CN106053999B - 一种用于无线单火线开关的掉电检测电路及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测电路，具体的说是一种用于无线单火线开关的掉电检测电路，包括依次连接的零线、负载、继电器和火线，继电器的控制线圈还连接控制电路，控制电路与火线之间连接开态掉电检测电路，所述开态掉电检测电路连接继电器的火线端触点，控制电路与负载之间连接关态掉电检测电路，所述关态掉电检测电路连接继电器的负载端触点；本发明还公开了一种用于无线单火线开关的掉电检测电路的应用；本发明电路可以检测到智能单火线开关处于关态或者开态时电网掉电的情况，并在储能器件的电能释放完之前将继电器关闭。

Description

一种用于无线单火线开关的掉电检测电路及其应用

技术领域

本发明涉及一种检测电路，具体的说是一种用于无线单火线开关的掉电检测电路及其应用。

背景技术

无线智能单火线开关的取电能力一般都较弱，因为无线智能单火线开关中一般用功耗很低的磁保持继电器作为开关元器件。磁保持继电器具有在下次触发之前，会一直保持之前的通断状态的特性。假如开关在通态的时候，电网断电，磁保持继电器还会保持闭合的状态。当电网再次上电，开关依然导通，如果用户不知道此情况，会造成很大的资源浪费。如果用电器发生损坏，当电网再次上电时，用电器不工作，用户误以为电网依旧没电，但是开关依然导通，这就会对用户造成人身安全威胁。因此，需要在电网掉电的瞬间，将开关中的所有磁保持继电器断开，来节约资源，同时提高用电安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路及其应用，本电路可以检测到智能单火线开关处于关态或者开态时电网掉电的情况，并在储能器件的电能释放完之前将继电器关闭。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路，包括依次连接的零线、负载、继电器和火线，继电器控制线圈还连接控制电路，控制电路与火线之间连接开态掉电检测电路，所述开态掉电检测电路连接继电器的火线端触点，控制电路与负载之间连接关态掉电检测电路，所述关态掉电检测电路连接继电器的负载端触点；

关态掉电检测电路包括二极管D1、D2和D5，电阻R1、R2和R3，电容C1，以及MOS管Q1，二极管D1的正极接继电器负载端触点，其负极依次与电阻R1、R2串联，电阻R2接二极管D5的正极，二极管D5的负极接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的D极接控制电路，MOS管Q1的S极连接系统地信号，二极管D2、电阻R3及电容C1并联后与电阻R2串联，二极管D2的负极接电阻R2，且二极管D2的正极、电阻R3及电容C1连接系统地信号；

开态掉电检测电路包括二极管D7、D8，电阻R8、R9，以及电容C3和MOS管Q1，所述二极管D7的正极接继电器的火线端触点，二极管D7的负极与电阻R8串联，电阻R8接二极管D8的负极，电阻R9、电容C3及二极管D8并联后分别与所述电阻R8、MOS管Q1的G极串联，所述二极管D8的负极接电阻R8，且二极管D8的正极、电阻R9及电容C3连接系统地信号。

本发明进一步限定的技术方案是：

优选地，二极管D1为整流二极管，二极管D2为稳压二级管。

优选地，二极管D7为整流二极管，二极管D8为稳压二级管。

优选地，MOS管Q1为增强型N沟道绝缘栅场效应管。

优选地，控制电路为带有IO口的可编程逻辑控制芯片，如单片机，可以检测连接到MOS管Q1的漏极的IO口的高低电平状态，也可以检测此IO口的边沿变化来判断系统是否断电。

优选地，继电器为磁保持继电器。

前述火线还连接通态取电电路，通态取电电路通过储能器件连接关态取电电路，关态取电电路连接继电器负载端触点，储能器件还连接控制电路，储能器件可为电容，通态取电电路与关态取电电路分别在开关接通与断开的时候对储能器件进行充电，当系统掉电时，储能器件中存储的电量则可用于掉电检测。

进一步的，

本发明还提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路的应用，应用方法包括：

(一)当继电器断开时，关态掉电检测电路工作；

整流二极管D1将交流电整流为直流电，限流电阻R1、R2降低系统功耗，稳压二级管D2、电阻R3、电容C1三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号，二极管D5防止电路中其他部分的电流流向稳压二级管D2；

当电网有电，继电器处于断开状态时，MOS管Q1的G极电压为高，MOS管Q1导通，MOS管Q1将控制电路中的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(二)当继电器闭合时，由关态掉电检测电路切换到开态掉电检测电路工作；

整流二极管D7将交流电整流为直流电，限流电阻R8降低系统功耗，稳压二级管D8、电阻R9、电容C3三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号；

当电网有电，继电器处于处于导通状态时，MOS管Q1导通，并将控制电路的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(三)当系统掉电时，MOS管Q1的G极电压下降，MOS管Q1关断，MOS管Q1的D极所连接的控制电路的IO口变为初始设置的高电平，控制电路收到此信号，给继电器发送驱动信号，将继电器关断。

本发明的有益效果是：

本发明设计的电路可在电网断电的瞬间将断电情况转化为掉电信号发送给无线智能开关，让无线智能开关将磁保断开；当系统再次上电时，无线智能开关处于断开状态，不会造成资源浪费，也不会存在用电隐患；本电路结构简单、稳定性强，无论是在无线智能开关导通，还是关闭状态，本电路均可检测到掉电信号，极大的提高了智能无线单火线开关的安全性能，可以应用于任何路数及负载的无线智能单火线开关中；同时可以避免出现电网来电，在用户不知情的情况下，无线智能开关处于通态工作，浪费电能的情况。

附图说明

图1为本发明电路的原理框图一；

图2为本发明的电路图一；

图3为本发明电路的原理框图二；

图4为两路单火线开关的原理框图一；

图5为两路单火线开关的电路图；

图6为两路单火线开关的原理框图二。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路，如图1所示，包括依次连接的零线、负载、继电器和火线，继电器控制线圈还连接控制电路，控制电路与火线之间连接开态掉电检测电路，所述开态掉电检测电路连接继电器的火线端触点，控制电路与负载之间连接关态掉电检测电路，所述关态掉电检测电路连接继电器的负载端触点；

如图2所示，关态掉电检测电路包括二极管D1、D2和D5，电阻R1、R2和R3，电容C1，以及MOS管Q1，二极管D1的正极接继电器负载端触点，其负极依次与电阻R1、R2串联，电阻R2接二极管D5的正极，二极管D5的负极接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的D极接控制电路，MOS管Q1的S极连接系统地信号，二极管D2、电阻R3及电容C1并联后与电阻R2串联，二极管D2的负极接电阻R2，且二极管D2的正极、电阻R3及电容C1连接系统地信号；开态掉电检测电路包括二极管D7、D8，电阻R8、R9，以及电容C3和MOS管Q1，二极管D7的正极接继电器的火线端触点，二极管D7的负极与电阻R8串联，电阻R8接二极管D8的负极，所述电阻R9、电容C3及二极管D8并联后分别与电阻R8、MOS管Q1的G极串联，二极管D8的负极接电阻R8，且二极管D8的正极、电阻R9及电容C3连接系统地信号。

二极管D1为整流二极管，二极管D2为稳压二级管；二极管D7为整流二极管，二极管D8为稳压二级管；MOS管Q1为增强型N沟道绝缘栅场效应管；控制电路为带有IO口的可编程逻辑控制芯片，如单片机，可以检测连接到MOS管Q1的漏极的IO口的高低电平状态，也可以检测此IO口的边沿变化来判断系统是否断电；继电器为磁保持继电器。

如图3所示，前述火线还连接通态取电电路，通态取电电路通过储能器件连接关态取电电路，关态取电电路连接继电器负载端触点，储能器件还连接控制电路，储能器件可为电容，通态取电电路与关态取电电路分别在开关接通与断开的时候对储能器件进行充电，当系统掉电时，储能器件中存储的电量则可用于掉电检测。

本实施例还提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路的应用，应用方法包括：

(一)当电网有电，继电器断开时，关态掉电检测电路工作；

整流二极管D1将交流电整流为直流电，限流电阻R1、R2降低系统功耗，稳压二级管D2、电阻R3、电容C1三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号，防反二极管D5防止电路中其他部分的电流流向稳压二级管D2；当继电器处于断开状态时，MOS管Q1的G极电压为高，MOS管Q1将控制电路中的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(二)当电网有电，继电器闭合时，由关态掉电检测电路切换到开态掉电检测电路工作；

整流二极管D7将交流电整流为直流电，限流电阻R8降低系统功耗，稳压二级管D8、电阻R9、电容C3三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号；当继电器处于处于导通状态时，MOS管Q1导通，并将控制电路的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(三)当电网掉电时，MOS管Q1的G极电压下降，MOS管Q1关断，MOS管Q1的D极所连接的控制电路的IO口变为初始设置的高电平，控制电路收到此信号，给继电器发送驱动信号，将继电器关断。

实施例2

本实施例提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路，如图4所示，采用两路负载，包括依次连接的零线、灯泡1、灯泡2，继电器1，继电器2和火线，继电器1控制线圈还连接控制电路，控制电路与火线之间连接开态掉电检测电路，开态掉电检测电路连接继电器1的火线端触点，控制电路与灯泡1之间连接关态掉电检测电路1，关态掉电检测电路1连接继电器1的负载端触点；零线还连接灯泡2，灯泡2连接继电器2负载端触点，继电器2控制线圈接控制电路，关态掉电检测电路2连接继电器2的负载端触点；

如图5所示，关态掉电检测电路1包括二极管D1、D2和D5，电阻R1、R2和R3，电容C1，以及MOS管Q1，二极管D1的正极接负载，其负极依次与电阻R1、R2串联，电阻R2接二极管D5的正极，二极管D5的负极接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的D极接控制电路，MOS管Q1的S极连接系统地信号，二极管D2、电阻R3及电容C1并联后与电阻R2串联，二极管D2的负极接电阻R2，且二极管D2的正极、电阻R3及电容C1连接系统地信号；关态掉电检测电路2包括二极管D3、D4和D6，电阻R5、R6和R7，电容C2，以及MOS管Q1，二极管D3的正极接负载，其负极依次与电阻R5、R6串联，电阻R6接二极管D6的正极，二极管D6的负极接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的D极接控制电路，MOS管Q1的S极连接系统地信号，二极管D4、电阻R7及电容C2并联后与电阻R6串联，二极管D4的负极接电阻R6，且二极管D4的正极、电阻R7及电容C2连接系统地信号；

开态掉电检测电路包括二极管D7、D8，电阻R8、R9，以及电容C3和MOS管Q1，二极管D7的正极接继电器的火线端触点，二极管D7的负极与电阻R8串联，电阻R8接二极管D8的负极，电阻R9、电容C3及二极管D8并联后分别与电阻R8、MOS管Q1的G极串联，二极管D8的负极接电阻R8，且二极管D8的正极、电阻R9及电容C3连接系统地信号。

二极管D1、D3为整流二极管，二极管D2、D4为稳压二级管；二极管D7为整流二极管，二极管D8为稳压二级管；MOS管Q1为增强型N沟道绝缘栅场效应管；控制电路为带有IO口的可编程逻辑控制芯片，如单片机，可以检测连接到MOS管Q1的漏极的IO口的高低电平状态，也可以检测此IO口的边沿变化来判断系统是否断电；继电器为磁保持继电器。

如图6所示，前述火线还连接通态取电电路，通态取电电路通过储能器件分别连接关态取电电路1和关态取电电路2，所述关态取电电路1和关态取电电路2并联且分别串联灯泡1和灯泡2，储能器件还链接控制电路，储能器件可为电容，通态取电电路与关态取电电路分别在开关接通与断开的时候对储能器件进行充电，当系统掉电时，储能器件中存储的电量则可用于掉电检测。

本实施例还提供一种用于无线单火线开关的掉电检测电路的应用，应用方法包括：

(一)当电网有电，继电器1和继电器2均断开时，关态掉电检测电路工作；

灯泡1的关态掉电检测电路包括二极管D1、D2、D5，电阻R1、R2、R3，电容C1，N沟道MOS管Q1；整流二极管D1将交流电整流为直流电，限流电阻R1、R2降低系统功耗，稳压二级管D2、电阻R3、电容C1三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号，防反二极管D5防止电路中其他部分的电流流向稳压二级管D2；当继电器处于断开状态时，MOS管Q1的G极电压为高，MOS管Q1将控制电路中的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

灯泡2的关态掉电检测电路包括二极管D3、D4、D6，电阻R5、R6、R7，电容C2，N沟道MOS管Q1，其工作原理同灯泡1的关态掉电检测电路；

(二)当电网有电，继电器均闭合时，由关态掉电检测电路切换到开态掉电检测电路工作；

开态掉电检测电路包括高压整流二极管D7，稳压二级管D8，电阻R8、R9，电容C3和N沟道MOS管Q1；整流二极管D7将交流电整流为直流电，限流电阻R8降低系统功耗，稳压二级管D8、电阻R9、电容C3三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号；当继电器处于处于导通状态时，MOS管Q1导通，并将控制电路的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(三)当电网掉电时，MOS管Q1的G极电压下降，MOS管Q1关断，MOS管Q1的D极所连接的控制电路的IO口变为初始设置的高电平，控制电路收到此信号，给继电器发送驱动信号，将继电器关断。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于无线单火线开关的掉电检测电路，包括依次连接的零线、负载、继电器和火线，其特征在于，所述继电器的控制线圈还连接控制电路，所述控制电路与火线之间连接开态掉电检测电路，所述开态掉电检测电路连接继电器的火线端触点，所述控制电路与负载之间连接关态掉电检测电路，所述关态掉电检测电路连接继电器的负载端触点；

所述关态掉电检测电路包括二极管D1、D2和D5，电阻R1、R2和R3，电容C1，以及MOS管Q1，所述二极管D1的正极接继电器负载端触点，其负极依次与电阻R1、R2串联，所述电阻R2接二极管D5的正极，所述二极管D5的负极接MOS管Q1的G极，所述MOS管Q1的D极接所述控制电路，所述MOS管Q1的S极连接系统地信号，所述二极管D2、电阻R3及电容C1并联后与所述电阻R2串联，所述二极管D2的负极接所述电阻R2，且二极管D2的正极、电阻R3及电容C1连接系统地信号；

所述开态掉电检测电路包括二极管D7、D8，电阻R8、R9，以及电容C3和MOS管Q1，所述二极管D7的正极接继电器的火线端触点，所述二极管D7的负极与电阻R8串联，所述电阻R8接二极管D8的负极，所述电阻R9、电容C3及二极管D8并联后分别与所述电阻R8、MOS管Q1的G极串联，所述二极管D8的负极接电阻R8，且二极管D8的正极、电阻R9及电容C3连接系统地信号。

2.根据权利要求1所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路，其特征在于，所述二极管D1为整流二极管，二极管D2为稳压二极 管。

3.根据权利要求1所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路，其特征在于，所述二极管D7为整流二极管，二极管D8为稳压二极 管。

4.根据权利要求1所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路，其特征在于，所述MOS管Q1为增强型N沟道绝缘栅场效应管。

5.根据权利要求1所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路，其特征在于，所述控制电路为带有IO口的可编程逻辑控制芯片。

6.根据权利要求1所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路，其特征在于，所述继电器为磁保持继电器。

7.根据权利要求1所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路，其特征在于，所述火线还连接通态取电电路，所述通态取电电路通过储能器件连接关态取电电路，所述关态取电电路连接继电器负载端触点，所述储能器件还连接控制电路。

8.基于权利要求1-7中任一权利要求所述的用于无线单火线开关的掉电检测电路的检测方法，其特征在于，该方法包括：

(一)当继电器断开时，关态掉电检测电路工作；

整流二极管D1将交流电整流为直流电，限流电阻R1、R2降低系统功耗，稳压二级管D2、电阻R3、电容C1三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号，二极管D5防止电路中其他部分的电流流向稳压二级管D2；

当电网有电，继电器处于断开状态时，MOS管Q1的G极电压为高，MOS管Q1将控制电路中的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(二)当继电器闭合时，由关态掉电检测电路切换到开态掉电检测电路工作；

整流二极管D7将交流电整流为直流电，限流电阻R8降低系统功耗，稳压二级管D8、电阻R9、电容C3三者并联组成稳压电路,将MOS管Q1的G极电压稳定在MOS管Q1正常工作范围内，MOS管Q1的D极连接控制电路，S级连接系统地信号；

当电网有电，继电器处于处于导通状态时，MOS管Q1导通，并将控制电路的检测信号拉到地，通知控制电路此时未掉电；

(三)当系统掉电时，MOS管Q1的G极电压下降，MOS管Q1关断，MOS管Q1的D极所连接的控制电路的IO口变为初始设置的高电平，控制电路收到此信号，给继电器发送驱动信号，将继电器关断。