CN104270863B - 一种无线智能单火线开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线智能单火线开关，应用于单火线电路中，包括：功率开关，其输入端电性连接受控负载；通态取电电路，其输入端电性连接上述功率开关的输出端，利用负载的工作电流获取电能；充电管理电路，其输入端与上述通态取电电路的输出端电性连接；储能元件，与上述充电管理电路电性连接，进行电能存储；无线控制电路，与上述的充电管理电路及功率开关电性连接，输出对应控制功率开关开启/关闭的指令信号；关态取电电路，其输入端电性连接受控负载，输出端电性连接上述无线控制电路，输出低压直流给上述无线控制电路。本发明解决了现有技术中无线智能单火线开关处于断开状态时环路仍存在一定的电流，所控的照明灯有闪烁现象的问题。

Description

一种无线智能单火线开关
技术领域
本发明属于单火线开关技术领域，尤其指代一种利用储能元件实现关态供电的无线智能单火线开关。
背景技术
通常家庭的墙面开关里只有火线没有零线，即单火线开关，通过控制这个开关可控制负载的通断电。然而在当今智能家居等应用中，对这个应用提出了新的挑战，即既能实现传统开关的通断功能又能给无线控制部分的弱电电路提供足够的工作电能。现有的类似产品在开关断开时为了能给弱电控制电路供电，会在这种状态下使环路存在一定的电流以获得足够的工作电能。虽然这个电流是很小的，但是比如一些小功率电子灯里的整流滤波电路会累积这些电荷，累积到一定程度就能获得一定的能量亮一次灯，这就是单火线取电关灯闪烁现象的原理。随着技术的发展受控电器越来越要求这个电流变得更小，而且现有普通单火线为了减小这个电流刻意降低输出功率，这导致弱电控制部分不能做出比较丰富的功能。因此如何解决现有技术中上述技术问题的缺陷成为技术领域人员研究的主要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线智能单火线开关，以解决现有技术中无线智能单火线开关处于断开状态时环路仍存在一定的电流，所控的照明灯有闪烁现象的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种无线智能单火线开关，应用于单火线电路中，其包括：
功率开关，其输入端电性连接受控负载，控制负载工作回路的导通状态；
通态取电电路，其输入端电性连接上述功率开关的输出端，利用负载的工作电流获取电能；
充电管理电路，其输入端与上述通态取电电路的输出端电性连接，通过该充电管理电路给下述无线控制电路供电以及给储能元件充电；
储能元件，与上述充电管理电路电性连接，进行电能存储；
无线控制电路，与上述的充电管理电路及功率开关电性连接，接收外界发送的无线开启/关闭负载的控制指令信号，并输出对应控制功率开关开启/关闭的指令信号；
关态取电电路，其输入端电性连接受控负载，输出端电性连接上述无线控制电路，将接收到的220V交流电转换为低电压直流电输出给上述无线控制电路，并接收无线控制电路发送的是否需要进行取电工作的控制指令信号。
优选地，上述功率开关处于导通状态时，充电管理电路对储能元件进行充电，并对储能元件的充电状态进行判断，当判断储能元件充满电后则控制停止充电或进入浮充补电状态。
优选地，上述功率开关处于断开状态时，充电管理电路判断储能元件的电能大小是否能够达到对无线控制电路的工作供电，若能够达到，则发送通知信息给无线控制电路，无线控制电路控制关态取电电路停止取电工作。
优选地，上述的储能元件为超级电容或可充电电池。
本发明的有益效果：
本发明的无线智能单火线开关，在功率开关处于断开状态，无线控制电路在储能元件可以提供其工作电能时，无需关态取电电路进行小电流取电，避免一些小功率电灯发生闪烁的现象；利用储能元件在功率开关导通状态时取得的电能让无线控制电路可以间歇式的获得丰富自生功能的能量。
附图说明
图1绘示本发明无线智能单火线开关的电路原理框图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1所示，本发明的一种无线智能单火线开关，应用于单火线电路中，本实施例中负载为照明灯1，照明灯1的输入端连接零线（220V交流市电），其包括：
功率开关4，其输入端电性连接受控照明灯1的输出端，控制受控照明灯1所处工作回路的导通状态，当功率开关处于导通状态时，照明灯正常工作；当功率开关处于断开状态时，照明灯处于关闭状态；该功率开关上还设有使能接口；
通态取电电路5，其输入端电性连接上述功率开关4的输出端，利用照明灯1的工作电流获取电能；其工作状态受上述功率开关4的控制；
充电管理电路7，其输入端与上述通态取电电路5的输出端电性连接，通过该充电管理电路7给下述无线控制电路3供电以及给储能元件6充电；
储能元件6，与上述充电管理电路电性连接，接收充电管理电路7提供的电能并进行电能存储，其选用超级电容或可充电电池模组；
无线控制电路3，其选用ZigBee模块，其他实施例中也可为Z-Wave、wifi等无线通信技术，该无线控制电路与上述的充电管理电路及功率开关电性连接，接收外界ZigBee网关设备发送的无线开启/关闭照明灯1的控制指令信号，并通过使能接口输出对应控制功率开关4开启/关闭的指令信号；
关态取电电路2，其输入端电性连接受控照明灯1，输出端电性连接上述无线控制电路3，将接收到的220V交流电转换为低电压直流电输出给上述无线控制电路3，功率开关4处于导通状态时，该关态取电电路2不进行取电工作，此外，该关态取电电路2接收无线控制电路3发送的是否需要进行取电工作的控制指令信号，并根据接收到的控制指令信号完成相应的开启/关闭取电的动作。
其中，上述功率开关4处于导通状态时，照明灯1正常工作，充电管理电路7对储能元件6进行充电，并对储能元件6的充电状态进行判断，当判断储能元件6充满电后则控制停止充电或进入浮充补电状态。
上述功率开关4处于断开状态时，充电管理电路7判断储能元件6的电能大小是否能够达到对无线控制电路3的工作供电，若能够达到，则发送通知信息给无线控制电路3，无线控制电路3控制关态取电电路2停止取电工作，接收充电管理电路7传输的储能元件6提供的电能，这样照明灯1所处的回路电流趋近于零时充电管理电路7仍有足够的电能来给无线控制电路3工作；充电管理电路7实时判断储能元件6的电能大小，在功率开关4处于长时间断开状态时，充电管理电路7会判断储能元件6所存储的电能是否能够满足无线控制电路3的工作需要，若不能满足，则通过使能接口发出通知信号给无线控制电路3，无线控制电路3根据接收到的通知信号分析、判断后开启关态取电电路2。实现了单火线开关在功率开关处于断开状态时电流趋近于零。
本实施例中，用户可通过无线的方式发出开启照明灯的指令给无线控制电路3，无线控制电路3控制功率开关4导通；也可通过手动的方式控制功率开关4导通，通态取电电路5利用照明灯1的工作电流获取电能，并输出给充电管理电路7，由充电管理电路7给无线控制电路3供电的同时给储能元件6充电；从而形成照明灯1工作的整个回路，此时关态取电电路2止取电工作。用户通过手动方式或无线方式断开功率开关4后，充电管理电路7判断储能元件6的电能大小是否能够达到对无线控制电路3的工作供电，若能够达到，则发送通知信息给无线控制电路3，无线控制电路3控制关态取电电路2停止取电工作，接收充电管理电路7传输的储能元件6提供的电能，这样使得功率开关4处于断开状态时电流趋近于零，受控的照明灯1不会发生闪烁的现象，解决了现有技术中无线单火线开关存在的缺陷。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种无线智能单火线开关，应用于单火线电路中，其特征在于，包括：
功率开关，其输入端电性连接受控负载，控制负载工作回路的导通状态；
通态取电电路，其输入端电性连接上述功率开关的输出端，利用负载的工作电流获取电能；
充电管理电路，其输入端与上述通态取电电路的输出端电性连接，通过该充电管理电路给下述无线控制电路供电以及给储能元件充电；
储能元件，与上述充电管理电路电性连接，进行电能存储；
无线控制电路，与上述的充电管理电路及功率开关电性连接，接收外界发送的无线开启/关闭负载的控制指令信号，并输出对应控制功率开关开启/关闭的指令信号；
关态取电电路，其输入端电性连接受控负载，输出端电性连接上述无线控制电路，将接收到的220V交流电转换为低电压直流电输出给上述无线控制电路，并接收无线控制电路发送的是否需要进行取电工作的控制指令信号。
2.根据权利要求1所述的一种无线智能单火线开关，其特征在于，上述功率开关处于导通状态时，充电管理电路对储能元件进行充电，并对储能元件的充电状态进行判断，当判断储能元件充满电后则控制停止充电或进入浮充补电状态。
3.根据权利要求1所述的一种无线智能单火线开关，其特征在于，上述功率开关处于断开状态时，充电管理电路判断储能元件的电能大小是否能够达到对无线控制电路的工作供电，若能够达到，则发送通知信息给无线控制电路，无线控制电路控制关态取电电路停止取电工作。
4.根据权利要求1所述的一种无线智能单火线开关，其特征在于，上述的储能元件为超级电容或可充电电池。
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