CN108832920B - 开态取电结构、取电模块、智能开关及多位智能双控开关 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种开态取电结构，可用于取电，性能稳定可靠，包括第一可控开关单元、第二耐压可控单元、控制单元，第一可控开关单元，用于在单向导通时建立取电用的电势差，而反向则直接导通接入端(1)和接出端(2)；第二耐压可控单元，用于将取电用的负极(4)与接出端(2)单向导通并反向隔离；控制单元，用于控制第一可控开关单元调整所述的电势差的大小；电势差的正端与取电用的正极(3)导通，第二耐压可控单元的输入端与取电用的负极(4)导通；还提供一种取电模块，兼顾开态和关态，性能稳定可靠，还提供一种智能开关，性能稳定可靠，还提供一种多位智能双控开关，性能稳定可靠，同时具有更好的隔离性能。

Description

开态取电结构、取电模块、智能开关及多位智能双控开关

技术领域

本发明涉及智能开关技术领域，具体讲是一种开态取电结构、取电模块、智能开关及多位智能双控开关。

背景技术

多位智能双控开关的核心问题之一在于控制模块及相关电路的用电问题以及多位双控的实现问题，现有技术一般有几种技术路线。

对于用电问题，一种是单独设置零火回路或弱电回路实现供电，这种情况需要单独为智能双控开关布局供电线路，不与灯共用一组零火回路，较为麻烦，且接线复杂，在实际应用中，安装人员需要培训后才能较好掌握；与之相对，另一种是与灯共用一组零火回路，接线方式同常规的机械式双控开关，比如由本申请人在先申请的授权公告号为CN205596005U的智能控制多位开关及供电系统所公开的方案就属于这种，该方案中的供电问题考虑到了灯的开态和关态，开态即打开灯的状态，也就是说灯点亮的时候，关态即关闭灯的状态，也就是说灯熄灭的时候，该方案实现了这两种状态下如何从接入的零火线路上取电，该方案无需单独布线。

对于多位双控问题，一种是基于通讯，通过通讯来协调控制，因此，这种以通讯为基础的双控功能实现，若采用有线，则需要单独布线，若采用无线，虽然无需布线，但需要无线信号收发，且受制于通讯距离、通讯匹配、干扰等问题，另外，采用有线通讯也存在干扰问题；与之相对，另一种是相互间不用通讯即可实现，比如由本申请人在先申请的授权公告号为CN205596005U的智能控制多位开关及供电系统所公开的方案就属于这种，该方案中的继电器由自带的控制模块控制，对于每一位，每按一下，继电器在两种状态之间切换，从而带动双控开关(执行端)在两路间切换，即要么连通这一路、要么连通另一路，这跟机械开关的双控的特点是一致的，因此无需通讯实现双控，只需与其它智能双控开关或机械双控开关搭配使用，即可实现双控功能，布线极为简化，安装极为简单。

上述以灯作为负载进行的举例说明，目的在于帮助理解，本申请可用于其它负载，比如将灯换成插座，插座上插接有电视，通过双控该插座，则可实现电视在两个开关的控制下打开和关闭这两种状态之间切换。

本申请人旨在于继续深入研究，在开态和关态两种状态以及两种状态组合下，获得更稳定、更可靠的性能，以及多位情况下时，具有较好的隔离性能，该隔离性能是指，并列的回路间避免电流相互串扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种开态取电结构，可用于取电，性能稳定可靠，还提供一种取电模块，兼顾开态和关态，两种状态下均可用于取电，性能稳定可靠，还提供一种智能开关，实现双控功能，性能稳定可靠，还提供一种多位智能双控开关，性能稳定可靠，同时具有更好的隔离性能。

为解决上述技术问题，本发明提出一种开态取电结构，包括第一可控开关单元、第二耐压可控单元、控制单元，

第一可控开关单元，用于在单向导通时建立取电用的电势差，而反向则直接导通接入端和接出端；

第二耐压可控单元，用于将取电用的负极与接出端单向导通并反向隔离；

控制单元，用于控制第一可控开关单元调整所述的电势差的大小；

电势差的正端与取电用的正极导通，第二耐压可控单元的输入端与取电用的负极导通。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：单向导通时即为开态状态，此时利用建立起来的电势差相当于一个电源，为了控制该电源的大小，通过控制单元进行调节，通过耐压可控单元，控制导通方向并反向隔离，因此可实现取电功能，性能稳定可靠，当将外接电源接在接入端和接出端形成回路，并在回路中接入负载时，负载工作的同时达到取电目的，因此本发明可用于负载回路中，具有较为简单的结构和稳定可靠的性能。

作为改进，第一可控开关单元的输入端、第二耐压可控单元的控制端均与接入端导通，第一可控开关单元的输出端、第二耐压可控单元的输出端均与接出端导通，第一可控开关单元的输入端还与控制单元的检测信号输入端导通，控制单元还设有基准信号输入端和控制信号输出端，该控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通，控制单元的基准信号输入端与控制单元的第一控制模块的输入端导通，第一控制模块的控制端与控制信号输出端导通，这样，结构简单，稳定可靠。

作为改进，还包括第一耐压可控单元，用于将控制单元的控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端单向导通并反向隔离，这样，提供一种隔离方案，对控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端之间进行可控隔离。

作为改进，第一可控开关单元的输入端、第一耐压可控单元的控制端、第二耐压可控单元的控制端均与接入端导通，第一可控开关单元的输出端、第二耐压可控单元的输出端均与接出端导通，第一耐压可控单元的输出端与第一可控开关单元的控制端导通，第一可控开关单元的输入端还与控制单元的检测信号输入端导通以使第一可控开关单元给控制单元输入检测信号，控制单元还设有基准信号输入端和控制信号输出端，该控制信号输出端与第一耐压可控单元的输入端导通，控制单元的基准信号输入端与控制单元的第一控制模块的输入端导通，第一控制模块的控制端与控制信号输出端导通，这样，提供一种取电结构的方案，结构简单，稳定可靠。

作为改进，第一可控开关单元包括MOS管、第一稳压管，第一可控开关单元的控制端为MOS管的控制端，接入端与MOS管的输入端导通，接出端与MOS管的输出端导通，MOS管并联所述的第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端导通，第一稳压管的正端与接出端导通，这样，提供一种开态情况下的半周取电结构，结构简单，响应快，性能稳定可靠。

作为改进，第一可控开关单元包括两个MOS管，两个MOS管串联，且串联的公共端位于MOS管的输出端一侧，两个MOS管分别为第一MOS管和第二MOS管，第一可控开关单元的控制端为两个MOS管的控制端；接入端与第一MOS管的输入端导通，接出端与第二MOS管的输入端导通；第一MOS管并联第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端导通，第一稳压管的正端与第一MOS管的输出端导通，第二MOS管并联第二稳压管，且第二稳压管的负端与接出端导通，第二稳压管的正端与第二MOS管的输出端导通；第二耐压可控单元包括两个第二输入结构，第二输入结构用于输入信号使第二耐压可控单元单向导通，一个第二输入结构的输入端与接入端导通，另一个第二输入结构的输入端与接出端导通，这样，提供一种开态情况下的全周期取电结构，结构简单，响应快，性能稳定可靠。

作为改进，还包括第一耐压可控单元，用于单向导通并反向隔离，单向导通使控制单元的控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通；第一耐压可控单元包括两个第一输入结构，第一输入结构用于输入信号使第一耐压可控单元单向导通，一个第一输入结构的输入端与接入端导通，另一个第一输入结构的输入端与接出端导通，这样，提供一种开态情况下的全周期取电结构，对控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端之间进行全周期可控隔离。

作为改进，还包括第一泄放模块，第一泄放模块用于泄放MOS管的控制端的电压，这样，第一泄放模块可以将MOS管Q2的控制端的电压泄放掉，使MOS管Q2快速截止，实现快速响应。

作为改进，第二耐压可控单元的单向导通的触发信号取自所述的电势差，这样，提供一种方案，无需单独设置触发信号，进一步简化结构。

作为改进，所述的第一耐压可控单元的单向导通的触发信号、所述的第二耐压可控单元的单向导通的触发信号均取自所述的电势差，这样，提供另一种方案，两个耐压可控单元均无需单独设置触发信号，进一步简化结构。

作为改进，第一耐压可控单元包括第一可控硅和第一输入结构，第一输入结构包括第十一二极管和第一电阻，第一可控开关单元的输入端、第一电阻、第十一二极管、第一可控硅的控制端依序串联，第十一二极管的负端与第一可控硅的控制端导通，这样，结构简单，稳定可靠。

作为改进，第二耐压可控单元包括第二可控硅和第二输入结构，第二输入结构包括第十二二极管和第二电阻，第二可控开关单元的输入端、第二电阻、第十二二极管、第二可控硅的控制端依序串联，第十二二极管的负端与第二可控硅的控制端导通，这样，结构简单，稳定可靠。

作为改进，控制单元包括运算放大器和第二可控开关结构，运算放大器由所述电势差供电，运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取；第二可控开关结构的控制端与运算放大器的信号输出端导通，第二可控开关结构的输入端与运算放大器的基准端导通，这样，结构简单同时，无需单独为运算放大器供电，且运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取等设置，该改进方案更利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，所述的第二可控开关结构包括第一三极管、第四电阻、第五电阻，运算放大器的信号输出端、第四电阻、第一三极管的控制端依序串联导通，运算放大器的基准端、第五电阻、第一三极管的输入端依序串联导通，第一三极管的输出端与接出端单向导通并反向截止，这样，结构简单，性能稳定可靠，另外，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，所述的运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取是指，获取结构包括第一二极管、第三稳压管、第三电阻、第一电容，第三电阻的一端、第一电容的一端均与第三稳压管的正端导通，第三电阻的另一端、第一电容的另一端均与接出端单向导通并反向截止，第一二极管的正端与第一可控开关单元的输入端导通，第一二极管的负端与第三稳压管的负端导通，这样，结构简单，还具有一定隔离性能，另外，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，第三稳压管的负端与第一电容的另一端之间还并联有第二电容，这样，增加稳定性。

作为改进，还包括第二二极管、第一极性电容，第二二极管的正端与接入端导通，第二二极管的负端与第二耐压可控单元的输入端之间并联所述的第一极性电容，第一极性电容的正端与第二二极管的负端连接，该连接形成的公共端作为取电用的正极，这样，增强输出稳定性和可靠性，对于用其构建的多位智能双控开关而言，还能够提高隔离性能。

作为改进，第一极性电容并联有运算放大器的基准端的基准电压获取结构，这样，提供一种获取基准电压的方案，基准电压获取结构与第一极性电容并联设置，具有响应快、性能好的优点。

作为改进，基准电压获取结构包括第七电阻和第八电阻，第七电阻与第八电阻串联，第七电阻与第八电阻串联形成一公共端，该公共端与第九电阻的一端串联，第九电阻的另一端与运算放大器的基准端导通，这样，提供一种基准电压获取结构的方案，结构较为简单、成本低。

作为改进，正极作为给控制单元供电的正端，作为控制单元供电用的负端与第二耐压可控单元的输入端导通，这样利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，还包括单向导通并反向截止结构；位于第二耐压可控单元的输入端之前的各器件或结构的负端，其与单向导通并反向截止结构的输入端导通，单向导通并反向截止结构的输出端与第二耐压可控单元的输入端导通，单向导通并反向截止结构的输出端与第二耐压可控单元的输入端之间的公共端作为取电用的负极，这样，由该改进得到的开态取电结构构建的多位双控智能开关，能够提高隔离性能，各位之间不会串扰。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种取电模块，包括至少一个开态取电结构和至少一个关态取电结构；接出端用于与电源的一极导通，接入端用于与电源的另一极导通，或者，接出端用于与电源的另一极导通，接入端用于与电源的一极导通；电源的一极、电源的另一极分别与关态取电结构导通，关态取电结构设有为正极供电的输出端。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：兼顾开态和关态，两种状态下均能够取电，同时基于本申请的开态取电结构构建，因此性能稳定可靠。

作为改进，关态取电结构包括第一半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极，第一半波整流单元的整流方向为电源的一极至电源模块的输入端这个方向，电源的一极、第一半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的另一极单向导通，导通方向为第二地至电源的另一极这个方向，这样，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，另外该改进结构具有较好的隔离性能。

作为改进，关态取电结构包括第二半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极，第二半波整流单元的整流方向为电源的另一极至电源模块的输入端这个方向，电源的另一极、第二半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地与电源的一极单向导通，导通方向为第二地至电源的一极这个方向，这样，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，另外该改进结构具有较好的隔离性能。

作为改进，关态取电结构包括全波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极，全波整流单元的输出端与电源模块的输入端导通，电源的一极、电源的另一极分别与全波整流单元导通，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的一极和电源的另一极中当前作为电源地的这一极单向导通，导通方向为第二地至这一极这个方向，这样，关态取电结构可实现全波取电，同时也具有较好的隔离性能。

作为改进，全波整流单元包括由第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管构建的整流桥以及其它二极管，整流桥对应用于导通电源的另一极的第一线路，所述的其它二极管对应与第一线路并列设置的其它线路，其它线路为一个或多个，该其它线路也用于导通电源的另一极，所述的其它线路中每条线路均对应设置两个二极管，分别为第七二极管和第八二极管；第七二极管的正端、第二地均与整流桥的正端公共端导通，整流桥的负端公共端、第八二极管的负端均与电源模块的输入端导通，整流桥的其中两个串联二极管形成的第一公共端与电源的一极导通，整流桥的另两个串联二极管形成的第二公共端与第一线路导通，第七二极管的负端、第八二极管的正端均与对应线路导通，这样，结构简单，稳定可靠，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，还包括安全保护电路，这样，更为安全、稳定和可靠。

作为改进，安全保护电路包括由压敏电阻和玻璃放电管或气体放电管串联而成的第一抗浪涌电路，电源模块的输入端与第二地之间并联所述的第一抗浪涌电路，这样，提供一种较为简单的第一抗浪涌电路，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，安全保护电路包括由第六电阻和高压TVS组成的第二抗浪涌电路，第六电阻串联在电源模块的输入端的输入电路中，高压TVS并联在电源模块的输入端与第二地之间，这样，提供一种较为简单的第二抗浪涌电路，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

作为改进，安全保护电路包括由压敏电阻和玻璃放电管或气体放电管串联而成的第一抗浪涌电路以及由第六电阻和高压TVS组成的第二抗浪涌电路，第一抗浪涌电路、高压TVS均并联在电源模块的输入端与第二地之间，且第一抗浪涌电路的位于电源模块的输入端一侧的一端、高压TVS的位于电源模块的输入端一侧的一端之间串联第六电阻，高压TVS的位于电源模块的输入端一侧的一端、第六电阻的一端均与电源模块的输入端导通，第六电阻的另一端与第一抗浪涌电路的位于电源模块的输入端一侧的一端导通，这样，具有更好的抗浪涌性能。

作为改进，电源模块的输出端电连接有第二极性电容和第九二极管，第九二极管的正端、第二极性电容的正端均与电源模块的输出端导通，第九二极管的负端的输出作为取电用的正极的输出，第二极性电容的负端与接出端单向导通并反向截止，这样，增强输出的稳定性和可靠性。

作为改进，还包括稳压结构，用于对开态取电结构、关态取电结构进行稳压处理后输出，这样，增强输出的稳定性和可靠性。

作为改进，稳压结构包括稳压芯片、第三极性电容、第三电容、第四极性电容、第四电容，第三极性电容的正端、第三电容的一端与稳压芯片的输入端导通，第四极性电容的正端、第四电容的一端与稳压芯片的输出端导通，第三极性电容的负端、第三电容的另一端、第四极性电容的负端、第四电容的另一端、稳压芯片的接地端均接地，该接地与第二耐压可控单元的输入端导通；稳压芯片的输入端与开态取电结构的取电用的正极、关态取电结构的取电用的正极导通以进行取电，稳压芯片的输出端的输出作为所述的稳压处理后输出，这样，结构简单，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠。

作为改进，开态取电结构的控制单元的基准信号输入端与稳压芯片的输出端导通，稳压芯片的输出端的输出作为基准信号输入给控制单元的基准信号输入端，这样，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠。

作为改进，多个开态取电结构共用一个控制单元，这样，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种智能开关，包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括一个开态取电结构和一个关态取电结构，控制部分和切换部分均由取电模块供电，接出端用于与电源的一极导通，接入端与切换部分的一端导通，切换部分的另一端用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制接入端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端与电源的另一极导通，第二状态，接入端与电源的另一极断开。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现单位双控功能，或者说一位双控功能，兼顾开态和关态，两种状态下均能够取电，同时基于本申请的取电模块构建，因此性能稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种智能开关，包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括一个开态取电结构和一个关态取电结构，控制部分和切换部分均由取电模块供电，接入端用于与电源的一极导通，接出端与切换部分的一端导通，切换部分的另一端用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制接出端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接出端与电源的另一极导通，第二状态，接出端与电源的另一极断开。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现单位双控功能，或者说一位双控功能，兼顾开态和关态，两种状态下均能够取电，同时基于本申请的取电模块构建，因此性能稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种多位智能双控开关，包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括并列设置的多个开态取电结构，分别为第一到n开态取电结构，与第一到n开态取电结构配套设有第一到n关态取电结构和第一到n切换部分，控制部分和各切换部分均由各取电模块供电，各开态取电结构的接出端用于与电源的一极导通，每个切换部分的一端均与对应的开态取电结构的接入端导通，每个切换部分的另一端均用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制各切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制各开态取电结构的接入端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端与电源的另一极导通，第二状态，接入端与电源的另一极断开。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现多位双控功能，兼顾多位的开态和关态，两种状态下均能够取电，同时基于本申请的取电模块构建，具有性能稳定可靠，同时具有更好的隔离性能的优点。

作为改进，取电模块共用一个电源模块和一个稳压结构，这样，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种多位智能双控开关，包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括并列设置的多个开态取电结构，分别为第一到n开态取电结构，与第一到n开态取电结构配套设有第一到n关态取电结构和第一到n切换部分，控制部分和各切换部分均由各取电模块供电，各开态取电结构的接入端用于与电源的一极导通，每个切换部分的一端均与对应的开态取电结构的接出端导通，每个切换部分的另一端均用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制各切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制各开态取电结构的接出端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端与电源的另一极导通，第二状态，接入端与电源的另一极断开。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现多位双控功能，兼顾多位的开态和关态，两种状态下均能够取电，同时基于本申请的取电模块构建，具有性能稳定可靠，同时具有更好的隔离性能的优点。

作为改进，取电模块共用一个电源模块和一个稳压结构，这样，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本。

附图说明

图1为一种开态取电结构的方框原理图。

图2为一种开态取电结构的优选方案的方框原理图。

图3为一种开态取电结构的电路原理图。

图4为一种开态取电结构的电路原理图。

图5为一种取电模块的电路原理图。

图6为一种取电模块的电路原理图。

图7为一种两位智能双控开关的电路原理图。

图8为一种由两位智能双控开关与机械双控开关构成的双控回路的电路原理图。

图9为一种开态取电结构的电路原理图。

图10为一种取电模块的电路原理图。

图11为一种一位智能双控开关的电路原理图。

图12为一种由一位智能双控开关与一位机械双控开关构成的双控回路的电路原理图。

图13为一种开态取电结构的方框原理图。

图14为一种开态取电结构的优选方案的方框原理图。

图15为一种开态取电结构的电路原理图。

图16为一种开态取电结构的电路原理图。

图17为一种取电模块的电路原理图。

图18为一种取电模块的电路原理图。

图19为一种取电模块的电路原理图。

图20为一种取电模块的电路原理图。

图21为一种取电模块的具有全波整流的电路原理图。

图22为一种取电模块包括两个开态取电结构和对应的两个关态取电结构的电路原理图。

图23为一种取电模块包括两个开态取电结构和一个关态取电结构的电路原理图。

图24为一种取电模块的两个开态取电结构均有控制单元的电路原理图。

图25为一种取电模块包括稳压结构的电路原理图。

图26为一种智能开关的电路原理图。

图27为一种智能开关的电路原理图。

图28为一种两位智能双控开关的电路原理图。

图29为一种两位智能双控开关的电路原理图。

图30为一种具有一个单控和一个双控的两位智能双控开关的电路原理图。

图31为一种由两位智能双控开关与机械双控开关构成的双控回路的电路原理图。

图32为一种由具有一个单控和一个双控的两位智能双控开关与一个机械双控开关构成的既有双控回路又有单控回路的电路原理图。

图33为一种由相同的两个两位智能双控开关构成的双控回路的电路原理图。

图34为一种由不相同的两个两位智能双控开关构成的双控回路的电路原理图。

图35为一种将负载接在机械双控开关一侧的双控回路的电路原理图。

图36为一种将负载接在不同侧的双控回路的电路原理图。

图37为一种单控和双控混接的电路原理图。

图38为一种具有全波整流单元的双控回路的电路原理图。

图39为一种利用图16的结构构建的双控回路的电路原理图。

图中所示，1、接入端，2、接出端，3、取电用的正极，4、取电用的负极，5、基准信号输入端，6、控制部分，7、切换部分，8、状态指示灯部分。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细的说明：

以双控开关常用的环境举例说明，比如电源为单相交流电、负载为灯，接入端用于与单相交流电的火线端L导通，接出端用于与单相交流电的零线端N导通，或者反一下，接入端用于与单相交流电的零线端N导通，接出端用于与单相交流电的火线端L导通，下述电源的一极指零线端N，下述电源的另一极指火线端L。

开态是指负载的工作回路连通的情况，关态是指负载的工作回路断开的情况。

如图1所示为一种开态取电结构的方框原理图，结构如下：

包括第一可控开关单元、第二耐压可控单元、控制单元，第一可控开关单元，用于在单向导通时建立取电用的电势差，而反向则直接导通接入端1和接出端2；第二耐压可控单元，用于将取电用的负极4与接出端2单向导通并反向隔离；控制单元，用于控制第一可控开关单元调整所述的电势差的大小；电势差的正端与取电用的正极3导通，第二耐压可控单元的输入端与取电用的负极4导通。

如图2所示为一种开态取电结构的优选方案的方框原理图，结构简单，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠，结构如下：

第一可控开关单元的输入端、第二耐压可控单元的控制端均与接入端1导通，第一可控开关单元的输出端、第二耐压可控单元的输出端均与接出端2导通，第一可控开关单元的输入端还与控制单元的检测信号输入端导通，控制单元还设有基准信号输入端5和控制信号输出端，该控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通，控制单元的基准信号输入端5与控制单元的第一控制模块的输入端导通，第一控制模块的控制端与控制信号输出端导通。

为了简化电路，如图2所示，第二耐压可控单元之前的负端均通过第二耐压可控单元与接出端2导通。

图3所示为一种开态取电结构的电路原理图，基于图2的方框原理图设计，结构简单，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠，结构如下：

第一可控开关单元包括MOS管、第一稳压管，第一可控开关单元的控制端为MOS管的控制端，接入端1与MOS管的输入端导通，接出端2与MOS管的输出端导通，MOS管并联所述的第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端1导通，第一稳压管的正端与接出端2导通，图3所示的MOS管为MOS管Q2，图中可见并联有一个稳压管，即第一稳压管。

还包括第一泄放模块，第一泄放模块用于泄放MOS管的控制端的电压，图3所示的第一泄放模块为电阻R14。

第二耐压可控单元的单向导通的触发信号取自所述的电势差。

第二耐压可控单元包括第二可控硅和第二输入结构，第二输入结构包括第十二二极管和第二电阻，第二可控开关单元的输入端、第二电阻、第十二二极管、第二可控硅的控制端依序串联，第十二二极管的负端与第二可控硅的控制端导通；图3中的第二可控硅、第十二二极管、第二电阻分别为可控硅Q7、二极管D14、电阻R1。

控制单元包括运算放大器和第二可控开关结构，运算放大器由所述电势差供电，运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取；第二可控开关结构的控制端与运算放大器的信号输出端导通，第二可控开关结构的输入端与运算放大器的基准端导通。

所述的第二可控开关结构包括第一三极管、第四电阻、第五电阻，运算放大器的信号输出端、第四电阻、第一三极管的控制端依序串联导通，运算放大器的基准端、第五电阻、第一三极管的输入端依序串联导通，第一三极管的输出端与接出端2单向导通并反向截止；图3中的第一三极管、第四电阻、第五电阻分别为三极管Q3、电阻R29、电阻R26。

所述的运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取是指，获取结构包括第一二极管、第三稳压管、第三电阻、第一电容，第三电阻的一端、第一电容的一端均与第三稳压管的正端导通，第三电阻的另一端、第一电容的另一端均与接出端2单向导通并反向截止，第一二极管的正端与第一可控开关单元的输入端导通，第一二极管的负端与第三稳压管的负端导通；图3中的第一二极管、第三稳压管、第三电阻、第一电容分别为二极管D5、稳压管D13、电阻R28、电容C8。

第三稳压管的负端与第一电容的另一端之间还并联有第二电容；图3中的第二电容为电容C7。

还包括第二二极管、第一极性电容，第二二极管的正端与接入端1导通，第二二极管的负端与第二耐压可控单元的输入端之间并联所述的第一极性电容，第一极性电容的正端与第二二极管的负端连接，该连接形成的公共端作为取电用的正极3；第二二极管为图3中的二极管D12，第二二极管的正端与接入端1导通是指二极管D12的正端与二极管D5的负端导通，第一极性电容为图3中的极性电容E4。

第一极性电容并联有运算放大器的基准端的基准电压获取结构。

基准电压获取结构包括第七电阻和第八电阻，第七电阻与第八电阻串联，第七电阻与第八电阻串联的公共端再串联第九电阻后与运算放大器的基准端导通；第七电阻和第八电阻分别为图3中的电阻R6、电阻R21。

正极3作为给控制单元供电的正端，即给运算放大器供电的正端，作为控制单元供电用的负端与第二耐压可控单元的输入端导通。

如图4所示，还包括单向导通并反向截止结构；位于第二耐压可控单元的输入端之前的各器件或结构的负端，其与单向导通并反向截止结构的输入端导通，单向导通并反向截止结构的输出端与第二耐压可控单元的输入端导通，单向导通并反向截止结构的输出端与第二耐压可控单元的输入端之间的公共端作为取电用的负极4；本例中，位于第二耐压可控单元的输入端之前的各器件或结构包括，运算放大器、第一三极管、第三电阻、第一电容、第二电容、第一极性电容、第八电阻，这些器件的共同特点是，其正负极的负需要与交流电的零线单向导通以形成回路，从而正常工作，同时应当与交流电单向隔离，即应当与强电隔离。

如图5所示，为一种基于图4构建的取电模块的电路原理图，结构如下：

包括一个开态取电结构和一个关态取电结构；接出端2用于与电源的一极导通，接入端1用于与电源的另一极导通；电源的一极、电源的另一极分别与关态取电结构导通，关态取电结构设有为正极3供电的输出端。

关态取电结构包括第一半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极3，第一半波整流单元的整流方向为电源的一极至电源模块的输入端这个方向，电源的一极、第一半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的另一极单向导通，导通方向为第二地至电源的另一极这个方向；第一半波整流单元为图5中的二极管D1，电源模块为图5中的电源模块P2。

如图6所示，为一种取电模块的电路原理图，与图5的主要区别为，包括两个开态取电结构和两个关态取电结构，并联设置，共用一个电源模块，形成两路；如图7所示，为一种双控智能开关，基于图6构建，包括控制部分6、切换部分7；如图8所示，将图7所示的一种双控智能开关与双位机械双控开关连接形成双控回路，展示了一种应用结构。

如图9所示，为一种取电结构，开态状态时，能够实现全周期的开态取电，结构上还包括第一耐压可控单元，用于单向导通并反向隔离，单向导通使控制单元的控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通。

第一可控开关单元包括两个MOS管，两个MOS管串联，且串联的公共端位于MOS管的输出端一侧，两个MOS管分别为第一MOS管和第二MOS管，即分别为MOS管Q2和Q9，第一可控开关单元的控制端为两个MOS管的控制端；接入端1与第一MOS管的输入端导通，接出端2与第二MOS管的输入端导通；第一MOS管并联第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端1导通，第一稳压管的正端与第一MOS管的输出端导通，第二MOS管并联第二稳压管，且第二稳压管的负端与接出端2导通，第二稳压管的正端与第二MOS管的输出端导通；第二耐压可控单元包括第二可控硅和第二输入结构，第二输入结构包括第十二二极管和第二电阻，第二可控开关单元的输入端、第二电阻、第十二二极管、第二可控硅的控制端依序串联，第十二二极管导通方向为第二电阻至第二可控硅的控制端这个方向；第二耐压可控单元包括两个第二输入结构，第二输入结构用于输入信号使第二耐压可控单元单向导通，一个第二输入结构的输入端与接入端1导通，一个第二输入结构由电阻R21和二极管D15串联构成，另一个第二输入结构的输入端与接出端2导通，另一个第二输入结构由电阻R8、二极管D24串联构成。

第一耐压可控单元包括第一可控硅和第一输入结构，第一输入结构包括第十一二极管和第一电阻，第一可控开关单元的输入端、第一电阻、第十一二极管、第一可控硅的控制端依序串联，第十一二极管导通方向为第一电阻至第一可控硅的控制端这个方向，十一二极管为二极管Q11；第一耐压可控单元包括两个第一输入结构，第一输入结构用于输入信号使第一耐压可控单元单向导通，一个第一输入结构的输入端与接入端1导通，一个第一输入结构由电阻R20和二极管D4串联构成，另一个第一输入结构的输入端与接出端2导通，另一个第一输入结构由电阻R7和二极管D23串联构成。

如图10所示，为一种取电模块，基于图9所示的取电结构构建，且包括安全保护电路；如图11所示，为一种智能开关；如图12所示，为一种智能开关与机械双控开关连接形成的双控回路。

如图13所示为一种开态取电结构的方框原理图，增加第一耐压可控单元相关结构，结构如下：

包括第一可控开关单元、第一耐压可控单元、第二耐压可控单元、控制单元，第一可控开关单元，用于在单向导通时建立取电用的电势差，而反向则直接导通接入端和接出端；第一耐压可控单元，用于单向导通并反向隔离，单向导通使控制单元的控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通；第二耐压可控单元，用于将取电用的负极与接出端单向导通并反向隔离；控制单元，用于控制第一可控开关单元来调整所述的电势差的大小；电势差的正极与取电用的正极导通，第二耐压可控单元的输入端与取电用的负极导通。

如图14所示为一种开态取电结构的优选方案的方框原理图，增加第一耐压可控单元相关结构，结构简单，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠，结构如下：

第一可控开关单元的输入端、第一耐压可控单元的控制端、第二耐压可控单元的控制端均与接入端1导通，第一可控开关单元的输出端、第二耐压可控单元的输出端均与接出端2导通，第一耐压可控单元的输出端与第一可控开关单元的控制端导通，第一可控开关单元的输入端还与控制单元的检测信号输入端导通以使第一可控开关单元给控制单元输入检测信号，控制单元还设有基准信号输入端5和控制信号输出端，该控制信号输出端与第一耐压可控单元的输入端导通，控制单元的基准信号输入端5与控制单元的第一控制模块的输入端导通，第一控制模块的控制端与控制信号输出端导通。

图15所示为开态取电结构的一种电路原理图，结构简单，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠，结构如下：

第一可控开关单元包括MOS管、第一稳压管，第一可控开关单元的控制端为MOS管的控制端，接入端1与MOS管的输入端导通，接出端2与MOS管的输出端导通，MOS管并联所述的第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端1导通，第一稳压管的正端与接出端2导通，在图15中，第一稳压管即并联在MOS管的引脚3和引脚2之间的稳压管；为便于对图15理解，说明如下，上述MOS管、第一泄放模块分别指图中的MOS管Q2、电阻R4。

所述的第二耐压可控单元的单向导通的触发信号、所述的第一耐压可控单元的单向导通的触发信号均取自所述的电势差。

第一耐压可控单元包括第一可控硅、第一二极管和第一电阻，第一可控开关单元的输入端、第一电阻、第一二极管、第一可控硅的控制端依序串联，第一二极管导通方向为第一电阻至第一可控硅的控制端这个方向；为便于对图15理解，说明如下，上述第一可控硅、第一二极管和第一电阻分别指图中的可控硅Q11、二极管D4和电阻R20。

第二耐压可控单元包括第二可控硅、第二二极管和第二电阻，第一可控开关单元的输入端、第二电阻、第二二极管、第二可控硅的控制端依序串联，第二二极管导通方向为第二电阻至第二可控硅的控制端这个方向；为便于对图15理解，说明如下，上述第二可控硅、第二二极管和第二电阻分别指图中的可控硅Q7、二极管D5和电阻R21。

控制单元包括运算放大器和第二可控开关结构，运算放大器由所述电势差供电，运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取；第二可控开关结构的控制端与运算放大器的信号输出端导通，第二可控开关结构的输入端与运算放大器的基准端导通；为便于对图15理解，说明如下，上述运算放大器指图中的运算放大器Q1。

所述的第二可控开关结构包括第一三极管、第四电阻、第五电阻，运算放大器的信号输出端、第四电阻、第一三极管的控制端依序串联导通，运算放大器的基准端、第五电阻、第一三极管的输入端依序串联导通，第一三极管的输出端与接出端2单向导通并反向截止；第一三极管的输出端与接出端2单向导通并反向截止是指，第一三极管的输出端与第二耐压可控单元的输入端导通，这样，共用第二耐压可控单元实现单向导通并反向截止，不仅性能好，而且简化了结构；为便于对图15理解，说明如下，上述第一三极管、第四电阻、第五电阻分别指图中的三极管Q4、电阻R5、电阻R13。

所述的运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取是指，获取结构包括第一二极管、第三稳压管、第三电阻、第一电容，第三电阻的一端、第一电容的一端均与第三稳压管的正端导通，第三电阻的另一端、第一电容的另一端均与接出端2单向导通并反向截止，第一二极管的正端与第一可控开关单元的输入端导通，第一二极管的负端与第三稳压管的负端导通；为便于对图15理解，说明如下，上述第一二极管、第三稳压管、第三电阻、第一电容分别指图中的二极管D19、稳压管D12、电阻R2、电容C4。

第三稳压管的负端与第一电容的另一端之间还并联有第二电容；为便于对图15理解，说明如下，上述第二电容指图中的电容C3。

还包括第二二极管、第一极性电容，第二二极管的正端与接入端1导通，第二二极管的负端与第二耐压可控单元的输入端之间并联所述的第一极性电容，第一极性电容的正端与第二二极管的负端连接，该连接形成的公共端作为取电用的正极3，也就是说，图15所示的取电用的正极即第一极性电容的正极与第二二极管的负极电连接形成的公共端；为便于对图15理解，说明如下，上述第二二极管、第一极性电容分别指图中的二极管D3、极性电容E4。

正极同时作为给控制单元供电的正端，为了对控制单元供电更加稳定可靠，正极和控制单元之间还可串联一个稳压管，作为控制单元供电用的负端与第二耐压可控单元的输入端导通。

如图17，一种取电模块，为了进一步实现单向输出反向隔离，还包括第十二极管，该第十二极管指图中的二极管D1，该二极管D1的正极与第一极性电容的正极和第二二极管的负极电连接形成的公共端导通，该二极管D1的负极则作为输出，成为取电用的正极3。

图15的开态取电过程为，对于交流电，周期内电流为两个方向，接入端、接出端接电源后，其中一个半周的方向为接入端至接出端，那么MOS管Q2的3脚和2脚之间形成电势差，该电势差还触发可控硅Q7、可控硅Q11导通，MOS管Q2的3脚和2脚之间的电势差同时作为取电用，从而进行取电，为了控制电势差的大小，以满足用电要求，控制单元检测电势差的大小并发出控制信号，当电势差分压得到的检测信号大于基准信号时，则发出控制信号导通MOS管Q2，这样，电势差减小，当电势差分压得到的检测信号小于基准信号时，则停止发出控制信号导通MOS管Q2，同时，第一泄放模块立即将MOS管Q2的控制端的电压消耗掉，使MOS管Q2快速截止，实现快速响应，这样，电势差又能恢复，重复上述过程，使电势差处于一个动态平衡中，从而满足取电要求。

图16所示为一种开态取电结构的电路原理图，与图15的区别在于，图15的二极管D19由耐高压光电耦合器替代，由耐高压光电耦合器实现单向取电及反向隔离，耐高压光电耦合器指图16中的Photo Coupler1A和Photo Coupler1B，Photo Coupler1A串联电阻R7形成一通路，该通路并联在Q2两端，Photo Coupler1A的导通方向为接入端至接出端，开态时，Photo Coupler1A单向导通发光，则触发Photo Coupler1B单向导通。

图17所示为一种取电模块的电路原理图，具体结构为：

包括一个开态取电结构和一个关态取电结构；接出端用于与电源的一极导通，接入端用于与电源的另一极导通；该电源用于给开态取电结构供电；电源的一极、电源的另一极分别与关态取电结构导通以为关态取电结构供电，关态取电结构的输出端提供取电用的正极。

关态取电结构包括第一半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极，第一半波整流单元的整流方向为电源的一极至电源模块的输入端这个方向，电源的一极、第一半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的另一极单向导通，导通方向为第二地至电源的另一极这个方向；为便于对图17理解，说明如下，上述第一半波整流单元、电源模块分别指图中的二极管D6、模块P1。

为了进行双控，电源的另一极设置了选择性导通的两条线路，因此，第二地用于与电源的另一极单向导通通过图17中的并联的二极管D8和二极管D9进行控制。

图18所示为一种取电模块电路原理图，结构为：

与图17的区别在于，接出端用于与电源的另一极导通，接入端用于与电源的一极导通。

图19所示为一种取电模块电路原理图，结构为：

与图17的区别在于，第二半波整流单元与第一半波整流单元这两者整流方向相反，对应的，所设置的二极管D8和二极管D9也进行反向。

具体来说，关态取电结构包括第二半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极，第二半波整流单元的整流方向为电源的另一极至电源模块的输入端这个方向，电源的另一极、第二半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地与电源的一极单向导通，导通方向为第二地至电源的一极这个方向。

图20所示为一种取电模块的电路原理图，结构为：

与图19的区别在于，接出端用于与电源的另一极导通，接入端用于与电源的一极导通。

图21所示为一种取电模块的具有全波整流的电路原理图，与图17的区别在于，全波整流能够使关态取电结构在交流电整个周期内均能够取电，结构为：

关态取电结构包括全波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极，全波整流单元的输出端与电源模块的输入端导通，电源的一极、电源的另一极分别与全波整流单元导通，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的一极和电源的另一极中当前作为电源地的这一极单向导通，导通方向为第二地至这一极这个方向。

全波整流单元包括由第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管构建的整流桥以及其它二极管，整流桥对应用于导通电源的另一极的第一线路，所述的其它二极管对应与第一线路并列设置的其它线路，其它线路为一个或多个，该其它线路也用于导通电源的另一极，所述的其它线路中每条线路均对应设置两个二极管，分别为第七二极管和第八二极管；第七二极管的正极、第二地均与整流桥的正极公共端导通，整流桥的负极公共端、第八二极管的负极均与电源模块的输入端导通，整流桥的其中两个串联二极管形成的第一公共端与电源的一极导通，整流桥的另两个串联二极管形成的第二公共端与第一线路导通，第七二极管的负极、第八二极管的正极均与对应线路导通；为便于对图21理解，说明如下，上述整流桥、第七二极管和第八二极管分别指图中的整流桥D6、二极管D8和二极管D9。

图21中的其它线路为一个，对于有多个其它线路的情况，每增加一个，则需要增加一组第七二极管和第八二极管，并设于对应线路以实现单向导通。

图22所示为一种取电模块包括两个开态取电结构和对应的两个关态取电结构的电路原理图，与图17的区别在于，图22包括两个开态取电结构和两个关态取电结构，两个关态取电结构为配套两个开态取电结构设置。

图23所示为一种取电模块包括两个开态取电结构和一个关态取电结构的电路原理图，与图17的区别在于，图23包括两个开态取电结构和仅设置一个关态取电结构。

图24所示为一种取电模块的两个开态取电结构均有控制单元的电路原理图，与图22的区别在于，两个开态取电结构均有控制单元，而不共用一个控制单元。

图25所示为一种取电模块包括稳压结构的电路原理图，增加了稳压结构，可得到稳定的电压输出，同时基准信号以该电压输出串联一电阻后输入给控制单元，无需额外设置其它结构提供基准信号，同时，电势差的动态调节更符合用电要求，另外，利于本申请整体结构进一步简化、优化及降成本，同时性能稳定可靠。

对于所举例的各取电模块，均设有安全保护电路，具体结构为：

设有第一抗浪涌电路或第二抗浪涌电路或者两抗浪涌电路结合，例子中为两抗浪涌电路结合，具体为，安全保护电路包括由压敏电阻和玻璃放电管或气体放电管串联而成的第一抗浪涌电路以及由第六电阻和高压TVS组成的第二抗浪涌电路，第一抗浪涌电路、高压TVS均并联在电源模块的输入端与第二地之间，且第一抗浪涌电路的位于电源模块的输入端一侧的一端、高压TVS的位于电源模块的输入端一侧的一端之间串联第六电阻，高压TVS的位于电源模块的输入端一侧的一端、第六电阻的一端均与电源模块的输入端导通，第六电阻的另一端与第一抗浪涌电路的位于电源模块的输入端一侧的一端导通；为便于理解，说明如下，上述压敏电阻、玻璃放电管或气体放电管、第六电阻和高压TVS分别指图中的压敏电阻RV1、玻璃放电管或气体放电管BK1、电阻R1和高压TVS D17。

对于所举例的各取电模块，为了关态取电结构能够更好的输出且反向隔离，电源模块的输出端还电连接有第二极性电容和第九二极管，第九二极管的正极、第二极性电容的正极均与电源模块的输出端导通，第九二极管的负极的输出作为取电用的正极的输出，第二极性电容的负极与第二耐压可控单元的输入端导通；为便于理解，说明如下，上述第二极性电容、第九二极管分别指图中的极性电容E3、二极管D2。

图26所示为一种智能开关的电路原理图，实现一位双控，特点在于切换部分的一端与接入端导通，具体结构为：

包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括一个开态取电结构和一个关态取电结构，控制部分和切换部分均由取电模块供电，接出端用于与电源的一极导通，切换部分的一端与接入端导通，切换部分的另一端用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制接入端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端与电源的另一极导通，第二状态，接入端与电源的另一极断开。

控制部分设有按键，每按一下，控制切换部分进行导通切换，切换部分包括磁保持继电器或其它继电器，磁保持继电器或其它继电器由驱动器U2驱动，即控制部分向驱动器U2发出指令，驱动器U2驱动继电器在两种状态下切换。

图27所示为一种智能开关的电路原理图，与图26的区别在于，接入端用于与电源的一极导通，接出端与切换部分的一端导通，具体结构为：

包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括一个开态取电结构和一个关态取电结构，控制部分和切换部分均由取电模块供电，接入端用于与电源的一极导通，接出端与切换部分的一端导通，切换部分的另一端用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制接出端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接出端与电源的另一极导通，第二状态，接出端与电源的另一极断开。

图28所示为一种两位智能双控开关的电路原理图，与图26的区别在于，包括两个双控部分，即两位双控，具体结构为：

包括控制部分、切换部分和取电模块，取电模块包括并列设置的多个开态取电结构，分别为第一到n开态取电结构，与第一到n开态取电结构配套设有第一到n关态取电结构和第一到n切换部分，控制部分和各切换部分均由各取电模块供电，各开态取电结构的接出端用于与电源的一极导通，每个切换部分的一端均与对应的开态取电结构的接入端导通，每个切换部分的另一端均用于与电源的另一极选择性导通，控制部分用于控制各切换部分进行导通切换，该导通切换用于控制各开态取电结构的接入端在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端与电源的另一极导通，第二状态，接入端与电源的另一极断开；n为2。

图28包括并列设置的两个取电模块来实现取电和双控，这两个取电模块共用一个控制单元、一个电源模块和一个稳压结构，当然也可以分开设置，即每个取电模块均包括一个控制单元、一个电源模块和一个稳压结构。

图29所示为一种两位智能双控开关的电路原理图，与图28的区别在于，各开态取电结构的接入端用于与电源的一极导通，每个切换部分的一端均与对应的开态取电结构的接出端导通。

图30所示为一种具有一个单控和一个双控的两位智能双控开关的电路原理图，特点在于任意一路的接入端、接出端均为直接接电源，图30中指下面那一路，这样，仅有一位可用于实现双控。

图31所示为一种由两位智能双控开关与机械双控开关构成的双控回路的电路原理图，特点在于每一位双控回路均配合设置一位机械双控开关。

图32所示为一种由具有一个单控和一个双控的两位智能双控开关与一个机械双控开关构成的既有双控回路又有单控回路的电路原理图，即图30的两位智能双控开关的应用。

图33所示为一种由相同的两个两位智能双控开关构成的双控回路的电路原理图，其特点在于，其中第一两位智能双控开关，其接出端串联负载后均与零线端N导通，第一两位智能双控开关的每个切换部分的另一端均与第二两位智能双控开关的每个切换部分的另一端一对一导通，第二两位智能双控开关的接出端均与火线端L导通。

也可以是，当第一两位智能双控开关的接出端均与火线端L导通时，则第二两位智能双控开关的接出端均与零线端N导通。

负载串联在第一两位智能双控开关的接出端或第二两位智能双控开关的接出端或者两侧都有，均可以。

图34所示为一种由不相同的两个两位智能双控开关构成的双控回路的电路原理图，两开关间的连接规则同图33。

图35所示为一种将负载接在机械双控开关一侧的双控回路的电路原理图，即负载L5、L6串联在机械双控开关之前。

图36所示为一种将负载接在不同侧的双控回路的电路原理图，即下面的负载L6串联在机械双控开关之前，上面的负载L5串联在第一位双控回路的接出端。

图37所示为一种单控和双控混接的电路原理图，用于负载L5的第一回路的接入端可选择的直接与火线端L导通，实现单控，负载L6则是双控，负载L7则由于只有一个机械开关控制通断，从而形成单控。

图38所示为一种具有全波整流单元的双控回路的电路原理图，为具有全波整流单元的智能双控开关的应用。

图39所示为一种利用图16的结构构建的双控回路的电路原理图，为具有图16的开态取电结构的智能双控开关的应用。

上面举例了一些n为2的情况，实现了两位智能双控开关，且相互间的隔离性能较好，随着n的不同，即并列设置的取电模块的数量不同，可形成三位、四位甚至更多位的智能双控开关，同样具有较好的隔离性能。

本申请给出了取电问题、单位双控问题以及多位双控问题的解决方案，取电实现的供电，能够为其它智能单元提供稳定的供电，因此可以增加更多的智能单元来实现更为强大的智能功能，比如增加无线信号收发单元(WIFI、蓝牙等)、指纹识别单元等等，总之，本申请还具有良好地扩展性。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (39)

1.一种开态取电结构，其特征在于，包括第一可控开关单元、第二耐压可控单元、控制单元， 第一可控开关单元，用于在单向导通时建立取电用的电势差，而反向则直接导通接入端(1)和接出端(2)； 第二耐压可控单元，用于将取电用的负极(4)与接出端(2)单向导通并反向隔离；控制单元，用于控制第一可控开关单元调整所述的电势差的大小；电势差的正端与取电用的正极(3)导通，第二耐压可控单元的输入端与取电用的负极(4)导通；还包括第一耐压可控单元，用于将控制单元的控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端单向导通并反向隔离；第一可控开关单元的输入端、第一耐压可控单元的控制端、第二耐压可控单元的控制端均与接入端(1)导通，第一可控开关单元的输出端、第二耐压可控单元的输出端均与接出端(2)导通，第一耐压可控单元的输出端与第一可控开关单元的控制端导通，第一可控开关单元的输入端还与控制单元的检测信号输入端导通以使第一可控开关单元给控制单元输入检测信号，控制单元还设有基准信号输入端(5)和控制信号输出端，该控制信号输出端与第一耐压可控单元的输入端导通，控制单元的基准信号输入端(5)与控制单元的第一控制模块的输入端导通，第一控制模块的控制端与控制信号输出端导通；第二耐压可控单元之前的负端均通过第二耐压可控单元与接出端2导通。

2.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，第一可控开关单元的输入端、第二耐压可控单元的控制端均与接入端(1)导通，第一可控开关单元的输出端、第二耐压可控单元的输出端均与接出端(2)导通，第一可控开关单元的输入端还与控制单元的检测信号输入端导通，控制单元还设有基准信号输入端(5)和控制信号输出端，该控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通，控制单元的基准信号输入端(5)与控制单元的第一控制模块的输入端导通，第一控制模块的控制端与控制信号输出端导通。

3.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，第一可控开关单元包括MOS管、第一稳压管，第一可控开关单元的控制端为MOS管的控制端，接入端(1)与MOS管的输入端导通，接出端(2)与MOS管的输出端导通，MOS管并联所述的第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端(1)导通，第一稳压管的正端与接出端(2)导通。

4.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，第一可控开关单元包括两个MOS管，两个MOS管串联，且串联的公共端位于MOS管的输出端一侧，两个MOS管分别为第一MOS管和第二MOS管，第一可控开关单元的控制端为两个MOS管的控制端；接入端(1)与第一MOS管的输入端导通，接出端(2)与第二MOS管的输入端导通；第一MOS管并联第一稳压管，且第一稳压管的负端与接入端(1)导通，第一稳压管的正端与第一MOS管的输出端导通，第二MOS管并联第二稳压管，且第二稳压管的负端与接出端(2)导通，第二稳压管的正端与第二MOS管的输出端导通；第二耐压可控单元包括两个第二输入结构，第二输入结构用于输入信号使第二耐压可控单元单向导通，一个第二输入结构的输入端与接入端(1)导通，另一个第二输入结构的输入端与接出端(2)导通。

5.根据权利要求4所述的开态取电结构，其特征在于，还包括第一耐压可控单元，用于单向导通并反向隔离，单向导通使控制单元的控制信号输出端与第一可控开关单元的控制端导通；第一耐压可控单元包括两个第一输入结构，第一输入结构用于输入信号使第一耐压可控单元单向导通，一个第一输入结构的输入端与接入端(1)导通，另一个第一输入结构的输入端与接出端(2)导通。

6.根据权利要求3或4所述的开态取电结构，其特征在于，还包括第一泄放模块，第一泄放模块用于泄放MOS管的控制端的电压。

7.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，第二耐压可控单元的单向导通的触发信号取自所述的电势差。

8.根据权利要求1或4所述的开态取电结构，其特征在于，所述的第一耐压可控单元的单向导通的触发信号、所述的第二耐压可控单元的单向导通的触发信号均取自所述的电势差。

9.根据权利要求1或4所述的开态取电结构，其特征在于，第一耐压可控单元包括第一可控硅和第一输入结构，第一输入结构包括第十一二极管和第一电阻，第一可控开关单元的输入端、第一电阻、第十一二极管、第一可控硅的控制端依序串联，第十一二极管的负端与第一可控硅的控制端导通。

10.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，第二耐压可控单元包括第二可控硅和第二输入结构，第二输入结构包括第十二二极管和第二电阻，第二可控开关单元的输入端、第二电阻、第十二二极管、第二可控硅的控制端依序串联，第十二二极管的负端与第二可控硅的控制端导通。

11.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，控制单元包括运算放大器和第二可控开关结构，运算放大器由所述电势差供电，运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取；第二可控开关结构的控制端与运算放大器的信号输出端导通，第二可控开关结构的输入端与运算放大器的基准端导通。

12.根据权利要求11所述的开态取电结构，其特征在于，所述的第二可控开关结构包括第一三极管、第四电阻、第五电阻，运算放大器的信号输出端、第四电阻、第一三极管的控制端依序串联导通，运算放大器的基准端、第五电阻、第一三极管的输入端依序串联导通，第一三极管的输出端与接出端(2)单向导通并反向截止。

13.根据权利要求11所述的开态取电结构，其特征在于，所述的运算放大器的比较端的比较电压由所述电势差经获取结构获取是指，获取结构包括第一二极管、第三稳压管、第三电阻、第一电容，第三电阻的一端、第一电容的一端均与第三稳压管的正端导通，第三电阻的另一端、第一电容的另一端均与接出端(2)单向导通并反向截止，第一二极管的正端与第一可控开关单元的输入端导通，第一二极管的负端与第三稳压管的负端导通。

14.根据权利要求13所述的开态取电结构，其特征在于，第三稳压管的负端与第一电容的另一端之间还并联有第二电容。

15.根据权利要求1所述的开态取电结构，其特征在于，还包括第二二极管、第一极性电容，第二二极管的正端与接入端(1)导通，第二二极管的负端与第二耐压可控单元的输入端之间并联所述的第一极性电容，第一极性电容的正端与第二二极管的负端连接，该连接形成的公共端作为取电用的正极(3)。

16.根据权利要求15所述的开态取电结构，其特征在于，第一极性电容并联有运算放大器的基准端的基准电压获取结构。

17.根据权利要求16所述的开态取电结构，其特征在于，基准电压获取结构包括第七电阻和第八电阻，第七电阻与第八电阻串联，第七电阻与第八电阻串联形成一公共端，该公共端与第九电阻的一端串联，第九电阻的另一端与运算放大器的基准端导通。

18.根据权利要求15所述的开态取电结构，其特征在于，正极(3)作为给控制单元供电的正端，作为控制单元供电用的负端与第二耐压可控单元的输入端导通。

19.根据权利要求12～18任一项权利要求所述的开态取电结构，其特征在于，还包括单向导通并反向截止结构；位于第二耐压可控单元的输入端之前的各器件或结构的负端，其与单向导通并反向截止结构的输入端导通，单向导通并反向截止结构的输出端与第二耐压可控单元的输入端导通，单向导通并反向截止结构的输出端与第二耐压可控单元的输入端之间的公共端作为取电用的负极(4)。

20.一种基于权利要求1～19中任一权利要求所述的开态取电结构构建的取电模块，其特征在于，包括至少一个开态取电结构和至少一个关态取电结构；接出端(2)用于与电源的一极导通，接入端(1)用于与电源的另一极导通，或者，接出端(2)用于与电源的另一极导通，接入端(1)用于与电源的一极导通；电源的一极、电源的另一极分别与关态取电结构导通，关态取电结构设有为正极(3)供电的输出端。

21.根据权利要求20所述的取电模块，其特征在于，关态取电结构包括第一半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极(3)，第一半波整流单元的整流方向为电源的一极至电源模块的输入端这个方向，电源的一极、第一半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的另一极单向导通，导通方向为第二地至电源的另一极这个方向。

22.根据权利要求20所述的取电模块，其特征在于，关态取电结构包括第二半波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极(3)，第二半波整流单元的整流方向为电源的另一极至电源模块的输入端这个方向，电源的另一极、第二半波整流单元、电源模块的输入端依序串联，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地与电源的一极单向导通，导通方向为第二地至电源的一极这个方向。

23.根据权利要求20所述的取电模块，其特征在于，关态取电结构包括全波整流单元、电源模块，电源模块的输出端作为取电用的正极(3)，全波整流单元的输出端与电源模块的输入端导通，电源的一极、电源的另一极分别与全波整流单元导通，电源模块设有两个地，分别为第一地和第二地，第一地与第二耐压可控单元的输入端导通，第二地用于与电源的一极和电源的另一极中当前作为电源地的这一极单向导通，导通方向为第二地至这一极这个方向。

24.根据权利要求23所述的取电模块，其特征在于，全波整流单元包括由第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管构建的整流桥以及其它二极管，整流桥对应用于导通电源的另一极的第一线路，所述的其它二极管对应与第一线路并列设置的其它线路，其它线路为一个或多个，该其它线路也用于导通电源的另一极，所述的其它线路中每条线路均对应设置两个二极管，分别为第七二极管和第八二极管；第七二极管的正端、第二地均与整流桥的正端公共端导通，整流桥的负端公共端、第八二极管的负端均与电源模块的输入端导通，整流桥的其中两个串联二极管形成的第一公共端与电源的一极导通，整流桥的另两个串联二极管形成的第二公共端与第一线路导通，第七二极管的负端、第八二极管的正端均与对应线路导通。

25.根据权利要求21～23中任一权利要求所述的取电模块，其特征在于，还包括安全保护电路。

26.根据权利要求25所述的取电模块，其特征在于，安全保护电路包括由压敏电阻和玻璃放电管或气体放电管串联而成的第一抗浪涌电路，电源模块的输入端与第二地之间并联所述的第一抗浪涌电路。

27.根据权利要求25所述的取电模块，其特征在于，安全保护电路包括由第六电阻和高压TVS组成的第二抗浪涌电路，第六电阻串联在电源模块的输入端的输入电路中，高压TVS并联在电源模块的输入端与第二地之间。

28.根据权利要求25所述的取电模块，其特征在于，安全保护电路包括由压敏电阻和玻璃放电管或气体放电管串联而成的第一抗浪涌电路以及由第六电阻和高压TVS组成的第二抗浪涌电路，第一抗浪涌电路、高压TVS均并联在电源模块的输入端与第二地之间，且第一抗浪涌电路的位于电源模块的输入端一侧的一端、高压TVS的位于电源模块的输入端一侧的一端之间串联第六电阻，高压TVS的位于电源模块的输入端一侧的一端、第六电阻的一端均与电源模块的输入端导通，第六电阻的另一端与第一抗浪涌电路的位于电源模块的输入端一侧的一端导通。

29.根据权利要求21～23中任一权利要求所述的取电模块，其特征在于，电源模块的输出端电连接有第二极性电容和第九二极管，第九二极管的正端、第二极性电容的正端均与电源模块的输出端导通，第九二极管的负端的输出作为取电用的正极(3)的输出，第二极性电容的负端与接出端(2)单向导通并反向截止。

30.根据权利要求20所述的取电模块，其特征在于，还包括稳压结构，用于对开态取电结构、关态取电结构进行稳压处理后输出。

31.根据权利要求30所述的取电模块，其特征在于，稳压结构包括稳压芯片、第三极性电容、第三电容、第四极性电容、第四电容，第三极性电容的正端、第三电容的一端与稳压芯片的输入端导通，第四极性电容的正端、第四电容的一端与稳压芯片的输出端导通，第三极性电容的负端、第三电容的另一端、第四极性电容的负端、第四电容的另一端、稳压芯片的接地端均接地，该接地与第二耐压可控单元的输入端导通；稳压芯片的输入端与开态取电结构的取电用的正极(3)、关态取电结构的取电用的正极(3)导通以进行取电，稳压芯片的输出端的输出作为所述的稳压处理后输出。

32.根据权利要求31所述的取电模块，其特征在于，开态取电结构的控制单元的基准信号输入端(5)与稳压芯片的输出端导通，稳压芯片的输出端的输出作为基准信号输入给控制单元的基准信号输入端(5)。

33.根据权利要求20所述的取电模块，其特征在于，多个开态取电结构共用一个控制单元。

34.一种基于权利要求20～33中任一权利要求所述的取电模块构建的智能开关，其特征在于，包括控制部分(6)、切换部分(7)和取电模块，取电模块包括一个开态取电结构和一个关态取电结构，控制部分(6)和切换部分(7)均由取电模块供电，接出端(2)用于与电源的一极导通，接入端(1)与切换部分(7)的一端导通，切换部分(7)的另一端用于与电源的另一极选择性导通，控制部分(6)用于控制切换部分(7)进行导通切换，该导通切换用于控制接入端(1)在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端(1)与电源的另一极导通，第二状态，接入端(1)与电源的另一极断开。

35.一种基于权利要求20～33中任一权利要求所述的取电模块构建的智能开关，其特征在于，包括控制部分(6)、切换部分(7)和取电模块，取电模块包括一个开态取电结构和一个关态取电结构，控制部分(6)和切换部分(7)均由取电模块供电，接入端(1)用于与电源的一极导通，接出端(2)与切换部分(7)的一端导通，切换部分(7)的另一端用于与电源的另一极选择性导通，控制部分(6)用于控制切换部分(7)进行导通切换，该导通切换用于控制接出端(2)在两种状态下切换，分别是，第一状态，接出端(2)与电源的另一极导通，第二状态，接出端(2)与电源的另一极断开。

36.一种基于权利要求20～33中任一权利要求所述的取电模块构建的多位智能双控开关，其特征在于，包括控制部分(6)、切换部分(7)和取电模块，取电模块包括并列设置的多个开态取电结构，分别为第一到n开态取电结构，与第一到n开态取电结构配套设有第一到n关态取电结构和第一到n切换部分(7)，控制部分(6)和各切换部分(7)均由各取电模块供电，各开态取电结构的接出端(2)用于与电源的一极导通，每个切换部分(7)的一端均与对应的开态取电结构的接入端(1)导通，每个切换部分(7)的另一端均用于与电源的另一极选择性导通，控制部分(6)用于控制各切换部分(7)进行导通切换，该导通切换用于控制各开态取电结构的接入端(1)在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端(1)与电源的另一极导通，第二状态，接入端(1)与电源的另一极断开。

37.根据权利要求36所述的多位智能双控开关，其特征在于，取电模块共用一个电源模块和一个稳压结构。

38.一种基于权利要求20～33中任一权利要求所述的取电模块构建的多位智能双控开关，其特征在于，包括控制部分(6)、切换部分(7)和取电模块，取电模块包括并列设置的多个开态取电结构，分别为第一到n开态取电结构，与第一到n开态取电结构配套设有第一到n关态取电结构和第一到n切换部分(7)，控制部分(6)和各切换部分(7)均由各取电模块供电，各开态取电结构的接入端(1)用于与电源的一极导通，每个切换部分(7)的一端均与对应的开态取电结构的接出端(2)导通，每个切换部分(7)的另一端均用于与电源的另一极选择性导通，控制部分(6)用于控制各切换部分(7)进行导通切换，该导通切换用于控制各开态取电结构的接出端(2)在两种状态下切换，分别是，第一状态，接入端(1)与电源的另一极导通，第二状态，接入端(1)与电源的另一极断开。

39.根据权利要求38所述的多位智能双控开关，其特征在于，取电模块共用一个电源模块和一个稳压结构。