CN108243536B - 无线控制的电力开关模块及其电源的启动方法 - Google Patents

无线控制的电力开关模块及其电源的启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及开关装置的技术领域，公开了一种可无线控制的电力开关模块及其电源的启动方法，所述开关模块包括复数个并联的电力开关装置，各电力开关装置系包括一控制单元，用以控制本装置的各项功能运作，所述控制单元电性连接一关态取电供电模块及一火线，用于撷取火线上的电力以进行蓄能的功能，所述关态取电供电模块电性连接一稳压模块，所述稳压模块系用以接收所述关态取电供电模块所输出的电力，又控制单元系分别电性连接一开态取电供电单元及一无线模块，所述开态取电供电单元系再电性连接所述火线及所述关态取电供电模块，最后，所述无线模块系用以发射及接收无线讯号，以控制所述电力开关装置。

Description

无线控制的电力开关模块及其电源的启动方法
技术领域
本发明涉及开关装置的技术领域，具体地，涉及一种可无线控制的电力开关模块及其电源的启动方法。
背景技术
为了改善家居的开关管理，许多使用者开始采用是新式的电子开关，以迈向智能家居的环境，然而，由于多数房屋的电力布线皆为熟知的火线布线，现在一般智能家居的电子开关是采用零火线开关，需要两根线提供电力运作，因此，若安装智能家居电子开关就需要重新布设零线，装修好的房子就无法安装此类电子开关，也因此，习知技术进而改采用单火取电技术，直接解决这个难题。
单火线取电技术主要原理系由火线中撷取电源，举例来说，单火线取电装设于在墙壁上之灯具电源开关上，经由单火线取电的技术，可自火线上撷取电源，在一预定时间内快速地导通电源一次以撷取电源，却又不会让使用者感觉灯光闪烁发亮。
然而，目前的单火线取电技术所遇到的问题是，在灯具关闭时，单火智能开关是和灯具串联后接入电网，智能开关为了联网还增加无线模块来一同运作，如果在没有特别设计过的情况下，智能开关都会有较高的运作消耗电流，若待机输入电流太大就会导致灯具关闭后还会有闪烁或微亮等问题，会更加凸显而无法使用，特别是高阻抗的电子节能灯和LED灯，对待机电流更为敏感，因此，提出一种成熟稳定的单火线取电技术是有效突破这个技术瓶颈的必要手段。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可无线控制的电力开关模块及其电源的启动方法通过加入关态取电电路及稳态模块，并利用依序起动内部元件的供电程序，以解决前述的问题所在。
为了实现上述技术效果，本发明所提供的技术方案是：一种可无线控制的电力开关模块，包括用于电性连接的一火线及一零线，其电力开关模块包括：
第一电力开关装置，该第一电力开关装置还包括：
一控制单元，用以控制第一电力开关装置的各项功能运作；
一动作编码激磁控制单元，与所述控制单元电性连接，且用以进行动作编码程序；
一激磁控制模块，与所述动作编码激磁控制单元电性连接，用以外接受控的电力元件，以控制其开启及关闭功能；
一关态取电供电模块，分别与所述控制单元和火线相电性连接，用于撷取火线上的电力以进行蓄能的功能；
一稳压模块，分别与关态取电供电模块、该控制单元及该动作编码激磁控制单元相电性连接，用以接收该关态取电供电模块所输出的电力，以将输入的电流保持至一定的电压准位，再输出至所电性连接的控制单元和该动作编码激磁控制单元，以提供一定的电力供其运作；
一开态取电供电单元，分别与控制单元、火线以及关态取电供电模块相电性连接，用于电路导通时将其电流导入至关态取电供电模块进行交流电转换成直流电后导出，再输入至稳压模块以将输入的电流保持至一定电压准位后再输出；
一无线模块，与所述控制单元电性连接，用以发射及接收无线讯号，以接收指令进行控制第一电力开关装置的启动或关闭；
第二电力开关装置，通过并联的方式与所述控制单元电性连接，且第二电力开关装置与所述第一电力开关装置具有相同的元件，并受第一电力开关装置的控制单元控制连动，同于低功耗的状态下同时运作。
进一步地，所述控制单元设为微控制器。
进一步地，所述的无线模块设为蓝牙模块或zigbee无线网络模块的任意一种。
进一步地，所述无线模块通过无线通信连接有智能型电子装置。
进一步地，所述关态取电供电模块还包括：
一转换电路，位于关态取电供电模块内用以接收外部输入的电流并进行相位变化；
一瞬态电流控制电路，与所述转换电路电性连接，用以接收所述转换电路所输入的电流，用于关机状态时保持低电流状态。
进一步地，所述稳压模块还包括第一稳压滤波单元和第二稳压滤波单元，所述第一稳压滤波单元与第二稳压滤波单元之间相互电性连接，以提供不同电压的电流输出至欲驱动的模块或元件中。
进一步地，所述第一稳压滤波单元设为12V稳压滤波器，第二压滤波单元设为3V稳压滤波器。
本发明还公开了一种电源的启动方法，应用于如权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其包括以下步骤：
a.进行电力开关模块的电源启动程序；
b.对控制单元进行初始化程序；
c.控制单元对激磁控制模块进行复位；
d.控制单元对无线模块解除延迟复位以启动；
e.对无线模块进行初始化；
f.无线模块对外发射封包讯号与接收交握讯号以进行配对与绑定；
其中c步骤中，所述控制单元将预先下拉电阻保持复位的引脚拉至高电平，致使对无线模块充电启动。
进一步地，所述e步骤中的无线模块发射包含身份配对的封包讯号至配对的智能型电子装置中。
进一步地，所述a步骤中还包括：
a1:由火线取得交流电源并转换为DC电压；
a2:依序对稳压模块进行充电储能；
a3:控制单元取得最低运作电源后，保持最低耗能状态直到电源提升至稳定状况。
进一步地，所述a2步骤中是指依序对12V以及3V的稳压模块进行充电储能。
进一步地，所述a3步骤中控制单元在保持最低耗能状态时用于执行空字符状态。
进一步地，所述a3步骤中的最低运作电源为3V电源。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1.本发明的目的在于，系提供一种具无线控制之单火式电力开关模块之电源的启动方法，其步骤系包括：该控制单元进行初始化程序(S1)；该控制单元对激磁控制模块进行复位(S2)；该控制单元对无线模块解除延迟复位以启动(S3)；该无线模块进行初始化(S4)；该无线模块对外发射封包讯号与接收交握讯号以进行配对与绑定(S5)；
2.本发明由硬件与软件搭配来控制一连串的电力开关装置启动顺序，进而达成整个系统以低功率方式完成所有装置启动的目的，而该无线模块以间歇性休眠的方式运作，进而达到整个系统仍然保持在低功率状态下持续运作。
附图说明
图1是本发明提供的可无线控制的电力开关模块的系统流程图；
图2是本发明提供的可无线控制的电力开关模块的另一实施例的系统流程图；
图3是本发明提供的电源的启动方法的控制方法流程图；
图4是本发明提供的电源的启动方法的电源启动程序流程图；
附图标记说明如下：
第一电力开关装置1、控制单元11、动作编码激磁控制单元12、激磁控制模块13、关态取电供电模块14、转换电路141、瞬态电流控制电路142、稳压模块15、第一稳压滤波单元151、第二稳压滤波单元152、开态取电供电单元16、无线模块17、第二电力开关装置2、电力元件100、智能型电子装置101、火线L、零线N。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍，以下文字的目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明可按照如下方式实施，提供的可无线控制的电力开关模块的是统流程图，如图所示，本发明单火式电力开关模块是属一种单火线配置的开关结构，所述开关模块是由复数的电力开关装置通过并联电性连接，于本实施中是为一第一电力开关装置1及一第二电力开关装置2，其中所述第一电力开关装置1是主要包括一控制单元11，于本实施例中所述控制单元11是为一种微控制器(MCU)，用以控制本第一电力开关装置1的各项功能运作，包括设定本第一电力开关装置1的工作基频、IO功能及通用异步收发传输等功能，所述控制单元11电性连接有一动作编码激磁控制单元12，所述动作编码激磁控制单元12再电性连接一个或复数个的激磁控制模块13，所述激磁控制模块13用以分别电性连接有相对被控制的电力元件100，所述电力元件100再电性连接一零线N，所述电力元件100可为灯具等受控元件，所述动作编码激磁控制单元12受控制单元11进一步控制，所述动作编码激磁控制单元12是进行动作编码程序，以进一步控制所电性连接的激磁控制模块13，因此所述控制单元11可对所述激磁控制模块13进行如复位(Reset)等功能控制，致使所述电力元件100受其控制。
续如图1所示，所述控制单元11电性连接一关态取电供电模块14，所述关态取电供电模块14的另一端电性连接有一火线L，所述关态取电供电模块14是用于关机状态时撷取火线L上的电力以进行蓄能的功能，所述关态取电供电模块14还具有交流电转换成直流电的作用，是将撷取来的交流电力转换成直流电力再进行输出；所述关态取电供电模块14又电性连接一稳压模块15，所述稳压模块15再电性连接所述控制单元11及所述动作编码激磁控制单元12，所述稳压模块15是用以接收所述关态取电供电模块14所输出的电力，以将输入的电流保持至一定的电压准位，再输出至所电性连接的所述控制单元11及所述动作编码激磁控制单元12，以提供一定的电力供其运作。
续如图1所示，另所述控制单元11是分别电性连接一开态取电供电单元16、一无线模块17及一第二电力开关装置2，其中所述开态取电供电单元16是再电性连接所述火线L及所述关态取电供电模块14，所述开态取电供电单元16是于电路导通时将其电流导入至所述关态取电供电模块14进行交流电转换成直流电后导出，再输入所述稳压模块15以将输入的电流保持至一定电压准位后再输出；所述无线模块17是用以发射及接收无线讯号，以接收指令进行控制所述电力开关装置的启动或关闭，所述无线模块17可为具有配对功能的无线讯号模块，如蓝牙(BLE)或zigbee无线网络等模块，作为延伸性的并行扩展，但不以此为限；最后，所述第二电力开关装置2是以并联式电性连接所述控制单元11，所述第二电力开关装置2的元件组成同于第一电力开关装置1，并受所述第一电力开关装置1的控制单元11控制以进行开关的开启或关闭，由此以连动所述第一电力开关装置1及第二电力开关装置2，致使所述第一电力开关装置1及第二电力开关装置2同于低功耗的状态下同时运作，相反的，所述第一电力开关装置1亦受所述第二电力开关装置2的连动控制。
如图2所示，是为本发明提供的可无线控制的电力开关模块的另一实施例的系统流程图。如图所示，本发明的关态取电供电模块14还包括一转换电路141及一瞬态电流控制电路142，其中所述转换电路141是位于模块内用以接收外部输入的电流以进行整流与降压，即交流电转换成直流电，所述瞬态电流控制电路142是电性连接所述转换电路141，用以接收所述转换电路141所输入的电流，所述瞬态电流控制电路142用以于装置关机状态时保持低电流状态，由此提供控制单元11休眠时所需的工作电流；另，所述稳压模块15内还包括一第一稳压滤波单元151及一第二稳压滤波单元152，其中于本实施例中所述第一稳压滤波单元151是为12V稳压滤波器，所述第二压滤波单元52是为3V稳压滤波器，以提供不同电压的电流输出至欲驱动的的模块或元件中。
如图3所示，是为本发明提供对电力开关模块的电源启动与低功率运作方法的控制方法流程图。本案的电力开关装置是配备无线模块17，以利透过智能型电子装置101经由网络来远端控制由电力开关装置所电性连接的电力元件100，如图2所示，所述智能型电子装置101先由透过无线配对后，以使所述智能型电子装置101与所述第一电力开关装置1相互识别并绑定，致使所述无线模块17接收所配对的电子装置101的遥控讯号；如控制方法流程图所示，进行电力开关模块的电源启动程序(S1)，所述控制单元11进行初始化程序(S2)，所述初始化程序包括设定本电力装置的工作基频、IO功能及通用异步收发传输等功能；所述控制单元11对激磁控制模块13进行复位(S3)，致使所述激磁控制模块13所电性连接的电力元件100处于关闭状态；所述控制单元11对无线模块17解除延迟复位以启动(S4)，其中所述控制单元11是将预先下拉电阻保持复位的脚位拉至高电平，致使所述对无线模块17充电启动；所述无线模块17进行初始化(S5)；无线模块17对外发射封包讯号与接收交握讯号以进行配对与绑定(S6)，所述无线模块17是发射包含身分配对的封包讯号至配对的智能型电子装置101，由所述智能型电子装置101确认回覆，以完成交握识别程序，并记录至所述智能型电子装置101内。
如图4所示，是于本发明提供的电源启动与低功率运作方法的电源启动程序流程图，另外，于前述进行电力开关模块的电源启动程序(S1)的步骤中，所述电源启动程序还包括下列所述的子步骤，包括由火线L取得交流电源并转换为DC电压(S11)；依序对稳压模块进行充电储能(S12)，其中于本步骤中是依序对所述第一稳压滤波单元151及一第二稳压滤波单元152充电储能，其中于本实施例中所述第一稳压滤波单元151是为12V稳压滤波器，所述第二压滤波单元52是为3V稳压滤波器；进一步，所述控制单元11取得最低运作电源后，保持最低耗能状态直到电源提升至稳定状况(S13)，其中所述控制单元在保持最低耗能状态时是于执行空字符状态，另所述最低运作电源于本实施例中是为3V电源。
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围的内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种可无线控制的电力开关模块，其特征在于，包括用于电性连接的一火线及一零线，其电力开关模块包括：
第一电力开关装置，该第一电力开关装置还包括：
一控制单元，用以控制第一电力开关装置的各项功能运作；
一动作编码激磁控制单元，与所述控制单元电性连接，且用以进行动作编码程序；
一激磁控制模块，与所述动作编码激磁控制单元电性连接，用以外接受控的电力元件，以控制其开启及关闭功能；
一关态取电供电模块，分别与所述控制单元和火线相电性连接，用于撷取火线上的电力以进行蓄能的功能；
一稳压模块，分别与关态取电供电模块、该控制单元及该动作编码激磁控制单元相电性连接，用以接收该关态取电供电模块所输出的电力，以将输入的电流保持至一定的电压准位，再输出至所电性连接的控制单元和该动作编码激磁控制单元，以提供一定的电力供其运作；
一开态取电供电单元，分别与控制单元、火线以及关态取电供电模块相电性连接，用于电路导通时将其电流导入至关态取电供电模块进行交流电转换成直流电后导出，再输入至稳压模块以将输入的电流保持至一定电压准位后再输出；
一无线模块，与所述控制单元电性连接，用以发射及接收无线讯号，以接收指令进行控制第一电力开关装置的启动或关闭；
第二电力开关装置，通过并联的方式与所述控制单元电性连接，且第二电力开关装置与所述第一电力开关装置具有相同的元件，并受第一电力开关装置的控制单元控制连动，同于低功耗的状态下同时运作。
2.根据权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其特征在于，所述控制单元设为微控制器。
3.根据权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其特征在于，所述的无线模块设为蓝牙模块或zigbee无线网络模块的任意一种。
4.根据权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其特征在于，所述无线模块通过无线通信连接有智能型电子装置。
5.根据权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其特征在于，所述关态取电供电模块还包括：
一转换电路，位于关态取电供电模块内用以接收外部输入的电流并进行相位变化；
一瞬态电流控制电路，与所述转换电路电性连接，用以接收所述转换电路所输入的电流，用于关机状态时保持低电流状态。
6.根据权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其特征在于，所述稳压模块还包括第一稳压滤波单元和第二稳压滤波单元，所述第一稳压滤波单元与第二稳压滤波单元之间相互电性连接，以提供不同电压的电流输出至欲驱动的模块或元件中。
7.根据权利要求6所述的可无线控制的电力开关模块，其特征在于，所述第一稳压滤波单元设为12V稳压滤波器，第二压滤波单元设为3V稳压滤波器。
8.一种电源的启动方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的可无线控制的电力开关模块，其包括以下步骤：
a.进行电力开关模块的电源启动程序；
b.对控制单元进行初始化程序；
c.控制单元对激磁控制模块进行复位；
d.控制单元对无线模块解除延迟复位以启动；
e.对无线模块进行初始化；
f.无线模块对外发射封包讯号与接收交握讯号以进行配对与绑定；
其中c步骤中，所述控制单元将预先下拉电阻保持复位的引脚拉至高电平，致使对无线模块充电启动。
9.根据权利要求8所述的电源的启动方法，其特征在于，所述e步骤中的无线模块发射包含身份配对的封包讯号至配对的智能型电子装置中。
10.根据权利要求8所述的电源的启动方法，其特征在于，所述a步骤中还包括：
a1:由火线取得交流电源并转换为DC电压；
a2:依序对稳压模块进行充电储能；
a3:控制单元取得最低运作电源后，保持最低耗能状态直到电源提升至稳定状况。
11.根据权利要求10所述的电源的启动方法，其特征在于，所述a2步骤中是指依序对12V以及3V的稳压模块进行充电储能。
12.根据权利要求10所述的电源的启动方法，其特征在于，所述a3步骤中控制单元在保持最低耗能状态时用于执行空字符状态。
13.根据权利要求10所述的电源的启动方法，其特征在于，所述a3步骤中的最低运作电源为3V电源。
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Granted publication date: 20191029

Termination date: 20210922