功率较小时，单火线开关开态时取电效率低，难以适应小功率负载的控制的问题。
本实用新型是这样实现的，一种单火线开关取电电路，包括与负载连接的第一端子、与火线连接的第二端子、以及依次连接的开关电路、比较电路、取电电路、电压转换电路、LDO模块以及无线模块，所述LDO模块还连接所述比较电路；
所述开关电路分别与所述第一端子及所述第二端子连接，并用于导通或断开所述第一端子及所述第二端子；
所述电压转换电路包括与所述取电电路连接的DC/DC芯片及与所述DC/DC芯片连接的***电路，所述取电电路用于储存电能并向所述DC/DC芯片供电；所述***电路还分别连接所述开关电路、所述比较电路及所述取电电路，所述DC/DC芯片通过所述***电路与所述LDO模块连接。
优选的，所述***电路包括电阻R6、电阻R7、电感L1及电容C3；
所述DC/DC芯片的引脚1与所述取电电路相连，所述电阻R6与所述电阻R7串接且同时与所述电容C3并联，所述电阻R7一端分别连接所述DC/DC芯片的引脚2、所述取电电路、所述比较电路及所述开关电路，所述DC/DC芯片的引脚3在所述电阻R6与所述电阻R7之间形成节点，所述DC/DC芯片的引脚3同时与所述电阻R6与所述电阻R7连接，所述电感L1一端与所述DC/DC芯片的引脚3连接，所述电感L1的另一端分别连接所述电阻R6、所述电容C3及所述LDO模块。
优选的，所述取电电路包括二极管D3、稳压管D1、电阻R1及电容C1；
所述二极管D3与所述电阻R1串接且同时与所述电容C1并联，所述电容C1一端与所述稳压管D1连接且通过所述二极管D3与所述DC/DC芯片的引脚1相连，所述电容C1另一端与所述电阻R1一端连接且与所述比较电路相连，所述比较电路在所述稳压管D1和所述电阻R1之间形成节点，所述比较电路同时与所述稳压管D1及所述电阻R1连接。
优选的，所述开关电路包括继电器、MOS管Q2、电阻R2及二极管D2；
所述MOS管Q2的漏极连接所述继电器和所述二极管D2，所述二极管D2另一端连接所述比较电路和所述取电电路，所述继电器连接所述第一端子；
所述MOS管Q2的源极连接所述第二端子、所述比较电路、所述取电电路以及所述电压转换电路；
所述MOS管Q2的栅极通过所述电阻R2连接所述比较电路。
优选的，所述比较电路包括运算放大器U1、电容C2、三极管Q1、电阻R4及电阻R5；
所述三极管Q1的基极与所述电阻R2连接，所述三极管Q1的发射极与所述MOS管Q2的源极连接；所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4连接，所述电阻R4与所述电阻R5串接并与所述LDO模块相连；
所述运算放大器U1的引脚1与所述电容C2相连，所述电容C2两端分别与所述稳压管D1和所述电阻R1连接，所述运算放大器U1的引脚2分别与所述电阻R4及所述电阻R5连接，所述运算放大器U1的引脚3分别与所述电阻R2及所述电阻R3连接，所述运算放大器U1的引脚4分别与所述二极管D2及所述稳压管D1连接，所述运算放大器U1的引脚5分别连接所述第二端子、所述MOS管Q2的源极、所述电容C1及所述DC/DC芯片的引脚1。
优选的，所述DC/DC芯片与所述电感L1分体设置，且所述电感L1设于所述DC/DC芯片外部。
优选的，所述DC/DC芯片为MP2317芯片。
优选的，所述电感L1集成设置于所述DC/DC芯片的内部。
本实用新型还提供一种单火线开关，包括上述的单火线开关取电电路。
本实用新型提供的单火线开关取电电路通过取电电路存储电能并向DC/DC芯片供电，通过DC/DC芯片对取电电路输出电压进行升压，当负载功率较小时，通过火线电流很小的情况下，取电电路存储电能以供给DC/DC芯片，通过DC/DC芯片的电压转换进行升压，有效提高了单火线开关开态时的取电效率，保证单火线开关正常工作，使单火线开关能适应小功率负载的控制。
附图说明
图1为本实用新型单火线开关取电电路的电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供的单火线开关取电电路通过取电电路存储电能并向DC/DC芯片供电，通过DC/DC芯片对取电电路输出电压进行升压，当负载功率较小时，通过火线电流很小的情况下，取电电路存储电能以供给DC/DC芯片，通过DC/DC芯片的电压转换进行升压，有效提高了单火线开关开态时的取电效率，保证单火线开关正常工作，使单火线开关能适应小功率负载的控制。
请参照图1，该单火线开关取电电路包括与负载连接的第一端子CON1、与火线连接的第二端子CON2、以及依次连接的开关电路12、比较电路13、取电电路14、电压转换电路15、LDO模块16以及无线模块17，LDO模块16还连接比较电路13。
开关电路12分别与第一端子CON1及第二端子CON2连接，并用于导通或断开第一端子CON1及第二端子CON2。
电压转换电路15包括：与取电电路14连接并对取电电路14输出电压进行升压的DC/DC芯片U2；与DC/DC芯片U2连接的***电路152，取电电路14用于储存电能并向所述DC/DC芯片U2供电；***电路152还分别连接开关电路12、比较电路13及取电电路14，DC/DC芯片U2通过***电路152与LDO模块16连接。
本实用新型实施例中，通过取电电路14存储电能并向DC/DC芯片U2供电，在通过DC/DC芯片U2对取电电路14输出电压进行升压，在当负载功率较小时，火线电流很小的情况下，通过取电电路14存储电能以供给DC/DC芯片U2，通过DC/DC芯片U2的电压转换进行升压，有效提高了单火线开关开态时的取电效率，保证单火线开关正常工作，使单火线开关能适应小功率灯具的控制。
作为本实用新型的一个实施例，***电路152包括电阻R6、电阻R7、电感L1及电容C3；DC/DC芯片U2的引脚1与取电电路14相连，电阻R6与电阻R7串接且同时与电容C3并联，电阻R7一端分别连接DC/DC芯片U2的引脚2、取电电路14、比较电路13及开关电路12，DC/DC芯片U2的引脚3在电阻R6与电阻R7之间形成节点，DC/DC芯片U2的引脚3同时与电阻R6与电阻R7连接，电感L1一端与DC/DC芯片U2的引脚3连接，电感L1的另一端分别连接电阻R6、电容C3及LDO模块16。
作为本实用新型的一个实施例，取电电路14包括二极管D3、稳压管D1、电阻R1及电容C1；二极管D3与电阻R1串接且同时与电容C1并联，电容C1一端与稳压管D1连接且通过二极管D3与DC/DC芯片U2的引脚1相连，电容C1另一端与电阻R1一端连接且与比较电路13相连，比较电路13在稳压管D1和电阻R1之间形成节点，比较电路13同时与稳压管D1及电阻R1连接。
作为本实用新型的一个实施例，开关电路12包括继电器K1、MOS管Q2、电阻R2及二极管D2；MOS管Q2的漏极连接继电器K1和二极管D2，二极管D2另一端连接比较电路13和取电电路14；MOS管Q2的源极连接第二端子CON2、比较电路13、取电电路14以及电压转换电路15；MOS管Q2的栅极通过电阻R2连接比较电路13。本实施例，第一端子CON1与输出火线连接并与负载连接，第二端子CON2与输入火线连接。继电器K1闭合时，第一端子CON1和第二端子CON2导通，从而接通串接在第一端子CON1上的负载。继电器K2断开时，第一端子CON1和第二端子CON2断路，从而断开串接在第一端子CON1上的负载的电路。
作为本实用新型的一个实施例，比较电路13包括运算放大器U1、电容C2、三极管Q1、电阻R4及电阻R5；三极管Q1的基极与电阻R2连接，三极管Q1的发射极与MOS管Q2的源极连接；三极管Q1的集电极与电阻R4连接，电阻R4与电阻R5串接并与LDO模块16相连。
运算放大器U1的引脚1与电容C2相连，电容C2两端分别与稳压管D1和电阻R1连接，运算放大器U1的引脚2分别电阻R4及电阻R5连接，运算放大器U1的引脚3分别与电阻R2及电阻R3连接，运算放大器U1的引脚4分别与二极管D2及稳压管D1连接，运算放大器U1的引脚5分别连接第二端子CON2、MOS管Q2的源极、电容C1及DC/DC芯片U2的引脚1。其中，运算放大器U1的引脚1和引脚2为输入端，运算放大器U1的引脚3为输出端。
作为本实用新型的一个实施例，DC/DC芯片U2与电感L1分体设置，且且电感L1设于DC/DC芯片U2外部。本实施例中，电感L1设置在DC/DC芯片U2外部，便于DC/DC芯片U2与电感L1的连接。
作为本实用新型的一个实施例，DC/DC芯片U2为MP2317芯片。通过采用MP2317芯片，MP2317芯片需取电电路14达到较高电压值才会有电压输出，从而取电电路可积蓄更多电能，进而DC/DC芯片U2可以给无线模块提高较大的启动电压，以适应较小功率负载的控制。
作为本实用新型的另一个实施例，电感L1集成设置于DC/DC芯片U2的内部。本实施例中，将电感L1集成设置在DC/DC芯片U2的内部，从而可节省电感L1的占用空间，减小电感L1占用开关的体积。
本实用新型的单火线开关取电电路工作原理如下：
当继电器K1闭合后，当处于MOS管Q2的D极(漏极)上端相对于S极(源极)下端为正的半周期时，市电给电容C1充电，当电容C1电压上升到击穿稳压管D1后，电容C2充电使运算放大器U1引脚1电压上升，在电容C2上的电压大于运算放大器U1的引脚2的电压时，运算放大器U1的引脚3输出高电平，经过电阻R2驱动MOS管Q2导通，从而接通串接在市电上的负载。其中，负载可以为灯具、电风扇、空调、电磁炉等。在此过程中，电容C1储存的能量同时通过二极管D2供应给DC/DC芯片U2，通过电感L1给LDO模块16供电。同时将信号经过电阻R5反馈到运算放大器U1的引脚2，完成整个***的闭环控制。
其中，运算放大器U1的引脚3输出的高电平同时经过电阻R3驱动三极管Q1，将电阻R4接通到底，拉低运算放大器U1的引脚2的电压，保持运算放大器U1的高电平输出，一直到市电的下一个半周期重复上面的动作。
本实用新型还提供一种单火线开关，包括上述的单火线开关取电电路。
本实用新型提供的单火线开关取电电路通过取电电路存储电能并向DC/DC芯片供电，通过DC/DC芯片对取电电路输出电压进行升压，当负载功率较小时，通过火线电流很小的情况下，取电电路存储电能以供给DC/DC芯片，通过DC/DC芯片的电压转换进行升压，有效提高了单火线开关开态时的取电效率，保证单火线开关正常工作，使单火线开关能适应小功率负载的控制。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种单火线开关取电电路，其特征在于，包括与负载连接的第一端子、与火线连接的第二端子、以及依次连接的开关电路、比较电路、取电电路、电压转换电路、LDO模块以及无线模块，所述LDO模块还连接所述比较电路；
所述开关电路分别与所述第一端子及所述第二端子连接，并用于导通或断开所述第一端子及所述第二端子；
所述电压转换电路包括与所述取电电路连接的DC/DC芯片及与所述DC/DC芯片连接的***电路，所述取电电路用于储存电能并向所述DC/DC芯片供电；所述***电路还分别连接所述开关电路、所述比较电路及所述取电电路，所述DC/DC芯片通过所述***电路与所述LDO模块连接。
2.根据权利要求1所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述***电路包括电阻R6、电阻R7、电感L1及电容C3；
所述DC/DC芯片的引脚1与所述取电电路相连，所述电阻R6与所述电阻R7串接且同时与所述电容C3并联，所述电阻R7一端分别连接所述DC/DC芯片的引脚2、所述取电电路、所述比较电路及所述开关电路，所述DC/DC芯片的引脚3在所述电阻R6与所述电阻R7之间形成节点，所述DC/DC芯片的引脚3同时与所述电阻R6与所述电阻R7连接，所述电感L1一端与所述DC/DC芯片的引脚3连接，所述电感L1的另一端分别连接所述电阻R6、所述电容C3及所述LDO模块。
3.根据权利要求2所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述取电电路包括二极管D3、稳压管D1、电阻R1及电容C1；
所述二极管D3与所述电阻R1串接且同时与所述电容C1并联，所述电容C1一端与所述稳压管D1连接且通过所述二极管D3与所述DC/DC芯片的引脚1相连，所述电容C1另一端与所述电阻R1一端连接且与所述比较电路相连，所述比较电路在所述稳压管D1和所述电阻R1之间形成节点，所述比较电路同时与所述稳压管D1及所述电阻R1连接。
4.根据权利要求3所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述开关电路包括继电器、MOS管Q2、电阻R2及二极管D2；
所述MOS管Q2的漏极连接所述继电器和所述二极管D2，所述二极管D2另一端连接所述比较电路和所述取电电路，所述继电器连接所述第一端子；
所述MOS管Q2的源极连接所述第二端子、所述比较电路、所述取电电路以及所述电压转换电路；
所述MOS管Q2的栅极通过所述电阻R2连接所述比较电路。
5.根据权利要求4所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述比较电路包括运算放大器U1、电容C2、三极管Q1、电阻R4及电阻R5；
所述三极管Q1的基极与所述电阻R2连接，所述三极管Q1的发射极与所述MOS管Q2的源极连接；所述三极管Q1的集电极与所述电阻R4连接，所述电阻R4与所述电阻R5串接并与所述LDO模块相连；
所述运算放大器U1的引脚1与所述电容C2相连，所述电容C2两端分别与所述稳压管D1和所述电阻R1连接，所述运算放大器U1的引脚2分别与所述电阻R4及所述电阻R5连接，所述运算放大器U1的引脚3分别与所述电阻R2及所述电阻R3连接，所述运算放大器U1的引脚4分别与所述二极管D2及所述稳压管D1连接，所述运算放大器U1的引脚5分别连接所述第二端子、所述MOS管Q2的源极、所述电容C1及所述DC/DC芯片的引脚1。
6.根据权利要求2所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述DC/DC芯片与所述电感L1分体设置，且所述电感L1设于所述DC/DC芯片外部。
7.根据权利要求6所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述DC/DC芯片为MP2317芯片。
8.根据权利要求2所述的单火线开关取电电路，其特征在于，所述电感L1集成设置于所述DC/DC芯片的内部。
9.一种单火线开关，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的单火线开关取电电路。
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