CN108923424A - 一种单火线电子开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单火线电子开关电路，包括继电器、电源供电电路，开关管单元、驱动及控制单元，其中：继电器采用磁保持继电器，电源供电电路由微功耗宽电压电源模块电路和电源开关电路组成，开关管单元在开关管基础上加入EMI滤波电路，驱动及控制单元采用低功耗的芯片模块电路来驱动开关管和继电器。实现了一种适用于大小功率负载、能通过电磁兼容传导认证、能采用Zigbbee等高电流无线通讯协议的单火线电子开关。
Description
技术领域
本发明涉及电子开关电路，尤其涉及一种单火线电子开关电路，属于智能家居领域。
背景技术
目前，市场上的单火线电子开关一般不能够完全像零火线开关那样适用于任何负载，市场上现有的单火线电子开关电路大多采用可控硅和普通继电器作为驱动元件带动负载工作，分别具有如下特点：
1．可控硅方式：采用可控硅做为电子开关来接通和断开负载，是目前单火线电子开关最为普遍使用的方式，其优点是：电子开关寿命长，驱动控制电路简单、生产制造成本较低，可以控制各类负载类型（阻性、容性、感性等），缺点是：由于可控硅所要求的散热问题使其带负载的功率受到限制（一般为200W以下），此外由于可控硅需要频繁的在非过零时开关负载而产生较大的谐波导致电磁兼容方面过认证较为困难；
2．继电器方式：采用继电器的机械触点来接通和断开负载，适用于大功率灯具或电器，市场上的大功率单火线电子开关一般采用普通电磁继电器，其优点是：相对磁保持继电器成本较低，缺点是：由于其动作线圈驱动电流较大，即使通过一些低功耗优化后可以兼营绝大部分灯具，但是仍然无法做到像零火线开关那样接任何灯具都不闪烁，还是有极个别的特殊灯具出现关灯闪烁（如一些极端的小电流驱动的高效小功率节能灯或LED灯），无法满足追求完美的中高端智能开关的需要。
此外，现在市面上的单火线电子开关产品供电电路结构复杂，效率低，给后端电路供电不足，存在不能完美可靠地接Zigbee（具有组网灵活、通讯可靠、安全性强、扩展性好、无需布线等优势）无线模块（Zigbee模块本身在发射和接收时的功耗一般达到20到40毫安之间）的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种适用于大小功率负载、能通过电磁兼容传导认证、能采用Zigbbee等高电流无线通讯协议的单火线电子开关。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单火线开关电路，主要包括：继电器K1-K3、电源供电电路2，开关管单元8、驱动及控制单元5；
采用微功耗宽电压电源模块供电，具有功耗低，效率高，损耗小的，输入电压范围宽等特点；
采用磁保持继电器作为驱动元件，控制所述负载闭合或断开，切换动作后线圈不再需要继续通电，大大降低了系统功耗。
更进一步的技术方案是：加入EMI滤波电路可以进行传导认证，用于滤去电子开关产生的谐波，避免对交流电网产生骚扰，符合电磁兼容性要求，EMI滤波电路包括第一电感L1和第一电容C1，所述第一电感L1串联在所述单火线电子开关电路1的火线接线端子L、外部AC市电输入火线LINE与所述开关管Q1的源极S、系统直流电源公共地GND之间，所述第一电容C1的一端与所述第一电感L1连接，所述第一电容 C1的另一端与所述开关管Q1的漏极D连接；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供了一种能适应全球电网电压、满足各类负载功率（小功率节能灯和LED灯、大功率电器等）与负载类型（包括阻性、容性、感性负载，如白炽灯、荧光灯、节能灯、LED灯、日光灯等）、无需额外安装任何电阻或电容等“消闪模块”、能通过电磁兼容传导认证、稳定可靠的单火线电子开关电路，该电子开关电路最大程度的简化了电路结构、提高了取电电路的输出电流和电压范围及效率、降低了电路功耗，减小了负载暗电流，适应了目前比较先进的智能家居无线通讯技术（如Zigbee、蓝牙、Z-Wave等无线控制技术）。
附图说明
附图1是本发明的一种单火线电子开关电路的原理框图。
附图2是本发明的一种单火线电子开关电路的AC/DC电源转换电路原理图。
附图3是本发明的又一种单火线电子开关电路的原理框图。
附图4是本发明的又一种单火线电子开关电路的AC/DC电源转换电路原理图。
附图5是本发明单火线电子开关电路的驱动及控制单元原理框图。
附图6是本发明单火线电子开关电路的复位电路实施方式1的原理图。
附图7是本发明单火线电子开关电路的复位电路实施方式2的原理图。
附图8是本发明单火线电子开关电路的DC/DC电路实施方式1原理图。
附图9是本发明单火线电子开关电路的DC/DC电路实施方式2原理图。
附图10是本发明的一种单火线电子开关电路的电源开关电路原理框图。
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。
本发明单火线电子开关电路具体实施例1：
如图1所示，单火线电子开关电路1由如下部分组成：继电器K1-K3、电源供电电路2，开关管单元8、驱动及控制单元5；其基本方案是：
所述继电器K1-K3为磁保持继电器，包括双线圈磁保持继电器或单线圈磁保持继电器；
进一步，所述继电器的型号包括但不限于：ADW1103HLW,ADW1203HLW等；
所述单火线开关电路1的第一负载接线端子LOAD1经过第一负载13与AC市电输入零线N连接，第二负载接线端子LOAD2经过第二负载14与AC市电输入零线N连接；第三负载接线端子LOAD3经过第三负载15与AC市电输入零线N连接；
所述单火线电子开关电路1的第一负载接线端子LOAD1同时与第一继电器K1的常开触点一端连接，第二负载接线端子LOAD2同时与第二继电器K2的常开触点一端连接，第三负载接线端子LOAD3同时与第三继电器K3的常开触点一端连接；
所述第一继电器K1的常开触点另一端与开关管Q1的漏极D连接；所述第二继电器K2、第三继电器K3的常开触点另一端与所述单火线开关电路1的火线接线端子L和外部AC市电输入火线LINE连接。
电源供电电路2:
所述电源供电电路2包括AC/DC电源转换电路3和电源开关电路4；电源供电电路2的输入端与单火线开关电路1的第一路负载接线端子LOAD1连接；AC/DC电源转换电路3输出电源正极端（PWR）与所述电源开关电路4的输入端连接，所述电源开关电路4输出端与系统供电电源正极端VDD连接，AC/DC电源转换电路3和电源开关电路4的接地脚与系统直流电源公共地GND连接。
AC/DC电源转换电路3：
所述AC/DC电源转换电路3如图2所示，包括微功耗宽电压电源模块U3、二极管 D3、电阻R3和滤波电容 C2、C4，所述微功耗宽电压电源模块U3的型号包括但不限于：PI-XD108、PI-3V3-B4、PI-05V-B4等，所述二极管 D3的正极与第一负载接线端子LOAD1相连接，所述二极管 D3的负极经电阻R3与所述微功耗宽电压电源模块 U3的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块 U3的输出端与所述电源开关电路4的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块U3的输入端和输出端分别与滤波电容 C2、C4的一端连接，所述微功耗宽电压电源模块 U3的的反馈引脚FB和内部参考电压引脚分别与第一电阻两端连接，所述微功耗宽电压电源模块 U3的电源接地引脚、两只滤波电容 C2 、C4的另一端与系统直流电源公共地GND连接。
电源开关电路4：
所述电源开关电路4如图10所示，包括复位电路和DC/DC电路，所述复位电路包括电压检测器或复位IC，所述DC/DC电路包括降压型DC/DC控制器或者同步降压转换器或者降压型DC/DC转换器；
所述复位电路的的电源引脚和所述DC/DC电路的输入引脚与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述复位电路的的接地引脚和所述DC/DC电路的接地引脚与系统直流电源公共地GND连接，所述复位电路的的输出引脚与所述DC/DC电路的使能端EN连接，所述DC/DC电路的输出引脚与系统供电电源正极端VDD连接。
复位电路9:
所述复位电路9包括主控芯片和外围元件组成，所述复位电路9的主控芯片包括电压检测器或复位IC，具体型号包括但不限于：ME2808A50M3G，或IMP809，或UM809，或BL8506等，
具体实施方式有：
复位电路9实施方式1：如图6所示，所述复位电路9的主控芯片U4的VCC端与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述复位电路9的主控芯片U4的RESET端与DC/DC电路10的使能端EN连接；所述复位电路9的主控芯片U4的VCC端与RESET端之间连接一个电阻R7，所述复位电路9的主控芯片U4的VCC的RESET端与电源地之间连接一个电容C6，所述复位电路9的主控芯片U4的电源地与系统直流电源公共地GND连接。
复位电路9实施方:2：如图7所示，所述复位电路9的主控芯片U4的VCC端通过一个稳压二极管Z1降压后与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接；所述复位电路9的主控芯片U4的RESET端通过一个二极管D7与DC/DC电路10的使能EN端连接，所述二极管的阴极与RESET端连接，所述二极管的阳极与DC/DC电路10的使能端EN连接后再通过一个电容C6接到系统直流电源公共地GND，所述二极管D7的两端同时并联一只电阻R7，所述复位电路9的主控芯片U4的电源地与系统直流电源公共地GND连接。
DC/DC电路10：
所述DC/DC电路10包括主控芯片和外围元件组成，
所述主控芯片包括降压型DC/DC控制器或者同步降压转换器或者降压型DC/DC转换器，具体型号包括但不限于：S-8521D33MC，或TPS62120DCNR。
具体实施方式有：
DC/DC电路10实施方式1：如图8所示，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的型号包括但不限于S-8521D33MC，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输入端VIN与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的ON/OFF端与上述复位电路9的使能端EN连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的EXT端与第三MOS管Q3的栅极G连接，所述第三MOS管Q3的源极S与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述第三MOS管Q3的漏极D与第六二极管D6的阴极及第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输出端VOUT、第九电容C9的一端与系统供电电源正极端VDD连接，第六二极管D6的阳极、第九电容C9的另一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的接地端与系统直流电源公共地GND连接。
DC/DC电路10实施方式2：如图9所示，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的型号包括但不限于TPS62120DCNR，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输入端IN与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的EN端与上述复位电路9的使能端EN连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的SW端与第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端、第十电阻R10的一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输出端VOUT、第九电容C9的一端与系统供电电源正极端VDD连接，第十电阻R10的另一端、第九电阻R9的一端与所述DC/DC电路10的主控芯片U5的反馈端FB连接，所述第九电容C9的另一端、第九电阻R9的另一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的接地端与系统直流电源公共地GND连接。
开关管单元电路8：
所述开关管单元8包括开关管组件7；
所述开关管组件7包括开关管Q1，或者由开关管Q1与外部二极管D2并联组成的电路，所述二极管D2为低压差功率肖特基整流器或者肖特基二极管，所述二极管D2的阳极与开关管Q1的源极S连接，所述二极管D2的阴极与开关管Q1的漏极D连接；
所述开关管Q1为场效应管MOSFET，所述开关管Q1的源极S、单火线开关电路1的火线接线端子L、外部AC市电输入火线LINE与系统直流电源公共地GND连接；所述开关管Q1的漏极D与所述第一继电器K1的常开触点另一端连接；
进一步，所述二极管D2型号包括但不限于:STPS15L30C,FERD40U45C；
进一步，所述开关管Q1的型号包括但不限于:IRLR8743PbF,IRLR8743PbF。
EMI滤波电路6:
更进一步的技术方案是：加入EMI滤波电路可以进行传导认证，用于滤去电子开关产生的谐波，避免对交流电网产生骚扰，符合电磁兼容性要求，EMI滤波电路包括第一电感L1和第一电容C1，所述第一电感L1串联在所述单火线电子开关电路1的火线接线端子L、外部AC市电输入火线LINE与所述开关管Q1的源极S、系统直流电源公共地GND之间，所述第一电容C1的一端与所述第一电感L1连接，所述第一电容 C1的另一端与所述开关管Q1的漏极D连接；
为了确保单火线电子开关可以过传导认证那么需要加入上述EMI滤波电路，其中滤波电感L1和滤波电容C1这两个元件需要根据实际应用要求来选择,遵循原则是输出功率越大,L3电感量就需要更大,
一般当负载输出功率在2000W时,那么L1=470uH,C1=220nF；
当负载输出功率在1000W时可用L1=220uH,C1=220nF；
另外C1一般要求用X1与X2安规电容,L1用铁硅铝磁环；
如果单火线电子开关不需要过传导认证,那么C1不安装,L1直接短路。
驱动及控制单元5：
如附图5所示：所述驱动及控制单元5包括驱动单元12和控制单元11；
所述驱动及控制单元5的场效应管控制引脚FET_Ctrl与所述开关管Q1的控制栅极G相连接，用来驱动开关管Q1的导通与截止；
所述驱动及控制单元5的交流输入引脚AC1_COM与所述开关管Q1的漏极D及第一继电器K1的常开触点的一端连接；
所述驱动及控制单元5的三组继电器线圈供电正、负端引脚分别与各个继电器Kl、K2、K3驱动线圈两端COIL01_2、COIL01_1、COIL02_2、COIL02_1、COIL03_2、COIL03_1连接，分别控制各个继电器Kl、K2、K3的触点通断；
所述驱动及控制单元5的电源输出引脚与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，电源输入引脚与系统供电电源正极端VDD连接。
驱动单元12：
所述驱动单元12包括第二芯片模块U2，所述芯片模块U2的型号包括但不限于XD-KC05，所述第二芯片模块U2的三组继电器线圈供电正/负端引脚K1+、K1-、K2+、K2-、K3+、K3-分别与各个继电器Kl-K3驱动线圈两端相连，分别控制各个继电器Kl-K3的触点通断；
所述第二芯片模块U2的电源供电引脚VCC连接第三电容C3到系统直流电源公共地GND进行滤波，同时经过第一二极管正向连接到AC/DC电源转换电路的电源输出端PWR，所述第二芯片模块U2的继电器驱动供电引脚VCC1通过第二电阻R2与系统供电电源正极端VDD连接；
所述驱动单元12场效应管控制引脚FET_Ctrl与开关管Q1的控制栅极G连接。
控制单元11：
所述控制单元11包括采用芯片或分立元器件组成的控制电路或模块，输出控制引脚分别与第二芯片模块U2的三组继电器控制输入引脚K1_CTRL-、K1_CTRL+、K2_CTRL-、K2_CTRL+、K3_CTRL-、K3_CTRL+相连接，用于实现对各继电器的驱动控制。
本发明单火线电子开关电路具体实施例2：
如图3所示，单火线电子开关电路1由如下部分组成：继电器K1-K3、电源供电电路2，开关管单元8、驱动及控制单元5；其基本方案是：
所述继电器K1-K3为磁保持继电器，包括双线圈磁保持继电器或单线圈磁保持继电器；
进一步，所述继电器的型号包括但不限于：ADW1103HLW,ADW1203HLW等；
所述单火线开关电路1的第一负载接线端子LOAD1经过第一负载13与AC市电输入零线N连接，第二负载接线端子LOAD2经过第二负载14与AC市电输入零线N连接；第三负载接线端子LOAD3经过第三负载15与AC市电输入零线N连接；
所述单火线电子开关电路1的第一负载接线端子LOAD1同时与第一继电器K1的常开触点一端连接，第二负载接线端子LOAD2同时与第二继电器K2的常开触点一端连接，第三负载接线端子LOAD3同时与第三继电器K3的常开触点一端连接；
全部所述继电器K1-K3的常开触点另一端与开关管Q1的漏极D连接。
电源供电电路2:
所述电源供电电路2包括AC/DC电源转换电路3和电源开关电路4；电源供电电路2的三个输入端分别与单火线电子开关电路1的三路负载接线端子LOAD1-LOAD3）连接；AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR与所述电源开关电路4的输入端连接，所述电源开关电路4输出端与系统供电电源正极端VDD连接，AC/DC电源转换电路3和电源开关电路4的接地脚与系统直流电源公共地GND连接。
AC/DC电源转换电路3:
所述AC/DC电源转换电路3如图3所示，包括微功耗宽电压电源模块U3、二极管 D3-D5、电阻R3和滤波电容 C2、C4，所述微功耗宽电压电源模块U3的型号包括但不限于PI-XD108，所述二极管 D3-D5的正极分别与各负载接线端子LOAD1-LOAD3相连接，所述二极管 D3-D5的负极经第三电阻R3与所述微功耗宽电压电源模块 U3的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块 U3的输出端与所述电源开关电路4的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块U3的输入端和输出端分别与两只滤波电容 C2 、C4的一端连接；所述微功耗宽电压电源模块U3的的反馈引脚FB和内部参考电压引脚分别与第一电阻连接，所述微功耗宽电压电源模块U3的电源接地引脚、两只滤波电容 C2 、C4的另一端与系统直流电源公共地GND连接。
电源开关电路4：
所述电源开关电路4如图10所示，包括复位电路和DC/DC电路，所述复位电路包括电压检测器或复位IC，所述DC/DC电路包括降压型DC/DC控制器或者同步降压转换器或者降压型DC/DC转换器；
所述复位电路的的电源引脚和所述DC/DC电路的输入引脚与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述复位电路的的接地引脚和所述DC/DC电路的接地引脚与系统直流电源公共地GND连接，所述复位电路的的输出引脚与所述DC/DC电路的使能端EN连接，所述DC/DC电路的输出引脚与系统供电电源正极端VDD连接。
复位电路9:
所述复位电路9包括主控芯片和外围元件组成，所述复位电路9的主控芯片包括电压检测器或复位IC，具体型号包括但不限于：ME2808A50M3G，或IMP809，或UM809，或BL8506等，
具体实施方式有：
复位电路9实施方式1：如图6所示，所述复位电路9的主控芯片U4的VCC端与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述复位电路9的主控芯片U4的RESET端与DC/DC电路10的使能端EN连接；所述复位电路9的主控芯片U4的VCC端与RESET端之间连接一个电阻R7，所述复位电路9的主控芯片U4的VCC的RESET端与电源地之间连接一个电容C6，所述复位电路9的主控芯片U4的电源地与系统直流电源公共地GND连接。
复位电路9实施方:2：如图7所示，所述复位电路9的主控芯片U4的VCC端通过一个稳压二极管Z1降压后与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接；所述复位电路9的主控芯片U4的RESET端通过一个二极管D7与DC/DC电路10的使能EN端连接，所述二极管的阴极与RESET端连接，所述二极管的阳极与DC/DC电路10的使能端EN连接后再通过一个电容C6接到系统直流电源公共地GND，所述二极管D7的两端同时并联一只电阻R7，所述复位电路9的主控芯片U4的电源地与系统直流电源公共地GND连接。
DC/DC电路10：
所述DC/DC电路10包括主控芯片和外围元件组成，
所述主控芯片包括降压型DC/DC控制器或者同步降压转换器或者降压型DC/DC转换器，具体型号包括但不限于：S-8521D33MC，或TPS62120DCNR。
具体实施方式有：
DC/DC电路10实施方式1：如图8所示，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的型号包括但不限于S-8521D33MC，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输入端VIN与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的ON/OFF端与上述复位电路9的使能端EN连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的EXT端与第三MOS管Q3的栅极G连接，所述第三MOS管Q3的源极S与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述第三MOS管Q3的漏极D与第六二极管D6的阴极及第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输出端VOUT、第九电容C9的一端与系统供电电源正极端VDD连接，第六二极管D6的阳极、第九电容C9的另一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的接地端与系统直流电源公共地GND连接。
DC/DC电路10实施方式2：如图9所示，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的型号包括但不限于TPS62120DCNR，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输入端IN与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的EN端与上述复位电路9的使能端EN连接，所述DC/DC电路10的主控芯片U5的SW端与第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端、第十电阻R10的一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的输出端VOUT、第九电容C9的一端与系统供电电源正极端VDD连接，第十电阻R10的另一端、第九电阻R9的一端与所述DC/DC电路10的主控芯片U5的反馈端FB连接，所述第九电容C9的另一端、第九电阻R9的另一端、所述DC/DC电路10的主控芯片U5的接地端与系统直流电源公共地GND连接。
开关管单元电路8：
所述开关管单元8包括开关管组件7；
所述开关管组件7包括开关管Q1，或者由开关管Q1与外部二极管D2并联组成的电路，所述二极管D2为低压差功率肖特基整流器或者肖特基二极管，所述二极管D2的阳极与开关管Q1的源极S连接，所述二极管D2的阴极与开关管Q1的漏极D连接；
所述开关管Q1为场效应管MOSFET，所述开关管Q1为场效应管MOSFET，所述开关管Q1的源极S、单火线开关电路1的火线接线端子L、外部AC市电输入火线LINE与系统直流电源公共地GND连接；所述开关管Q1的漏极D与全部继电器K1-K3的常开触点另一端连接。
进一步，所述二极管D2型号包括但不限于:STPS15L30C,FERD40U45C；
进一步，所述开关管Q1的型号包括但不限于:IRLR8743PbF,IRLR8743PbF。
EMI滤波电路6:
更进一步的技术方案是：加入EMI滤波电路可以进行传导认证，用于滤去电子开关产生的谐波，避免对交流电网产生骚扰，符合电磁兼容性要求，EMI滤波电路包括第一电感L1和第一电容C1，所述第一电感L1串联在所述单火线电子开关电路1的火线接线端子L、外部AC市电输入火线LINE与所述开关管Q1的源极S、系统直流电源公共地GND之间，所述第一电容C1的一端与所述第一电感L1连接，所述第一电容 C1的另一端与所述开关管Q1的漏极D连接；
为了确保单火线电子开关可以过传导认证那么需要加入上述EMI滤波电路，其中滤波电感L1和滤波电容C1这两个元件需要根据实际应用要求来选择,遵循原则是输出功率越大,L3电感量就需要更大,
一般当负载输出功率在2000W时,那么L1=470uH,C1=220nF；
当负载输出功率在1000W时可用L1=220uH,C1=220nF；
另外C1一般要求用X1与X2安规电容,L1用铁硅铝磁环；
如果单火线电子开关不需要过传导认证,那么C1不安装,L1直接短路。
驱动及控制单元5：
如附图5所示：所述驱动及控制单元5包括驱动单元12和控制单元11；
所述驱动及控制单元5的场效应管控制引脚FET_CTRL与所述开关管Q1的控制栅极G相连接，用来驱动开关管Q1的导通与截止；
所述驱动及控制单元5的交流输入引脚AC1_COM与所述开关管Q1的漏极D及第一继电器K1的常开触点的一端连接；
所述驱动及控制单元5的三组继电器线圈供电正、负端引脚分别与各个继电器Kl、K2、K3驱动线圈两端COIL01_2、COIL01_1、COIL02_2、COIL02_1、COIL03_2、COIL03_1连接，分别控制各个继电器Kl、K2、K3的触点通断；
所述驱动及控制单元5的电源输出引脚与AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，电源输入引脚与系统供电电源正极端VDD连接。
驱动单元12：
所述驱动单元12包括第二芯片模块U2，所述第二芯片模块U2的型号包括但不限于XD-KC05，所述第二芯片模块U2的三组继电器线圈供电正/负端引脚K1+、K1-、K2+、K2-、K3+、K3-分别与各个继电器Kl-K3驱动线圈两端连接，分别控制各个继电器Kl-K3的触点通断；
所述第二芯片模块U2的电源供电引脚VCC外部连接第三电容C3到系统直流电源公共地GND进行滤波，同时经过第一二极管正向连接到AC/DC电源转换电路的电源输出端PWR，所述第二芯片模块U2的继电器驱动供电引脚VCC1通过第二电阻R2与系统供电电源正极端VDD相连接；
所述驱动单元12场效应管控制引脚FET_CTRL与开关管Q1的控制栅极G连接。
控制单元11：
所述控制单元11包括采用芯片或分立元器件组成的控制电路或模块，输出控制引脚分别与第二芯片模块U2的三组继电器控制输入引脚K1_CTRL-、K1_CTRL+、K2_CTRL-、K2_CTRL+、K3_CTRL-、K3_CTRL+连接，用于实现对各继电器的驱动控制。
以上所述，仅是本发明的较佳的具体实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质（技术方案及其发明构思）对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：包括继电器（K1，K2，K3）、电源供电电路（2），开关管单元（8）、驱动及控制单元（5）；
所述单火线电子开关电路（1）的负载接线端子（LOAD1，LOAD2，LOAD3）分别经过外部负载（13，14，15）与AC市电输入零线（N）连接；
所述单火线电子开关电路（1）的负载接线端子（LOAD1，LOAD2，LOAD3）同时分别与所对应继电器（K1，K2，K3）的常开触点一端连接；所述第一继电器（K1）的常开触点另一端与开关管单元（8）中的开关管（Q1）的漏极（D）连接；所述第二、三继电器（K2，K3）的常开触点另一端与所述单火线电子开关电路（1）的火线接线端子（L）和外部AC市电输入火线（LINE）连接；
所述电源供电电路（2）包括AC/DC电源转换电路（3）和电源开关电路（4）；所述电源供电电路（2）的输入端与单火线电子开关电路（1）的第一路负载接线端子（LOAD1）连接，AC/DC电源转换电路（3）输出电源正极端（PWR）与所述电源开关电路（4）的输入端连接，所述电源开关电路（4）输出端与系统供电电源正极端（VDD）连接，AC/DC电源转换电路（3）和电源开关电路（4）的接地脚与系统直流电源公共地（GND）连接；
所述开关管单元（8）包括开关管组件（7）；
所述开关管组件（7）包括开关管（Q1），或者由开关管（Q1）与外部二极管（D2）并联组成的电路，所述二极管（D2）为低压差功率肖特基整流器或者肖特基二极管；
所述开关管（Q1）为场效应管MOSFET；
所述开关管（Q1）的源极（S）、所述单火线电子开关电路（1）的火线接线端子（L）、外部AC市电输入火线（LINE）与系统直流电源公共地（GND）连接；所述开关管（Q1）的漏极（D）与所述第一继电器（K1）的常开触点另一端连接；
所述驱动及控制单元（5）包括驱动单元（12）和控制单元（11）；
所述驱动及控制单元（5）的场效应管控制引脚（FET_CTRL）与所述开关管（Q1）的控制栅极（G）相连接，用来驱动开关管（Q1）的导通与截止；
所述驱动及控制单元（5）的交流输入引脚（AC1_COM）与所述开关管（Q1）的漏极（D）及第一继电器（K1）的常开触点另一端连接；
所述驱动及控制单元（5）的三组继电器线圈供电正、负端引脚分别与各个继电器（Kl，K2，K3）驱动线圈两端（COIL01_2，COIL01_1，COIL02_2，COIL02_1，COIL03_2，COIL03_1）连接，分别控制各个继电器（Kl，K2，K3）的触点通断；
所述驱动及控制单元（5）的电源输出引脚与AC/DC电源转换电路（3）输出电源正极端（PWR）连接，所述驱动及控制单元（5）的电源输入引脚与系统供电电源正极端（VDD）连接。
2. 根据权利要求1所述的一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述AC/DC电源转换电路（3）包括为微功耗宽电压电源模块 （U3）、第三二极管 （D3）、第三电阻（R3） 和两只滤波电容 （C2 ，C4），所述第三二极管 （D3）的正极与第一负载接线端子（LOAD1）相连接，所述第三二极管 （D3） 的负极经第三电阻（R3）与所述微功耗宽电压电源模块 （U3） 的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的输出端与所述电源开关电路（4）的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的输入端和输出端分别与两只滤波电容 （C2 ，C4）的一端连接；所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的的反馈引脚（FB）和内部参考电压引脚分别与第一电阻两端连接，所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的电源接地引脚、两只滤波电容（C2 ，C4）的另一端与系统直流电源公共地（GND）连接。
3.又一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：包括继电器（K1，K2，K3）、电源供电电路（2），开关管单元（8）、驱动及控制单元（5）；
所述单火线电子开关电路（1）的负载接线端子（LOAD1，LOAD2，LOAD3）分别经过外部负载（13，14，15）与AC市电输入零线（N）连接；
所述单火线电子开关电路（1）的负载接线端子（LOAD1，LOAD2，LOAD3）同时分别与所对应继电器（K，K2，K3）的常开触点一端连接，全部继电器（K1，K2，K3）的常开触点另一端与开关管（Q1）的漏极（D）连接；
所述电源供电电路（2）包括AC/DC电源转换电路（3）和电源开关电路（4）；电源供电电路（2）的三个输入端分别与单火线电子开关电路（1）的三个负载接线端子（LOAD1，LOAD2，LOAD3）连接，AC/DC电源转换电路（3）输出电源正极端（PWR）与所述电源开关电路（4）的输入端连接，所述电源开关电路（4）输出端与系统供电电源正极端（VDD）连接；
所述开关管单元（8）包括开关管组件（7）；
所述开关管组件（7）包括开关管（Q1），或者由开关管（Q1）与外部二极管（D2）并联组成的电路，所述二极管（D2）为低压差功率肖特基整流器或者肖特基二极管；
所述开关管（Q1）为场效应管MOSFET；
所述开关管（Q1）的源极（S）、单火线电子开关电路（1）的火线接线端子（L）、外部AC市电输入火线（LINE）与系统直流电源公共地（GND）连接；所述开关管（Q1）的漏极（D）与全部继电器（K1，K2，K3）的常开触点另一端连接；
所述驱动及控制单元（5）包括驱动单元（12）和控制单元（11）；
所述驱动及控制单元（5）的场效应管控制引脚（FET_CTRL）与所述开关管（Q1）的控制栅极（G）相连接，用来驱动开关管（Q1）的导通与截止；
所述驱动及控制单元（5）的交流输入引脚（AC1_COM）与所述开关管（Q1）的漏极（D）及各继电器（K1，K2，K3）的常开触点另一端端连接；
所述驱动及控制单元（5）的三组继电器线圈供电正、负端引脚分别与各个继电器（Kl，K2，K3）驱动线圈两端（COIL01_2，COIL01_1，COIL02_2，COIL02_1，COIL03_2，COIL03_1）连接，分别控制各个继电器（Kl，K2，K3）的触点通断；
所述驱动及控制单元（5）的电源输出引脚与AC/DC电源转换电路（3）输出电源正极端（PWR）连接，所述驱动及控制单元（5）的电源输入引脚与系统供电电源正极端（VDD）连接。
4. 根据权利要求3所述的一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述AC/DC电源转换电路（3）包括微功耗宽电压电源模块 （U3）、第三、四、五二极管 （D3，D4，D5）、第三电阻（R3） 和两只滤波电容 （C2 ，C4），所述第三、四、五二极管 （D3，D4，D5）的正极分别与各负载接线端子（LOAD1，LOAD2，LOAD3）连接，所述第三、四、五二极管 （D3，D4，D5） 的负极经第三电阻（R3）与所述微功耗宽电压电源模块 （U3） 的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的输出端与所述电源开关电路（4）的输入端连接，所述微功耗宽电压电源模块（U3）的输入端和输出端分别与两只滤波电容 （C2 ，C4）的一端连接；所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的的反馈引脚（FB）和内部参考电压引脚分别与第一电阻两端连接，所述微功耗宽电压电源模块 （U3）的电源接地引脚、两只滤波电容 （C2 ，C4）的另一端与系统直流电源公共地（GND）连接。
5. 根据权利要求1至4中任一权利要求所述的单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述开关管单元（8）还包括EMI滤波电路，所述EMI滤波电路包括第一电感（L1）和第一电容（C1），所述第一电感（L1）串联在所述单火线电子开关电路（1）的火线接线端子（L）和所述开关管（Q1）的源极（S）之间，所述第一电容 （C1）的一端与所述第一电感（L1）连接，所述第一电容 （C1）的另一端与所述开关管（Q1）的漏极（D）连接。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述驱动单元（12）包括第二芯片模块（U2），所述第二芯片模块型号是XD-KC05，所述第二芯片模块（U2）的三组继电器线圈供电正、负端引脚（K1+，K1-，K2+，K2-，K3+，K3-）分别与各个继电器（Kl，K2，K3）驱动线圈两端相连，分别控制各个继电器（Kl，K2，K3）的触点通断；
所述第二芯片模块（U2）的电源供电引脚（VCC）连接第三电容（C3）到系统直流电源公共地（GND)进行滤波，同时经过第一二极管正向连接到所述AC/DC电源转换电路的电源输出端（PWR），所述第二芯片模块（U2）的继电器驱动供电引脚（VCC1）通过第二电阻（R2）与系统供电电源正极端（VDD）相连接；
所述驱动单元（12）场效应管控制引脚（FET_CTRL）连接开关管（Q）的控制栅极（G）。
7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述控制单元（11）包括采用芯片或分立元器件组成的控制电路或模块，输出控制引脚分别与第二芯片模块（U2）的三组继电器控制输入引脚（K1_CTRL-，K1_CTRL+，K2_CTRL-，K2_CTRL+，K3_CTRL-，K3_CTRL+）连接，用于实现对各继电器的驱动控制。
8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述继电器（K1，K2，K3）为磁保持继电器，包括双线圈磁保持继电器或单线圈磁保持继电器。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述AC/DC电源转换电路（3）包括开关电源，或者由DC/DC转换器组成的电路，或者由PWM控制芯片或分立元器件组成的交直流转换电路或模块。
10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种单火线电子开关电路（1），其特征在于：所述电源开关电路（4），包括复位电路和DC/DC电路，所述复位电路包括电压检测器或复位IC，所述DC/DC电路包括降压型DC/DC控制器或者同步降压转换器或者降压型DC/DC转换器；
所述复位电路的的电源引脚和所述DC/DC电路的输入引脚与所述AC/DC电源转换电路3输出电源正极端PWR连接，所述复位电路的的接地引脚和所述DC/DC电路的接地引脚与系统直流电源公共地GND连接，所述复位电路的的输出引脚与所述DC/DC电路的控制使能引脚EN连接，所述DC/DC电路的输出引脚与系统供电电源正极端VDD连接。
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