CN103792865A - 一种双线负载控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电器控制领域，尤其涉及一种双线负载控制电路，包括与外部电源组成供电回路的主负载电源电路单元、主负载以及控制所述主负载的负载调档器，还包括一个串接在所述供电回路上的副负载开关、一个与所述主负载并联的控制电路单元以及一个分别接所述主负载和所述控制电路单元的副负载。当副负载开关闭合时，控制主负载的负载调档器能起正常调节档位的作用；而当负载调档器处于接通状态时，就通过对副负载开关的操作来实现新功能，解决了现有技术中需要工程安装的长距离控制电器在不增加控制线的基础上难以实现多样化功能的技术问题。

Description

一种双线负载控制电路

技术领域

本发明属于电器控制领域，尤其涉及一种双线负载控制电路。

背景技术

在目前大量的电器设备中，需要工程安装的照明灯、楼顶扇和吊扇等，一般由墙面上的控制盒中的两根线来实现长距离的控制。即便连接控制器来增添新的功能，也需要多根连接线来控制，而照明灯、楼顶扇和吊扇等的布线均预先埋在墙体内，故难以对其进行改装，也就很难直接在电器上增加新的功能；如果用遥控技术实现控制，遥控器本身又是易损易失品，并且成本较高。

现有技术中，申请号为200820093591.1的实用新型专利文献公开了“一种应用于负载和开关的双线控制电路”，但上述专利文献公开的技术方案只能用于低压系统和近距离控制的电器，并且限定了负载是由直流供电的，在应用上就有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双线负载控制电路，旨在解决现有技术中需要工程安装的长距离控制电器在不增加控制线的基础上难以实现多样化功能的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种双线负载控制电路，包括与外部电源组成供电回路的主负载电源电路单元、主负载以及控制所述主负载的负载调档器，作为改进，所述双线负载控制电路还包括一个串接在所述供电回路上的副负载开关、一个与所述主负载并联的控制电路单元以及一个分别接所述主负载和所述控制电路单元的副负载。

本发明提供的双线负载控制电路，在电器的供电回路中串接一个副负载开关。当副负载开关闭合时，控制主负载的负载调档器能起正常调节档位的作用；而当负载调档器处于接通状态时，就通过对副负载开关的操作来实现新功能。副负载开关每操作一次（即在预设时间T内断开又闭合），就给控制电路单元一个控制信号。因控制电路单元内设有储能电路单元，故在副负载开关断开时，控制电路单元还能工作预设时间T以上。在副负载开关断开时，控制电路单元就开始检测开关的断开时间。如果开关断开不到预设时间又闭合，即为收到一个控制命令、需要对副负载进行调适，实现新增的功能；如果开关断开时间超过了预设时间T，则确定系统断电关机，来电后再复位。

本发明提供的双线负载控制电路，采用全新的控制技术，在不更改现有工程布线的基础上，增加新的功能。例如照明灯开关不但能控制照明灯的明灭，还能逐级改变其亮度；楼顶扇不再是启动后就一直摇头，而是由用户选择和控制；吊扇在墙上的控制盒也能增加控制吊扇上照明灯的功能等等。

附图说明

图1是本发明提供的双线负载控制电路的结构框图；

图2是本发明第一实施例提供的实现逐级调光的LED照明灯的双线控制电路示意图；

图3是本发明第二实施例提供的带装饰照明灯的吊扇的双线控制电路示意图。

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。

图1是本发明提供的双线负载控制电路的结构框图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

一种双线负载控制电路，包括与外部电源组成供电回路的主负载电源电路单元1、主负载2和负载调档器3，在此供电回路中还串接了一个副负载开关5，新增了与一个主负载2并联的控制电路单元6以及一个接在主负载2和控制电路单元6之间的副负载4。

在本实施例中，负载调档器3为只有两根连接线的开关，包括但不限于普通开关和电容切换开关等。另一方面，作为优选，副负载开关5为自恢复常闭开关或者是有闭合/断开两个工作位的手动开关，比如是普通的翘板开关或者拨动开关。图1中的副负载开关5是接在外部电源与负载调档器3之间的，此仅为一示例。在实际应用中，副负载开关5的连接位置并不限于此，只要是串接在原来的供电回路中即可，比如，副负载开关5也可以接在主负载2和负载调档器3之间。

由图可知，控制电路单元6包括微控制器61、外部电源检测电路单元62、储能电路单元63、副负载电子开关64和电源电路单元65；外部电源检测电路62一端接主负载1、另一端接微控制器61的第一IO口，副负载电子开关64的两端分别接副负载4和主负载1，同时其控制端接微控制器61的第二IO口；电源电路单元65接在主负载1的两端，其经过降压后的电源输出与储能电路单元63并联后接在所述微控制器61的电源接口上。

在具体实现时，储能电路单元63由多个电解电容并联而成或者就是电池，其所存储的电能可以使整个控制电路单元6在断电后至少还工作一段时间T以上；此处的时间T是根据不同电器产品的性能和用户体验预先设置的，作为优选，可以将该预设时间T定为2秒、3秒或以上。

当副负载开关5闭合时，控制主负载2的负载调档器3能起正常调节档位的作用；而当负载调档器3处于接通状态时，就通过对副负载开关5的操作来实现新功能。这里提到的对副负载开关5的操作，具体是指：如果副负载开关5是自恢复常闭开关，用户按下后松开即发送一次控制命令；如果副负载开关5是翘板开关或者拨动开关，用户在将开关按到断开位置后在预设时间T内再按回到闭合位置，才发送一次控制命令。并且根据不同的电器和负载，控制命令也不同，根据不同的使用环境，该命令可以是控制副负载4的通断或PWM调制副负载4。

具体而言，副负载开关5每操作一次（即在预设时间T内断开又闭合），就输给微控制器61一个控制信号。因控制电路单元6内设有储能电路单元63，故在副负载开关5断开时，控制电路单元6还能工作预设时间T以上。在副负载开关5断开时，控制电路单元6就开始检测开关的断开时间：如果开关断开不到预设时间T又闭合，即为收到一个需要对副负载4进行调适的控制命令，然后驱动副负载电子开关64去控制负载实现新增的功能；如果开关断开时间超过了预设时间T，则确定系统断电关机，来电后再复位。

更具体地，当供电回路中的外部电源是交流电时，副负载电子开关64一般为双向可控硅或继电器；当外部电源是直流电时，副负载电子开关64就为三极管或MOS管等直流开关器件。

更进一步地，本发明提供的双线负载控制电路，，也可以是其它连接方式，比如，可以在结构框图中将主负载1用开路替代或者将主负载电源电路单元2用短路来替代。下面根据两个具体实施例来说明本发明提供的双线负载控制电路的应用场景。

实施例一：

图2是本发明第一实施例提供的实现逐级调光的LED照明灯的双线控制电路图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，参见图1和图2：

实现逐级调光的LED照明灯电路，整个电路没有主负载2，主负载2用开路替代。整流桥BR1为主负载电源电路单元1，LED灯串（LED1～LEDn）为副负载4，翘板开关S1为负载调档器3，自恢复常闭开关S2为副负载开关5，三极管Q1为副负载电子开关64，电阻R1、电阻R2和稳压二极管ZD1组成外部电源检测电路单元62，电解电容EC1～EC3组成储能电路单元63，稳压二极管ZD2、电阻R5～R8、二极管D1组成电源电路单元65，微控制器61采用SN8P2501单片机。

翘板开关S1和自恢复常闭开关S2一般装在墙上的控制盒内，其它电路组成LED灯装在屋顶，控制盒和LED灯的连接仍然只有两根线。翘板开关S1闭合，LED灯点亮；翘板开关S1断开，LED灯熄灭。

当用户按动自恢复常闭开关S2时，外部电源检测电路单元62将外部高压转换为低压信号（S2断开时，电压为0V；S2闭合时，电压为5V），信号传给微控制器61，微控制器61计算信号0V电压的维持时间，如果信号0V电压维持时间小于预设时间（比如3秒），微控制器61认为这是一次调光命令，将输出的PWM值设为70%，输出到三极管Q1的基极控制端，使LED灯有70%的亮度。

用户第二次按动自恢复常闭开关S2，PWM值设为100%，LED灯有100%的亮度；用户第三次按动自恢复常闭开关S2，PWM值设为30%，LED灯有30%的亮度；用户第四次按动自恢复常闭开关S2，PWM值又设为70%，LED灯有70%的亮度；这样，每按一次自恢复常闭开关S2，LED的亮度就循环变化一次。如上，就实现了LED灯的三级调光。

需要强调的是，本实施例中每按一次自恢复常闭开关S2及与其对应输出的PWM值，都只是一种示例。在实际应用中，可以根据需要设置成不同的对应关系，即LED灯也可能是实现二级调光或者四级调光，并且LED灯逐级对应的亮度值也可以有多种可能。

通过本第一实施例提供的双线控制电路，用户不用更改家里的布线，就能实现LED灯的逐级调光。

实施例二：

图3是本发明第二实施例提供的带装饰照明灯的吊扇的双线控制电路示意图；同样的，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，参见图1和图3：

本发明第二实施例为带装饰照明的吊扇。吊扇马达为主负载2，这里就没有主负载电源电路单元1，用短路替代。电容调速器W1为负载调档器3)，照明灯LED为副负载4，自恢复常闭开关S2为副负载开关5，微控制器61同样采用SN8P2501，电阻R1、电阻R5和稳压二极管ZD1组成外部电源检测电路单元62，电解电容EC2、电解电容EC3组成储能电路单元63，双向可控硅T1为副负载电子开关64，电感L1、电容MC1、电容CC1～CC3、电容EC1、稳压二极管ZD2～ZD3、电阻R2、电阻R3、二极管D1和电源芯片79L05组成电源电路单元65。

电容调速器W1和自恢复常闭开关S2装在墙上的控制盒内，其它电路组成吊扇装在屋顶，控制盒和吊扇的连接仍然只有两根线。电容调速器W1就是普通吊扇常用的调速器，拨动不同位置时，因接入电路的电容量不同，形成不同的风速档位。

当用户按动自恢复常闭开关S2时，外部电源检测电路单元62将市电转换为低压信号（S2断开时，信号为5V电平；S2闭合时，信号是频率为50Hz、幅度为5V的方波），信号传给微控制器61，微控制器61计算信号5V电平的维持时间，如果时间小于3秒，微控制器61认为这是一次照明灯控制命令，就切换照明灯LED的开启或关闭状态。

如上所述，通过本第二实施例提供的双线控制电路，用户不用更改家里的布线，就能实现对吊扇上的照明灯的控制。

本发明提供的双线负载控制电路，采用全新的控制技术，在不更改现有工程布线的基础上，增加新的功能。例如照明灯开关不但能控制照明灯的明灭，还能逐级改变其亮度；楼顶扇不再是启动后就一直摇头，而是由用户选择和控制；吊扇在墙上的控制盒也能增加控制吊扇上照明灯的功能等等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种双线负载控制电路，包括与外部电源组成供电回路的主负载电源电路单元（1）、主负载（2）以及控制所述主负载（2）的负载调档器（3），其特征在于：所述双线负载控制电路还包括一个串接在所述供电回路上的副负载开关（5）、一个与所述主负载（2）并联的控制电路单元（6）以及一个分别接所述主负载（2）和所述控制电路单元（6）的副负载（4）。

2.如权利要求1所述的双线负载控制电路，其特征在于，所述负载调档器（3）为只有两根连接线的开关，包括普通开关、电容切换开关。

3.如权利要求1所述的双线负载控制电路，其特征在于，所述副负载开关（5）为自恢复常闭开关或有闭合/断开两个工作位的手动开关；在每次操作时，所述自恢复常闭开关能够在预设时间T内自动闭合，所述手动开关则需要在预设时间T内再按回闭合位置。

4.如权利要求3所述的双线负载控制电路，其特征在于：所述预设时间T为大于或等于3秒。

5.如权利要求3所述的双线负载控制电路，其特征在于：所述手动开关包括翘板开关和拨动开关。

6.如权利要求3所述的双线负载控制电路，其特征在于：所述控制电路单元（6）包括微控制器（61）、外部电源检测电路单元（62）、储能电路单元（63）、副负载电子开关（64）和电源电路单元（65）；所述外部电源检测电路（62）一端接所述主负载（1）、另一端接所述微控制器（61）的第一IO口，所述副负载电子开关（64）的两端分别接所述副负载（4）和主负载（1）同时其控制端接所述微控制器（61）的第二IO口；所述电源电路单元（65）接在所述主负载（1）的两端，其经过降压后的电源输出与所述储能电路单元（63）并联后接在所述微控制器（61）的电源接口上；

所述储能电路单元（63）所存储的电能可使整个控制电路单元（6）在断电后至少还工作预设时间T；当所述负载调档器（3）导通时，由所述微控制器（61）通过所述外部电源检测电路单元（62）检测所述副负载开关（5）的操作时间：所述副负载开关（5）每操作一次，就传输给所述微控制器（61）一个小于所述预设时间T的断电信号，所述微控制器（61）就对所述副负载电子开关（64）发送一次控制命令，以控制所述副负载（4）实现新功能。

7.如权利要求6所述的双线负载控制电路，其特征在于，所述储能电路单元（63）由多个电解电容并联而成或者为电池。

8.如权利要求6所述的双线负载控制电路，其特征在于，当所述外部电源是交流电时，所述副负载电子开关（64）为双向可控硅或继电器；当所述外部电源是直流电时，所述副负载电子开关（64）为三极管或MOS管。

9.如权利要求6所述的双线负载控制电路，其特征在于，所述控制命令包括预设的控制副负载（4）的通断或PWM调制副负载（4）。

10.如权利要求1所述的双线负载控制电路，其特征在于，所述主负载（1）为开路设计或者所述主负载电源电路单元（2）为短路设计。

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