CN111355476A - 一种储能式单火线取电智能开关 - Google Patents

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刘合祥
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    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters

Abstract

本发明涉及一种储能式单火线取电智能开关，包括Wifi模块、可控硅驱动电路、组合开关、全桥整流电路和储能锂电池，所述Wifi模块与组合开关连接，所述双向可控硅驱动电路和双向可控硅，与火线和负载、组合开关串联，所述全桥整流电路与限流电阻和储能锂电池相互连接，所述组合开关包括驱动主电路、开关和机械手动，所述驱动主电路、开关和机械手动之间为电性连接，驱动主电路包括电子开关、触点、继电器，所述电子开关、触点和继电器之间为电性连接。该储能式单火线取电智能开关，既能达到手动操作开关又能实现无线Wifi遥控开关目的，机械操作与智能化融于一体。

Description

一种储能式单火线取电智能开关
技术领域
本发明涉及智能开关技术领域，具体为一种储能式单火线取电智能开关。
背景技术
小型智能化开关日趋广泛应用。目前已有的智能化开关一般是由串接在火线主电路的电子开关器件(双向可控硅)控制电路、降压整流电路和无线模块组成。其单火线取电关键之处是负载回路不能完全断开，而是微通态状态，即在无线断开情况下负载还是有微弱电流流过，这样才能保持取电效果，否则，完全断开时，无线模块无电源就失去驱动动力。同时，为了有效驱动开关势必要做到低功耗、节能效果，否则无法保证正常驱动，这也对智能开关设计增加了一定困难。降压整流电路包括全波和半波整流，无论哪一种整流都是基于负载导通或微导通情况下才可行。
当手动将开关关断后，就完全断开了火线，智能开关就无法进行取电，此时远程无线指令也就失去作用；当手动将开关打开后，无线开通才起作用，而且开关无线关断时，负载回路的微导通也会对人员及负载回路本身造成一种安全隐患，不便于维护，家用节能灯用智能开关出现闪烁现象就是实例。因此，这种智能开关并没有完全取代原有的机械开关作用，而且还存有安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能式单火线取电智能开关，以解决上述背景技术提出的这种智能开关并没有完全取代原有的机械开关作用，而且还存有安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储能式单火线取电智能开关，包括Wifi模块、组合开关、可控硅驱动电路、双向可控硅、全桥整流电路、限流电阻、储能锂电池、负载、电子开关、触点、继电器、开关、机械手动，所述Wifi模块与组合开关连接，所述双向可控硅驱动电路和双向可控硅，与火线和负载、驱动组合开关串联，所述全桥整流电路与限流电阻和储能锂电池相互连接，所述组合开关包括驱动主电路、开关和机械手动，所述驱动主电路、开关和机械手动之间为电性连接，驱动主电路包括电子开关、触点、继电器，所述电子开关、触点和继电器之间为电性连接。
优选的，所述Wifi模块用于接收遥控开关指令，从而控制组合开关的通断。
优选的，所述双向可控硅驱动电路用于驱动双向可控硅的开通与关断，通过一定的导通角触发可控硅导通。
优选的，所述全桥整流电路与双向可控硅的阳极阴极连接，对导通角内的电压进行整流。
优选的，所述锂电池充电电路包括小型低电压锂电池和充电电路，用于将整流后的电能进行存储，同时为wifi模块和组合开关供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：既能达到手动操作开关又能实现无线Wifi遥控开关目的，机械操作与智能化融于一体；
1、关断后能够完全断开火线电路，完全可替代传统机械开关，杜绝了安全隐患；
2、开关开通后单火线取电储能，只需负载R功率≥5W以上即可，取电电流与负载基本无关，微功耗动作驱动，大大节约了电能资源；
3、操作简单方便，可实现手机等便携设备的无线Wifi遥控。
附图说明
图1为本发明智能开关主要电气原理示意图；
图2为本发明驱动主电路示意图；
图3为本发明组合开关电路示意图；
图4为本发明充电波形示意图。
图中：1、Wifi模块；2、组合开关；3、双向可控硅驱动电路；4、双向可控硅；5、全桥整流电路；6、限流电阻；7、储能锂电池；8、负载；9、电子开关；10、触点；11、继电器；12、开关；13、机械手动。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种储能式单火线取电智能开关，包括Wifi模块1、组合开关2、可控硅驱动电路3、双向可控硅4、全桥整流电路5、限流电阻6、储能锂电池7、负载8、电子开关9、触点10、继电器11、开关12和机械手动13，储能式单火线取电智能开关，主要由双向可控硅驱动电路、全桥整流电路5、锂电池充电电路、Wifi模块1、组合开关2组成，所述Wifi模块1与组合开关2连接，所述Wifi模块1用于接收遥控开关指令，从而控制组合开关2的通断，所述双向可控硅驱动电路3和双向可控硅4，与火线和负载8、驱动组合开关2串联，所述双向可控硅驱动电路3用于驱动双向可控硅4的开通与关断，通过一定的导通角触发可控硅4导通，所述全桥整流电路5与双向可控硅4两端并联连接；锂电池充电电路与全桥整流电路5连接，所述全桥整流电路5与限流电阻6和储能锂电池7相互连接，锂电池充电电路包括小型低电压锂电池7和充电电路，用于将整流后的电能进行存储，同时为wifi模块1和组合开关2供电，所述全桥整流电路5与双向可控硅4的阳极阴极连接，对导通角内的电压进行整流，所述组合开关2包括驱动主电路、开关12和机械手动13，所述驱动主电路、开关12和机械手动13之间为电性连接，驱动主电路包括电子开关9、触点10、继电器11，所述电子开关9、触点10和继电器11之间为电性连接。
工作原理：火线L、组合开关2、双向可控硅4和负载8为主电路，电阻R1和R2作为双向可控硅驱动电路3，电阻R2分压作为双向可控硅4驱动电压，R2分压只要大于双向可控硅4的触发电压，那么双向可控硅4就会导通，导通后电阻R1和R2被双向可控硅4旁路，交流电源电压直接加载在负载8上进行供电，直到主回路电流小于双向可控硅4维持电流以下时截止。
当组合开关2手动开通或Wifi指令开通后，火线L交流正弦电压从A点零电压开始，供电回路为：火线L→组合开关2→电阻R1和R2→负载8→零线N，此时双向可控硅4在处于截至状态，随着火线L电压升高，当电阻R2分压大于双向可控硅4触发电压时，双向可控硅4导通，负载8得电工作。火线L从零电压开始直到双向可控硅4导通时所对应的正弦角度为导通角，火线L每经过零电压时都会因电阻R2分压产生相同的导通角。
在导通角内双向可控硅4截止，此时可将导通角对应的交流电压进行整流对电池充电，相应的电路回路为：火线L→组合开关2→全桥整流电路5→限流电阻R3→储能锂电池7→负载8→零线N。这样，就能实现开关开通后经整流对储能锂电池7充电储能作用。全桥整流两输入端串接电容目的是隔离高电压火线L、降低整流输入电压从而保护整流桥后面电路器件。导通角不大，基本固定不变，只需负载8的功率≥5W以上即可，可以忽略对负载8供电电压影响。
由机械双向触点开关k1和磁保持继电器11的双向触点开关k2组成。k1可由手动操作，k2可由Wifi模块1接收遥控指令驱动磁保持继电器11进行开关动作；电子开关s1和s4为一对，s2和s3为一对，同时开通或关闭，s1～s4开关由Wifi模块1来驱动，从而控制磁保持继电器11的开通与关断，从而控制其触点k2的开关动作。磁保持继电器11为小型微功耗继电器，脉动式加电驱动；当无遥控指令时，Wifi模块1处于待机微功耗状态，一有指令可将其唤醒按指令运行。大大降低用电功耗，节约电能资源。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种储能式单火线取电智能开关，包括Wifi模块(1)、组合开关(2)、可控硅驱动电路(3)、双向可控硅(4)、全桥整流电路(5)、限流电阻(6)、储能锂电池(7)、负载(8)、电子开关(9)、触点(10)、继电器(11)、开关(12)、机械手动(13)，其特征在于：所述Wifi模块(1)与组合开关(2)连接，所述双向可控硅驱动电路(3)和双向可控硅(4)，与火线和负载(8)、组合开关(2)串联，所述全桥整流电路(5)与限流电阻(6)和储能锂电池(7)相互连接，所述组合开关(2)包括驱动主电路、开关(12)和机械手动(13)，所述驱动主电路、开关(12)和机械手动(13)之间为电性连接，驱动主电路包括电子开关(9)、触点(10)、继电器(11)，所述电子开关(9)、触点(10)和继电器(11)之间为电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种储能式单火线取电智能开关，其特征在于：所述Wifi模块(1)用于接收遥控开关指令，从而控制组合开关(2)的通断。
3.根据权利要求1所述的一种储能式单火线取电智能开关，其特征在于：所述双向可控硅驱动电路(3)用于驱动双向可控硅(4)的开通与关断，通过一定的导通角触发可控硅(4)导通。
4.根据权利要求1所述的一种储能式单火线取电智能开关，其特征在于：所述全桥整流电路(5)与双向可控硅(4)的阳极阴极连接，对导通角内的电压进行整流。
5.根据权利要求1所述的一种储能式单火线取电智能开关，其特征在于：所述锂电池充电电路包括小型低电压锂电池(7)和充电电路，用于将整流后的电能进行存储，同时为wifi模块(1)和组合开关(2)供电。
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