CN110323747A - 单火取电电路、供电系统、控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单火取电电路，其包括第一恒流电路和第二恒流电路组成的恒流电路，第一恒流电路的输入端连接至AC‑DC电路的输出端，第一恒流电路的输出端连接至储能器件，第二恒流电路具有至少两路恒流子电路，单火取电电路还包括选择电路以及开关电路，至少两路恒流子电路的输入端均连接至AC‑DC电路的输出端，至少两路恒流子电路的输出端均连接至选择电路的输入端，选择电路用于选择其中一路恒流子电路的输出电流经由开关电路输出至储能器件。本发明还公开了一种单火取电控制电路、控制方法以及供电系统。本发明可以在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种单火取电技术领域，尤其涉及一种单火取电电路、供电系统、控制电路及控制方法。
背景技术
随着智能家居技术的推广和发展，越来越多基于无线控制的智能用电设备在居家生活和商业照明中得到应用。这类智能用电设备与配合使用的墙面开关中的无线通讯模块可进行无线通讯，进而可接受控制器所发出的无线控制指令的调控。由于传统墙面开关的布线一般是单火线供电，通过增加单火取电电路为无线通讯模块供电，这种情况对于无线通讯模块而言供电能力有限，因此需要增设与无线通讯模块并联的储能器件，例如超级电容，在单火线上的已有负载工作的情况下，通过单火线供电电路为无线通讯模块供电的同时，也为储能器件充电，在单火线上的已有负载不工作(负载断电)的情况下，储能器件为无线通讯模块供电，这种情况存在以下问题：
无线通讯模块工作时的电流会对单火线上的负载造成一定的影响，例如：导致负载的烧毁，以及在照明中出现鬼火的现象；
在负载断电的时间较长的情况下，储能器件也会随着无线通讯模块的待机或/和使用造成无法继续为无线通讯模块供电。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种单火取电电路，可以在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种单火取电电路，其包括AC-DC电路以及恒流电路，所述AC-DC电路的输入端连接至单火线上，所述AC-DC电路的输出端通过恒流电路输出目标电流，为外部的储能器件充电；所述恒流电路包括第一恒流电路和第二恒流电路，所述第一恒流电路的输入端连接至AC-DC电路的输出端，所述第一恒流电路的输出端连接至所述储能器件，所述第二恒流电路具有至少两路恒流子电路，所述单火取电电路还包括选择电路以及开关电路，所述至少两路恒流子电路的输入端均连接至AC-DC电路的输出端，所述至少两路恒流子电路的输出端均连接至选择电路的输入端，所述选择电路用于选择其中一路恒流子电路，使其输出电流经由所述开关电路输出至所述储能器件。
进一步地，所述第二恒流电路包括第一恒流子电路和第二恒流子电路；所述第一恒流子电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接至AC-DC电路，所述第一电阻的另一端连接至选择电路的输入端；所述第二恒流子电路包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接至AC-DC电路，所述第二电阻的另一端连接至选择电路的输入端。
进一步地，所述选择电路包括模拟开关，所述模拟开关具有两个输入端，模拟开关的两个输入端分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，模拟开关的输出端连接至开关电路的输入端。
进一步地，所述模拟开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的两个静触点分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，所述单刀双掷开关的动触点连接至开关电路的输入端；
或者；
所述模拟开关为芯片BL1551，所述芯片BL1551的两个输入端分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，所述芯片BL1551的输出端连接至开关电路的输入端；所述芯片BL1551的使能端接入到外部的使能信号。
进一步地，所述开关电路包括电子开关以及第三电阻和第一PNP三极管，所述电子开关的电源端连接至直流源或者外部的辅助电源，所述电子开关的输出端连接至第一PNP三极管的基极，所述电子开关的使能端通过第三电阻接入到外部的控制信号；所述第一PNP三极管的发射极接至选择电路的输出端，所述第一PNP三极管的集电极接至储能器件。
进一步地，所述电子开关为芯片MAX40200。
进一步地，所述开关电路还包括第二PNP三极管，所述第二PNP三极管的发射极连接至直流源，所述第二PNP三极管的基极连接至第一PNP三极管的发射极，所述第二PNP三极管的集电极连接至所述芯片MAX40200的电源端。
进一步地，所述第一恒流电路包括第四电阻、第三PNP三极管、第四PNP三极管以及第五电阻，所述第三PNP三极管的发射极通过第四电阻连接至AC-DC电路，所述第三PNP三极管的集电极连接至储能器件，所述第四PNP三极管的发射极连接至AC-DC电路，所述第四PNP三极管的集电极通过第五电阻接地，所述第四PNP三极管的基极连接至第四电阻和第三PNP三极管的发射极之间，所述第三PNP三极管的基极连接至第五电阻和第四PNP三极管的集电极之间。
本发明的目的之二在于提供一种单火取电控制电路，其可以在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
一种单火取电控制电路，其包括控制器以及本发明目的之一所述的单火取电电路，所述控制器具有第一输入端、第二输入端以及第一控制端和第二控制端，所述第一输入端用于接收单火线上的实时电流；所述第二输入端用于接收所述储能器件的电压信息；所述第一控制端根据所述实时电流或/和电压信息控制所述开关电路；所述第二控制端根据所述电压信息控制选择电路选择的恒流子电路。
本发明的目的之三在于提供一种单火取电控制方法，其可以在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
一种基于本发明目的之二所述的单火取电控制电路实现的单火取电控制方法，其包括以下步骤：
当所述实时电流小于或等于第一阈值，或/和所述电压信息大于或等于第二阈值时，通过第一控制端控制开关电路断开选择电路和储能器件的连接，此时，仅所述第一恒流电路为储能器件充电；
当所述实时电流大于或等于第三阈值且所述电压信息小于第二阈值时，所述第一控制端控制开关电路导通选择电路和储能器件的连接，所述第二控制端控制选择电路选择第二恒流电路中的一路恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；此时，所述第一恒流电路和所述第二恒流电路同时为储能器件充电。
进一步地，当所述第二恒流电路包括第一恒流子电路和第二恒流子电路时，则在所述实时电流大于或等于第三阈值且所述电压信息小于第二阈值时，还包括以下步骤：
当所述电压信息小于或等于第四阈值时，第二控制端控制选择电路选择第一恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；
当所述电压信息大于第四阈值且小于第二阈值时，第二控制端控制选择电路选择第二恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；
其中，所述第一恒流子电路的输出电流大于第二恒流子电路的输出电流；第一阈值大于或等于第一恒流电路的输出电流，第二恒流子电路的输出电流大于第一阈值。
本发明的目的之四在于提供一种供电系统，其可以在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
一种供电系统，其包括用电模块、储能器件以及本发明目的之二所述的单火取电电路，所述储能器件为用电设备供电。
进一步地，无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明在单火线上取电，通过第一恒流电路以及多路恒流子电路的配合为储能器件充电，从而实现可以在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
附图说明
图1为本发明实施例一的单火取电电路的原理框图
图2是本发明实施例一的第二恒流子电路和恒流控制电路的原理框图；
图3是本发明实施例一的AC-DC电路的原理框图；
图4是本发明实施例一的AC-DC电路的电路原理图(不含稳压输出电路)；
图5是本发明实施例一的稳压输出电路的电路原理图；
图6为本发明实施例一的第一恒流子电路和第二恒流子电路的电路原理图；
图7为本发明实施例一的选择电路的电路原理图；
图8为本发明实施例一的开关电路的电路原理图；
图9为本发明实施例一的第一恒流电路的电路原理图；
图10为本发明实施例二的比较器电路的电路原理图。
其中：10、AC-DC电路；11、整流电路；12、变压器；13、续流整流电路；14、反馈电路；15、开关控制器；16、稳压输出电路；20、第二恒流电路；21、第一恒流子电路；22、第二恒流子电路；30、恒流控制电路；31、选择电路；32、开关电路；40、第一恒流电路；50、储能器件；51、比较器电路；60、控制器；70、用电设备；80、交流源；81、单火线；90、负载；91、过零检测电路；92、可控硅控制电路。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
实施例一
请参照图1所示，一种单火取电电路，其包括AC-DC电路10以及恒流电路，其中，AC-DC电路连接在交流回路中，该交流回路主要包括交流源80、负载90，交流源80和负载90通过单火线81连接形成回路，AC-DC电路的输入端连接至单火线上，实现单火取电，AC-DC电路的输出端通过恒流电路输出目标电流，为外部的储能器件50充电，进而由储能器件为用电设备供电，而恒流电路并不直接为用电设备70供电。
在本发明较佳的实施例中，恒流电路包括第一恒流电路和第二恒流电路，其中，第一恒流电路直接连接到储能器件上，为储能器件供电，第一恒流电路为常通恒流电路，即无论负载是否工作以及储能器件是否达到充满，其均为储能器件供电，因此，为了防止对第一恒流电路对储能器件充电过程中，对不工作时的负载造成影响，第一恒流电路的输出电流较小，例如可以是1mA甚至更小。
请参照图1和图2所示，第二恒流电路的输出电流较大，为了配合第二恒流电路，在本发明中还设置有恒流控制电路30，其中，第二恒流电路包括至少两路恒流子电路，恒流控制电路30包括选择电路31以及开关电路32，这些恒流子电路并联连接，即这些恒流子电路的输入端均连接至AC-DC电路，输出端均连接至选择电路的输入端，所述选择电路用于选择其中一路恒流子电路的输出电流经由所述开关电路连接至所述储能器件，来对储能器件充电。
选择电路选择某一路恒流子电路的方式可以是以下的任一种：其一是根据充电时间的长短进行，即设置多个时间节点(从充电开始进行计时)，在相应的时间节点选择相应的恒流子电路；其二是根据储能器件的电量情况，在相应的电量下选择相应的恒流子电路。当然，还可以是通过手动方式去选择。在本发明较佳的实施例中，根据储能器件的电量选择相应的恒流子电路。
第二恒流电路启动的前提是负载工作，因此，还需要检测单火线上的电流，进而通过开关电路控制第二恒流电路是否启动。开关电路主要用于是否选择这些恒流子电路进行充电，一般情况下，只有当储能器件充电完成时或/和负载不工作时断开选择电路和储能器件之间的连接。当然，在一些特殊的场合下，也可以对储能器件预设电量，当储能器件的电量满足预设电量，则通过开关电路断开选择电路和储能器件之间的连接。
请参照图3和4所示，AC-DC电路包括整流电路11、变压器12和续流电路13，所述整流电路的输入端连接至外部交流电源，所述整流电路的输出端经由变压器和续流电路输出第一目标电压(即AC-DC电路的输出电压，通过恒流电路输出目标电流，为外部的储能器件充电)，所述AC-DC电路还包括开关控制器15和反馈电路14，其中，所述开关控制器为芯片LNK362或LNK363或LNK364；所述开关控制器的源极引脚连接至整流电路的输出端，所述开关控制器的漏极引脚连接至变压器的控制端，所述反馈电路的输入端连接至续流电路的输出端，所述反馈电路的输出端连接至开关控制器的反馈引脚。
开关控制器采用微功耗的芯片LNK362、LNK363和LNK364中的一种实现对第一目标电压进行调节，保证第一目标电压输出的稳定，也实现对AC-DC电路自身功耗的限制。选取LNK362、LNK363和LNK364根据第一目标电压的需要，例如，如果第一目标电压为5V，则可以选取LNK363芯片。
外部交流电源(例如市电)经由整流电路进行整流后，形成高压直流信号，高压直流信号经由变压器变换后降压，再由续流电路进行整流后，形成第一目标电压，即需要的为用电设备充电的电压。反馈电路对第一目标电压进行采样，经由开关控制器的开关性能调节第一目标电压，达到稳压的目的。
请参照图4所示，整流电路为全波整流桥。全波整流桥的输入端连接至外部交流电源，即市电，根据不同国家市电的情况，可以设置多个整流电路，这些个整流电路并联在一起，与对应的市电连接。当然，多个整流电路并联在一起，也可以实现多个外部交流电源的冗余供电。在全波整流桥和外部交流电源之间还可以根据需要设置EMC电路，以提高AC-DC电路的电磁兼容性。
在所述整流电路和变压器之间还可以第一滤波电路，第一滤波电路为低通滤波电路，在本发明较佳的实施例中，采用RC低通滤波器。即第一滤波电路包括电阻R14和电容C4，所述全波整流桥的正输出端通过电阻R14和电容C4后连接至开关控制器的源极引脚；所述全波整流桥的负输出端连接至开关控制器的源极引脚；所述全波整流桥的正输出端通过电阻R14连接至变压器的输入端。
变压器包括初级绕组、次级绕组以及辅助绕组，所述初级绕组的同名端连接至开关控制器的漏极引脚；所述初级绕组的异名端连接至电阻R14和电容C4之间；所述次级绕组的同名端通过续流电路输出第一目标电压；所述次级绕组的异名端接地。辅助绕组与辅助电路配合，主要用于滤波和吸收漏感，辅助电路包括电容CP4、电容C112以及二极管D8和电阻R26，其中，所述辅助绕组的同名端连接至全波整流桥的负输出端，辅助绕组的异名端通过二极管D8和电阻R26连接至开关控制器的旁路引脚，所述电容CP4和电容C112并联后的一端连接至二极管D8和电阻R26之间，并联后的另一端连接至全波整流桥的负输出端。
续流电路主要包括二极管D4和电容CP1，其中二极管D4的正极连接至次级绕组的同名端，电容CP1的正极连接至二极管D4的负极，电容CP1的负极与次级绕组的异名端均接地。
在续流电路的输出端还设置有第二滤波电路，以及防反二极管D5，其中，防反二极管D5的正极连接至二极管D4的负极和电容CP1的正极之间，防反二极管D5的负极经由第二滤波电路输出第一目标电压；在本发明较佳的实施例中，采用三个滤波电容，分别为电容CP2、电容C2和电容C3，其中，电容CP2、电容C2和电容C3的一端均连接在防反二极管D5的负极，其另一端均接地。
反馈电路包括分压电路、光耦以及稳压电路，所述分压电路包括电阻R37和电阻R38；稳压电路包括电阻R39、电容C6、稳压管U8和电阻R40，所述电阻R37的一端连接至续流电路的输出端(二极管D4的负极)；所述电阻R37的另一端通过电阻R38后连接至稳压管U8的阴极；所述光耦的输入端连接至电阻R37和电阻R38之间，所述光耦的输出端连接至开关控制器的反馈引脚。所述稳压管U8的阴极还通过电容C6以及电阻R39连接至续流电路的输出端；所述稳压管U8的参考端连接至电阻R39和电容C6之间，所述电阻R40的一端接地，另一端连接至电阻R39和电容C6之间。
开关控制器内部包含一个700V的MOSFET及其控制器(称为MOSFET控制器)，开关控制器内部连接到漏极的高压电流源在启动阶段提供偏置电流，从而省去了外部启动电路。开关控制器内部集成的振荡器能够给输出MOSFET提供132KHz的输出脉冲。
开关控制器还集成了一些功能用于系统级的保护。自动重启功能可以在过载、输出短路或开环条件下限制MOSFET、变压器以及输出二极管(二极管D8)中的功耗。自动恢复迟滞热关断功能还可以在温度超过安全限制时禁止MOSFET开关。
其工作原理是：开关控制器通过控制内部的MOSFET不断的开通和关断，将第一整流二极管(经由第一滤波电路)输出的高压直流信号转换成132KHz的脉冲信号。当MOSFET开通时，变压器的初级绕组内流动的电流增加，达到峰值Ip。当MOSFET开通关断时，反激电压使得输出二极管进入导通状态，存储到辅助绕组的能量传递到次级，提供负载电流，并为续流电容(CP4)充电。通过反馈电路可以调节开关控制器输出的脉冲信号的占空比，依此调节峰值电流Ip的大小，从而起到稳压输出作用。
为了满足其他器件的需求电压，在本发明较佳的实施例中，还设置有用于将所述第一目标电压转换为第二目标电压(为了其他设备供电，例如控制器等)的稳压输出电路16，例如，第一目标电压为5V，第二目标电压为3.3V。请参照图5所示，稳压输出电路包括稳压器、输入滤波电路和输出滤波电路，所述稳压器的输入端连接至续流电路的输出端，所述稳压器的输出端输出第二目标电压，所述输入滤波电路连接在续流电路的输出端和稳压器的输入端之间，所述输出滤波电路连接至稳压器的输出端。
稳压器可以采用HT7550等，输入滤波电路和输出滤波电路均可以为一个或多个滤波电容。采用多个滤波电容时，这些滤波电容并联后连接到相应的位置上。
在本发明较佳的实施例中，第二恒流电路20以两路的恒流子电路为例，即分别是第一恒流子电路21和第二恒流子电路22。其他情况下的恒流子电路与其实现过程基本相同。
请参照图6所示，第一恒流子电路21包括第一电阻(电阻R112)，所述第一电阻的一端连接至AC-DC电路，所述第一电阻的另一端连接至选择电路的输入端；所述第二恒流子电路包括第二电阻(电阻R215)，所述第二电阻的一端连接至AC-DC电路，所述第二电阻的另一端连接至选择电路的输入端。
第一恒流子电路和第二恒流子电路的输出电流跟第一电阻和第二电阻的阻值相关，根据不同的需求，可以设置不同的阻值，第一恒流子电路和第二恒流子电路的输出电流可以相等，但是这种情况就不具有实际的意义。因此，在本发明较佳的实施例中，第一电阻和第二电阻的阻值不同，例如第一恒流子电路的输出电流为6mA，第二恒流子电路的输出电流为30mA。
选择电路主要由模拟开关组成，模拟开关具有两个输入端，模拟开关的两个输入端分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，模拟开关的输出端连接至开关电路的输入端。
模拟开关可以采用单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的两个静触点分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，所述单刀双掷开关的动触点连接至开关电路的输入端，采用单刀双掷开关，可以实现手动控制恒流电路的输出选择。
在本发明较佳的实施例中，请参照图7所示，模拟开关为芯片BL1551(芯片U22)，所述芯片BL1551的两个输入端分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，所述芯片BL1551的输出端连接至开关电路的输入端；所述芯片BL1551的使能端接入到外部的使能信号。
外部的使能信号可以通过微处理器例如单片机等实现，即在微处理器中存储相应的时间阈值(以充电时间选择恒流子电路时)或存储相应的电量阈值(以储能器件的充电电量选择恒流子电路时)。以充电时间实现选择时，微处理器的时钟在充电开始时进行计时，当计时时间达到相应的时间阈值时，则选择相应的恒流子电路；以充电电量实现选择时，微处理器采集储能器件的电量情况，当电量情况达到对应的电量阈值时，则选择相应的恒流子电路。
微处理器只是将采集信息与存储的阈值进行比对，从而输出相应的电平信号(高电平或低电平)作为使能信号来控制芯片BL1551的使能端，其并不涉及软件的改进。芯片BL1551的输出端为其芯片BL1551的某个输入端的输入电流，芯片BL1551也可以称为是可以实现自动控制的单刀双掷开关。
请参照图6和8所示，开关电路主要包括电子开关以及第三电阻(电阻R90)和第一PNP三极管(三极管Q10)。其中，电子开关采用芯片MAX40200(芯片U18，当然，也可以采用其他形式的电子开关例如三极管、MOS管等)，所述芯片MAX40200的电源端连接至直流源或者外部的辅助电源，所述芯片MAX40200的输出端连接至第一PNP三极管的基极，所述芯片MAX40200的使能端通过第三电阻接入到外部的控制信号(也可以由微处理器产生，微处理器对储能器件的电量进行采集后与预设的对芯片MAX40200进行控制的电量阈值进行比对，生成控制信号)；所述第一PNP三极管的发射极接至选择电路的输出端，所述第一PNP三极管的集电极接至储能器件。
当控制信号为高电平时，第一PNP三极管导通，选择电路输出的电流经由第一PNP三极管的发射极流向集电极，然后为储能器件充电，当控制信号为低电平时，第一PNP三极管截止，恒流子电路均无法为储能器件充电。
在本发明较佳的实施例中，所述开关电路还包括第二PNP三极管(三极管Q11)，所述第二PNP三极管的发射极连接至AC-DC电路，所述第二PNP三极管的基极连接至第一PNP三极管的发射极，所述第二PNP三极管的集电极连接至所述芯片MAX40200的电源端。
在本发明较佳的实施例中，还包括第一恒流电路40，第一恒流电路的输入端连接至AC-DC电路，所述第一恒流电路的输出端连接至储能器件。第一恒流电路优选输出比上述恒流子电路较小的电流，其只要当AC-DC电路存在时，则一直为储能器件充电。
请参照图9所示，第一恒流电路包括第四电阻(电阻R109)、第三PNP三极管(三极管Q7)、第四PNP三极管(三极管Q8)以及第五电阻(电阻R11)，所述第三PNP三极管的发射极通过第四电阻连接至AC-DC电路，所述第三PNP三极管的集电极连接至储能器件，所述第四PNP三极管的发射极连接至AC-DC电路，所述第四PNP三极管的集电极通过第五电阻接地，所述第四PNP三极管的基极连接至第四电阻和第三PNP三极管的发射极之间，所述第三PNP三极管的基极连接至第五电阻和第四PNP三极管的集电极之间。
通过多路恒流子电路并联形式连接到AC-DC电路上，再由选择电路以及开关电路对多路恒流子电路进行控制，从而实现为储能器件充电的不同阶段采用不同的充电电流，其结构简单，成本低，同时还降低了充电电路本身的功耗。
实施例二
实施例二公开了一种单火取电控制电路，其主要对上述实施例一所述的单火取电电路进行控制，单火取电控制电路包括单火取电电路以及控制器60。
控制器具有控制器具有第一输入端、第二输入端以及第一控制端和第二控制端，所述第一输入端用于接收单火线上的实时电流；所述第二输入端用于接收所述储能器件的电压信息；所述第一控制端根据所述实时电流或/和电压信息控制所述开关电路；所述第二控制端根据所述电压信息控制选择电路选择的恒流子电路。
其原理是：
当所述实时电流小于或等于第一阈值；或/和所述电压信息大于或等于第二阈值时，通过第一控制端控制开关电路断开选择电路和储能器件的连接，此时，仅第一恒流电路为储能器件充电；
当所述实时电流大于或等于第三阈值且所述电压信息小于第二阈值时，所述第一控制端控制开关电路导通选择电路和储能器件的连接，所述第二控制端控制选择电路选择其中一路恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；此时，第一恒流电路和第二恒流电路同时为储能器件充电。
对于第二恒流电路包括第一恒流子电路和第二恒流子电路时，则在所述实时电流大于或等于第三阈值且所述电压信息小于第二阈值时，还包括以下步骤：
当所述电压信息小于或等于第四阈值时，第二控制端控制选择电路选择第一恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；
当所述电压信息大于第四阈值且小于第二阈值时，第二控制端控制选择电路选择第二恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；
其中，所述第一恒流子电路的输出电流大于第二恒流子电路的输出电流；第一阈值大于或等于第一恒流电路的输出电流，第二恒流子电路的输出电流大于第一阈值。
第一阈值到第四阈值均根据需要进行设置，例如，第一阈值根据需要负载的情况进行设置，例如，在负载为LED灯具时，可以将第一阈值设置为1.2mA，第二阈值根据超级电容的最大电量可以设置为4V，第三阈值根据负载的正常运行情况，可以设置为50mA等，优选第三阈值大于第一恒流子电路的输出电流，从而使得当负载工作时，任何一个恒流子电路的输出均对负载不会造成影响。第四阈值可以是3V等。
为了实现对储能器件的电压信息进行采集，在储能器件和控制器的第二输入端设置采样电路，该采样电路可以是分压电阻采样电路，也可以是比较器电路51。
请参照图10所示，比较器电路主要包括第一比较器电路和第二比较器电路，第二输入端包括第二一输入端和第二二输入端，其中：
第一比较器电路包括电阻R103、电阻R104、比较器U20A以及电阻R204，其中，电阻R103和电阻R104串联后的一端接地，另一端连接至储能器件的输出端；比较器U20A的正输入端连接至外置的基准电压源52，比较器U20A的负输入端连接至电阻R103和电阻R104之间，比较器U20A的输出端经由电阻R204连接至控制器的第二一输入端。
第二比较器电路包括电阻R105、电阻R106、比较器U20B以及电阻R205，其中，电阻R105和电阻R106串联后的一端接地，另一端连接至储能器件的输出端；比较器U20B的正输入端连接至外置的基准电压源52，比较器U20B的负输入端连接至电阻R105和电阻R106之间，比较器U20B的输出端经由电阻R205连接至控制器的第二二输入端。
需要说明的是：上述之所以采用两个电路，是用于分别与第二阈值和第四阈值进行比对，例如，第二一输入端接收的信号用于与第二阈值进行比对，第二二输入端接收的信号用于与第四阈值进行比对，当然，也可以是通过直接采样储能器件的电压信息，与存储于控制器的第二阈值和第四阈值进行比对。
同时，第一比较器和第二比较器外接的基准电压源可以是不同电压的基准电压源，也可以采用图10所述的同一个基准电压源，采用同一个基准电压源时，需要对相应的分压电阻(电阻R105和电阻R106，以及电阻R103和电阻R104)进行设置。
第一输入端接收单火线的实时电流，可以在单火线上增加电流采样电路，例如电流互感器实现，当然，也可以是其他方式。
在本发明较佳的实施例中，当负载为LED灯具时，还包括控制器、过零检测电路91和可控硅控制电路92，该控制器、过零检测电路91和可控硅控制电路92为现有LED灯具的常规电路，通过过零检测电路的过零检测，以及控制器接收的用户的控制指令，经由可控硅控制电路(控制可控硅的导通角)实现对LED灯具的调光操作。即本发明的控制器可以借用LED灯具自带的控制器，从而节约了成本。
实施例三
实施例三公开了一种供电系统，其采用上述的单火取电电路、控制器，以及储能器件和无线通讯模块，其中，单火取电电路为储能器件充电，储能器件为无线通讯模块供电。
无线通讯模块可以是无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种。
即将上述的单火取电电路与储能器件用在智能家居系统的无线通讯模块中，可以实现在对负载无影响的情况下，保证无线通讯模块的正常使用。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种单火取电电路，其包括AC-DC电路以及恒流电路，所述AC-DC电路的输入端连接至单火线上，所述AC-DC电路的输出端通过恒流电路输出目标电流，为外部的储能器件充电；其特征在于，所述恒流电路包括第一恒流电路和第二恒流电路，所述第一恒流电路的输入端连接至AC-DC电路的输出端，所述第一恒流电路的输出端连接至所述储能器件，所述第二恒流电路具有至少两路恒流子电路，所述单火取电电路还包括选择电路以及开关电路，所述至少两路恒流子电路的输入端均连接至AC-DC电路的输出端，所述至少两路恒流子电路的输出端均连接至选择电路的输入端，所述选择电路用于选择其中一路恒流子电路，使其输出电流经由所述开关电路输出至所述储能器件。
2.如权利要求1所述的单火取电电路，其特征在于，所述第二恒流电路包括第一恒流子电路和第二恒流子电路；所述第一恒流子电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接至AC-DC电路，所述第一电阻的另一端连接至选择电路的输入端；所述第二恒流子电路包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接至AC-DC电路，所述第二电阻的另一端连接至选择电路的输入端。
3.如权利要求2所述的单火取电电路，其特征在于，所述选择电路包括模拟开关，所述模拟开关具有两个输入端，模拟开关的两个输入端分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，模拟开关的输出端连接至开关电路的输入端。
4.如权利要求3所述的单火取电电路，其特征在于，所述模拟开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的两个静触点分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，所述单刀双掷开关的动触点连接至开关电路的输入端；
或者；
所述模拟开关为芯片BL1551，所述芯片BL1551的两个输入端分别连接至第一恒流子电路的输出端和第二恒流子电路的输出端，所述芯片BL1551的输出端连接至开关电路的输入端；所述芯片BL1551的使能端接入到外部的使能信号。
5.如权利要求1-4任一项所述的单火取电电路，其特征在于，所述开关电路包括电子开关以及第三电阻和第一PNP三极管，所述电子开关的电源端连接至直流源或者外部的辅助电源，所述电子开关的输出端连接至第一PNP三极管的基极，所述电子开关的使能端通过第三电阻接入到外部的控制信号；所述第一PNP三极管的发射极接至选择电路的输出端，所述第一PNP三极管的集电极接至储能器件。
6.如权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述电子开关为芯片MAX40200。
7.如权利要求5所述的单火取电电路，其特征在于，所述开关电路还包括第二PNP三极管，所述第二PNP三极管的发射极连接至直流源，所述第二PNP三极管的基极连接至第一PNP三极管的发射极，所述第二PNP三极管的集电极连接至所述芯片MAX40200的电源端。
8.如权利要求1-4任一项所述的单火取电电路，其特征在于，所述第一恒流电路包括第四电阻、第三PNP三极管、第四PNP三极管以及第五电阻，所述第三PNP三极管的发射极通过第四电阻连接至AC-DC电路，所述第三PNP三极管的集电极连接至储能器件，所述第四PNP三极管的发射极连接至AC-DC电路，所述第四PNP三极管的集电极通过第五电阻接地，所述第四PNP三极管的基极连接至第四电阻和第三PNP三极管的发射极之间，所述第三PNP三极管的基极连接至第五电阻和第四PNP三极管的集电极之间。
9.一种单火取电控制电路，其特征在于，其包括控制器以及权利要求1-8任一项所述的单火取电电路，所述控制器具有第一输入端、第二输入端以及第一控制端和第二控制端，所述第一输入端用于接收单火线上的实时电流；所述第二输入端用于接收所述储能器件的电压信息；所述第一控制端根据所述实时电流或/和电压信息控制所述开关电路；所述第二控制端根据所述电压信息控制选择电路选择的恒流子电路。
10.一种基于权利要求9所述的单火取电控制电路实现的单火取电控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
当所述实时电流小于或等于第一阈值，或/和所述电压信息大于或等于第二阈值时，通过第一控制端控制开关电路断开选择电路和储能器件的连接，此时，仅所述第一恒流电路为储能器件充电；
当所述实时电流大于或等于第三阈值且所述电压信息小于第二阈值时，所述第一控制端控制开关电路导通选择电路和储能器件的连接，所述第二控制端控制选择电路选择第二恒流电路中的一路恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；此时，所述第一恒流电路和所述第二恒流电路同时为储能器件充电。
11.根据权利要求10所述的单火取电控制方法，其特征在于，当所述第二恒流电路包括第一恒流子电路和第二恒流子电路时，则在所述实时电流大于或等于第三阈值且所述电压信息小于第二阈值时，还包括以下步骤：
当所述电压信息小于或等于第四阈值时，第二控制端控制选择电路选择第一恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；
当所述电压信息大于第四阈值且小于第二阈值时，第二控制端控制选择电路选择第二恒流子电路经由开关电路为储能器件充电；
其中，所述第一恒流子电路的输出电流大于第二恒流子电路的输出电流；第一阈值大于或等于第一恒流电路的输出电流，第二恒流子电路的输出电流大于第一阈值。
12.一种供电系统，其特征在于，其包括无线通讯模块、储能器件以及权利要求9所述的单火取电控制电路，所述储能器件为用电设备供电。
13.根据权利要求12所述的供电系统，其特征在于，所述无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种。
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