CN107018610A

CN107018610A - 单火线智能开关

Info

Publication number: CN107018610A
Application number: CN201710230429.3A
Authority: CN
Inventors: 卓祥明; 肖寅华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2017-04-11
Publication date: 2017-08-04

Abstract

本发明涉及单火线智能开关，主要包括：开关单元，连接在所述单火线智能开关的火线输入端与火线输出端之间；开关切换控制电路，用于根据控制信号切换所述开关单元的导通/断开状态；RF通信模块，用于接收来自用户终端的无线控制命令；微处理器，用于根据所述无线控制指令向开关切换控制电路提供所述控制信号；可充电电池，用于当灯具关闭时给所述单火线智能开关内部电路供电。实施本发明的单火线智能开关，支持机械按键和用户终端无线两种独立控制方式，其能够在灯具关闭时断开与灯具的物理连接，依靠内置可充电电池保持电路的正常工作，彻底解决现有单火线智能开关会导致灯具间歇闪烁问题，使单火线智能开关更安全、可靠。

Description

单火线智能开关

技术领域

本发明涉及智能开关技术领域，具体为一种单火线智能开关。

背景技术

智能开关，作为家居中使用频次最高，控制最为关键的一环，早已是智能家居中不可或缺的基础产品；随着智能家居的发展，传统开关的智能化，智能开关也势必会成为智能家居用户的必须品。

由于国内外传统机械开关盒大多为单火线，而在智能家居升级实现智能化改造时往往要求新型智能开关能直接代换旧有的机械墙壁开关，无需重新布线，为解决这个难题，新型智能开关需要采用单火线供电方式，其核心就是单火线取电技术。

现有的取电技术存在一个制约国内外单火线智能开关发展的最主要的技术瓶颈问题，即：在灯具关闭时，单火线智能开关和灯具串联后接入电网，流过智能开关和灯具的电流大小一样，电流小会导致智能开关电路不能工作，电流过大会导致灯具间歇性闪烁（俗称“鬼火”），有的厂商为避免某些灯具闪烁就在负载的零火线两端并接“安规电容”或“抗干扰电阻”，但都无法从根本上解决问题，且安装这类组件存在诸多缺陷：负载兼容性不强，发热及耗电，并且有极大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决现有单火线智能开关存在的上述问题，提供一种单火线智能开关，其能够在灯具关闭时，断开与灯具的物理连接，依靠内置可充电电池保持电路的正常工作，即可彻底解决现有单火线智能开关存在的上述问题。

本发明构造一种单火线智能开关，包括：

开关单元，其连接在所述单火线智能开关的火线输入端与火线输出端之间，由一组转换开关器件和单刀双掷开关组成，形成双控方式；

开关切换控制电路，用于根据控制信号切换所述开关单元的导通/断开状态；

RF通信模块，用于接收来自用户终端的无线控制指令；

微处理器，用于根据所述无线控制指令向所述开关切换控制电路提供所述控制信号；

状态检测电路，用于检测所述开关单元的导通/断开状态；

取电电路，用于当灯具打开时从所述单火线智能开关的火线输入端取电；

可充电电池，用于当灯具关闭时给所述单火线智能开关内部电路供电；

充电管理电路，用于给所述可充电电池提供充电管理和保护；

电源管理电路，用于所述单火线智能开关内部电路供电电源的管理和转换；

实施本发明的单火线智能开关，带来的有益效果是：

1.安装接线方式与传统开关完全一样，能直接替换传统的机械墙壁开关，无需重新布线，简单方便；

2.灯具关闭时，本发明的单火线智能开关断开与灯具的物理连接，不存在灯具会间歇性闪烁的问题，也就无需加装其它组件，安全可靠；

3.灯具关闭时,本发明的单火线智能开关内部电路由所述可充电电池供电保持正常工作,维持内部电路运行所需电流极低,能实时接受用户终端发出的无线遥控指令,驱动开关切换控制电路所需功率极低,普通可充电电池能保证正常运行1个月以上；在实际应用中,连续1个月以上不打开灯具的概率很低,当此种低概率情况发生时,电池电量耗完导致用户终端遥控方式失效,用户可以使用机械按键方式控制灯具,在灯具打开后无线控制功能立即恢复,所述可充电电池进入充电状态；

4.本发明的单火线智能开关兼容传统开关机械按键控制方式，同时支持用户终端遥控方式，二者独立，稳定可靠。

附图说明

以下将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明单火线智能开关的电路框图；

图2是根据本发明一实施例的单火线智能开关的电路框图；

图3是根据本发明一实施例的单火线智能开关的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的单火线智能开关包括：开关单元70、开关切换控制电路60、RF通信模块51、微处理器50、状态检测电路80、取电电路10、电源管理电路30、充电管理电路20、可充电电池40。

其中，开关单元70连接在单火线智能开关的火线输入端与火线输出端之间，由一个单刀双掷开关和一个一组转换开关器件组成，形成单联双控方式；前者用机械开关按键控制，后者通过用户终端无线遥控控制，二者独立。

RF通信模块51与微处理器50连接，用于接收来自用户智能终端（例如智能手机、智能手表、平板电脑、个人PDA等可以安装操控应用程序的终端设备）的无线控制指令。

微处理器50根据无线控制指令向开关切换控制电路60提供控制信号，控制一组转换开关器件切换，从而控制开关单元的导通/断开状态；在本发明的各个实例中，微处理器50可采用MCU实现，也可采用其它类型的小体积集成式处理电路来实现。

状态检测电路80输入端连接到单火线智能开关的火线输出端，输出端连接到微处理器50，用于检测开关单元70的导通/断开状态。

取电电路10的输入端连接到单火线智能开关的火线输入端，输出端连接到所述电源管理电路30，当灯具打开时，从火线输入端取电。

电源管理电路30输入端与取电电路10和可充电电池40连接，对单火线智能开关内部电路供电电源进行管理和转换。

充电管理电路20，输入端与电源管理电路30连接，输出端连接到可充电电池40，灯具打开时，为可充电电池40进行充电管理和保护。

可充电电池40与充电管理电路20、电源管理电路30连接，在灯具打开时充电，在灯具关闭时为单火线智能开关内部电路供电。

在本发明的一实施例中，开关单元70＇中的单刀双掷开关采用传统单刀双掷开关实现，一组转换开关器件采用一组转换磁保持继电器实现，开关切换控制电路60采用继电器驱动电路60＇实现，微处理器50采用MCU U1实现，状态检测电路80采用电压检测测电路80＇实现，取电电路10采用基于可控硅、桥堆和稳压管的取电电路10＇实现，电源管理电路30采用电源转换IC 30＇实现。充电管理电路20采用充电管理IC 20＇实现。可充电电池40采用锂聚合物电池40＇实现，如图2所示。其中RF通信模块51内置于MCU U1中。

在本发明的各个实例中，RF通信模块51可采用ZigBee模块、Wi-Fi模块、蓝牙模块、RF 315/433M模块、GSM模块、4G模块、NB-IOT或sub-1G模块实现。一组转换开关器件可采用一组转换磁保持继电器或其它具有相同效果的一组转换开关器件实现。开关单元可由一个或多个单刀双掷开关和一个或多个一组转换开关器件组成，形成单联双控或多联双控方式。可充电电池可采用镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池实现。

在本发明的实施例中，开关单元由一个单刀双掷开关和一个一组转换磁保持继电器组成，形成单联双控方式，可用机械按键方式控制开关单元的导通/断开状态，也可用无线遥控方式控制开关单元的导通/断开状态，二者独立。当开关单元断开时，本发明的单火线智能开关断开与灯具的物理连接，内置电池给单火线智能开关内部电路供电保持无线控制功能；当开关单元导通、灯具打开时，取电电路从火线输入端取电。

综上所述，采用本发明的单火线智能开关，可以彻底解决现有单火线智能开关存在的问题并带来上文中描述到的有益效果。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims

1.一种单火线智能开关，包括：

开关切换控制电路（60），用于根据控制信号切换开关单元的导通/断开状态；

RF通信模块（51），用于接收来自用户终端的无线控制指令；

微处理器（50），用于根据所述无线控制指令向所述开关切换控制电路提供所述控制信号；

状态检测电路（80），用于检测开关单元的导通/断开状态；

取电电路（10），用于当灯具打开时从所述单火线智能开关的火线输入端取电；

充电管理电路（20），用于给所述可充电电池提供充电管理和保护；

电源管理电路（30），用于所述单火线智能开关内部电路供电电源的管理和转换；

其特征在于，所述单火线智能开关还包括：

开关单元（70），其连接在所述单火线智能开关的火线输入端与火线输出端之间，由一组转换开关器件和单刀双掷开关组成，形成双控方式，可用机械按键方式控制开关单元的导通/断开状态，也可用无线遥控方式控制开关单元的导通/断开状态，二者独立；当开关单元断开时，本发明的单火线智能开关断开与灯具的物理连接；

可充电电池（40），其在灯具打开时充电，在灯具关闭时为所述单火线智能开关内部电路供电。

2.根据权利要求1所述的单火线智能开关，其特征在于，所述开关单元由一个、两个、三个或四个一组转换开关器件和一个、两个、三个或四个单刀双掷开关组成，形成单联、双联、三联或四联双控方式。

3.根据权利要求1所述的单火线智能开关，其特征在于，所述开关单元中的一组转换开关器件是一组转换磁保持继电器或一组转换继电器，所述开关单元中的单刀双掷开关是传统单刀双掷开关或单刀双掷开关电路；所述可充电电池是聚合物锂电池、镍氢电池、镍镉电池或锂离子电池。

4.根据权利要求1所述的单火线智能开关，其特征在于，所述RF通信模块与所述微处理器连接、或者所述RF通信模块内置于所述微处理器。

5.根据权利要求3所述的单火线智能开关，其特征在于，所述微处理器是MCU（U1），所述RF通信模块是ZigBee模块、Wi-Fi模块、蓝牙模块、RF 315/433M、GSM模块、4G模块、NB-IOT模块或sub-1G模块。