CN112423422A - 一种调光开关的设计方法及调光开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调光开关的设计方法及调光开关，设计方法包括：构建开关回路，开关回路配置有开关信号输出端，开关信号输出端用于输出表示开关回路通断的第一开关信号；构建负载回路，负载回路配置有调光信号输入端以及控制端，调光信号输入端用于接收调光控制信号，控制端用于接收第二开关信号，第二开关信号用于控制负载回路的通断，构建调光控制支路，调光控制支路用于接收第一开关信号，根据第一开关信号输出第二开关信号，调光控制支路还用于输出调光控制信号。

Description

一种调光开关的设计方法及调光开关

技术领域

本发明实施例涉及开关技术，尤其涉及一种调光开关的设计方法及调光开关。

背景技术

调光开关适用于家庭居室，公寓，酒店，医院等公共场所，可以满足人们在不同时段或者场景对灯光亮度的不同需求。

常见的调光的需求可以大体分为三类：功能型调节光线的需要，如进门的玄关、会议室等；家居生活中舒适性和生活格调体现的需求，比如对灯光的明暗搭配，色温冷暖，既可以根据环境的需要进行调节，也可以起到烘托氛围的作用；环保节能的需要，比如停车场照明、商场照明、道路照明等。

随着灯光控制需求的发展，陆续出现了双控调光开关、触控调光开关等功能更加丰富的调光开关，但现有技术中，上述调光开关的接线方式与一般的墙壁开关没有区别，通常采用单火线输入的接线方式，关闭调光开关时，调光开关的供电回路中若存在漏电流，则容易造成灯光频闪的问题。

发明内容

本发明提供一种调光开关的设计方法及调光开关，以达到在丰富调光开关功能的同时，保证调光开关可以有效关闭灯的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种调光开关的设计方法，包括：

构建开关回路，所述开关回路配置有开关信号输出端，所述开关信号输出端用于输出表示所述开关回路通断的第一开关信号；

构建负载回路，所述负载回路配置有调光信号输入端以及控制端，所述调光信号输入端用于接收调光控制信号，所述控制端用于接收第二开关信号，所述第二开关信号用于控制所述负载回路的通断，

构建调光控制支路，所述调光控制支路用于接收所述第一开关信号，根据所述第一开关信号输出所述第二开关信号，所述调光控制支路还用于输出所述调光控制信号。

进一步的，构建开关回路包括：

设置第一开关以及开关信号检测模块，将所述第一开关与所述开关信号检测模块串联形成开关单元，

设置所述开关单元的第一接点、第二接点以及第三接点，设置所述开关单元通过所述第一接点、第二接点与供电线路并联，设置所述第三接点为所述开关信号输出端。

进一步的，构建负载回路包括：

设置第二开关以及调光模块，将所述第二开关与所述调光模块串联形成负载单元，

设置所述负载单元的第四接点、第五接点、第六接点、第七接点，设置所述负载单元通过第四接点与负载相连接，设置所述负载单元通过所述负载以及所述第五接点与供电线路并联，设置所述第六接点为所述调光信号输入端，设置所述第七接点为所述控制端。

进一步的，构建调光控制单元包括：

设置控制单元，配置所述控制单元的第一信号端、第二信号端、第三信号端分别用于，接收所述第一开关信号、输出所述调光控制信号、输出所述第二开关信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种调光开关，包括开关单元、负载单元以及控制单元，

所述开关单元与供电线路并联，与所述供电线路构成开关回路，所述开关单元配置有开关信号输出端，

所述负载单元与负载串联后与所述供电线路并联，与所述供电线路构成负载回路，所述负载单元配置有调光信号输入端以及控制端，

所述控制单元包括第一信号端、第二信号端以及第三信号端，所述控制单元分别通过所述第一信号端、第二信号端、第三信号端与所述开关信号输出端、调光信号输入端、控制端相连接。

进一步的，所述开关单元包括：

第一开关，所述第一开关用于控制所述开关回路的通断，

开关信号检测模块，所述开关信号检测模块配置有开关信号输出端，所述开关信号输出端用于输出表示所述开关回路通断的第一开关信号。

进一步的，所述开关信号检测模块包括光耦，所述光耦包括第一端、第二端、第三端、第四端，

所述光耦通过所述第一端与所述第一开关相连接，通过所述第二端与所述供电线路相连接，所述第三端为所述开关信号输出端，通过所述第四端与参考电平端相连接。

进一步的，所述负载单元包括：第二开关、调光模块，所述第二开关与所述调光模块串联，

所述第二开关配置有控制端，所述控制端用于接收第二开关信号，第二开关信号用于控制所述第二开关的通断，

所述调光模块配置有调光信号输入端，所述调光信号输入端用于接收调光控制信号，所述调光控制信号用于控制所述调光模块调光。

进一步的，所述第二开关包括开关管和继电器，

所述负载通过所述调光模块与所述继电器串联，所述开关管的第一端、第二端分别与所述继电器、参考电平端相连接，所述开关管的第三端为所述控制端。

进一步的，所述调光模块采用可控硅。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的调光开关的设计方法中，设计调光开关具有相对独立的开关回路和负载回路，同时设计调光控制支路实现负载回路的状态跟随开关回路状态的变化而变化，以实现基于开关回路的通断状态实现灯的开闭。由于开关回路和负载回路相对独立，因此当开关回路断开时，即使开关回路中仍存在漏电流，该漏电流也不会使灯出现辉光现象。便于在开关回路中配置各种不同类型的开关，例如双控开关时，可以保证灯的有效关闭。

附图说明

图1是实施例中的调光开关的设计方法流程图；

图2是实施例中的调光开关结构框图；

图3是实施例中的调光开关原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例中的调光开关的设计方法流程图，参考图1，本实施例中，设计方法包括：

S1.构建开关回路。

示例性的，本实施例中，构建的开关回路配置有开关信号输出端，开关信号输出端用于输出表示开关回路通断的第一开关信号。

示例性的，通过本实施例提出的设计方法进行调光开关设计时，可以在调光开关中配置一开关单元，可以设计开关单元串联或并联于供电线路(L、N)中，通过开关单元和供电线路构成开关回路。

示例性的，开关单元用于控制开关回路的通断，并在开关回路导通时输出表示开关回路导通的第一开关信号；在开关回路断开时输出表示开关回路断开的第一开关信号。

作为一种可实施方案，构建开关回路时可以设置第一开关以及开关信号检测模块，将第一开关与开关信号检测模块串联形成开关单元。

示例性的，开关信号检测模块可以设计为整流电路模块或者交流电压采样电路模块。设置开关信号检测模块的一个电压输入端(正电压输入端或负电压输入端)与第一开关的第一端相连接，将第一开关的第二端配置为第一接点，设置开关信号检测模块的另一个电压输入端为第二接点，设置开关单元通过第一接点、第二接点与供电线路(L、N)并联，将第一开关配置为控制开关回路通断的执行器件。

设置开关信号检测模块的输出端为第三接点，即开关信号输出端，设置开关信号检测模块输出端的输出信号为第一开关信号，通过开关信号检测模块输出端的输出信号表示开关回路的通断。例如，开关信号检测模块采用交流电压采样电路模块，当开关回路导通时，交流电压采样电路模块的输出端输出一高电平信号，利用高电平信号表示开关回路处于导通状态。

S2.构建负载回路。

示例性的，本实施例中，构建的负载回路配置有调光信号输入端以及控制端，调光信号输入端用于接收调光控制信号，控制端用于接收第二开关信号，第二开关信号用于控制负载回路的通断。

示例性的，本实施例中，负载为LED灯，LED灯设置于负载回路中。

示例性的，调光开关中可以配置一负载单元，并设计LED灯通过负载单元并联在供电线路中，通过LED灯、负载单元和供电线路构成负载回路。

示例性的，负载单元用于通过控制端接收第二开关信号，进而控制负载回路的通断；通过调光信号输入端接收调光信号，进而对LED灯实现调光。

作为一种可实施方案，构建负载回路时，可以设置第二开关以及调光模块，将第二开关与调光模块串联形成负载单元。

设置负载单元的第四接点、第五接点、第六接点、第七接点，设置负载单元通过第四接点与负载相连接，设置负载单元通过负载以第五接点与供电线路并联，设置第六接点为调光信号输入端，设置第七接点为控制端。

示例性的，上述方案中，第二开关采用可控开关，例如继电器、开关管等，调光模块采用可控硅，设置可控开关作为控制负载回路通断的执行器件，设置可控硅作为控制LED灯调光的执行器件。

示例性的，设置可控硅的第一端为第四接点，设置可控硅的第二端与可控开关的第一端相连接，设置可控开关的第二端为第五接点，设置可控硅的门极为第六接点，设置可控开关的控制端为第七接点。

S3.构建调光控制支路。

示例性的，本实施例中，构建的调光控制支路用于接收第一开关信号，根据第一开关信号输出第二开关信号，调光控制支路还用于输出调光控制信号。

示例性的，调光开关中可以配置一控制单元，通过控制单元协调开关回路与负载回路的通断状态，使开关回路导通时负载回路随之导通，开关回路断开时负载回路随之断开。

示例性的，控制单元可以采用单片机或者MCU。

作为一种可实施方案，构建调光控制支路时，配置控制单元的第一信号端、第二信号端、第三信号端分别用于，接收第一开关信号、输出调光控制信号、输出第二开关信号。其中，当第一开关信号表示开关回路导通时，第二开关信号为控制负载回路导通的控制信号，当第一开关信号表示开关回路断开时，第二开关信号为控制负载回路断开的控制信号。

本实施例中，设计调光开关具有相对独立的开关回路和负载回路，同时设计调光控制支路实现负载回路的状态跟随开关回路状态的变化而变化，以实现基于开关回路的通断状态实现灯的开闭。由于开关回路和负载回路相对独立，因此当开关回路断开时，即使开关回路中仍存在漏电流，该漏电流也不会使灯出现辉光现象，便于在开关回路中配置各种不同类型的开关，例如双控开关时，保证灯的有效关闭。

实施例二

图2是实施例中的调光开关结构框图，参考图2，调光开关包括开关单元1、负载单元2以及控制单元3。

开关单元1与供电线路(L、N)并联，与供电线路构成开关回路，开关单元配置有开关信号输出端a。

负载单元2与负载4串联后与供电线路并联，与供电线路构成负载回路，负载单元2配置有调光信号输入端b以及控制端c。

控制单元3包括第一信号端、第二信号端以及第三信号端，控制单元分别通过第一信号端、第二信号端、第三信号端与开关信号输出端a、调光信号输入端b、控制端c相连接。

示例性的，本实施例中，负载为LED灯。控制单元为单片机。

示例性的，本实施例中，调光开关的工作过程包括：

步骤1.开关单元接收操作人员发出的灯光开闭指令，根据灯光开闭指令控制开关回路断开或导通。

示例性的，本实施例中，开关单元用于接收操作人员发出的灯光开闭指令。

例如，开关单元可以配置由人工操作机械开关，使用人员可以通过操作机械开关发出灯光开闭指令，通过机械开关导通或断开开关回路。

灯光开闭指令也可以为遥控指令，调光开关可以配置无线通信模块，通过无线通信模块接收遥控指令，根据遥控指令，控制单元可以控制开关单元中的开关闭合或断开，以实现开关回路的导通或断开。

示例性的，灯光开闭指令也可以为语音指令，调光开关可以配置语音识别模块，语音识别模块与控制单元相连接，控制单元可以根据语音指令控制开关单元中的开关闭合或断开。

步骤2.开关单元通过开关信号输出端输出开关回路的通断状态。

示例性的，本实施例中，当开关回路导通时，开关信号输出端可以输出一高电平信号，当开关回路断开时，开关信号输出端可以输出一低电平信号，通过电平信号的高低表示开关回路的通断状态。

示例性的，开关单元中可以配置整流电路、交流电压采样电路等功能电路，通过上述功能电路使开关信号输出端可以根据开关回路的通断状态输出相应的电平信号。

步骤3.控制单元采集开关回路的通断状态，控制负载回路的通断状态与开关回路的通断状态相同。

示例性的，负载回路中配置有开关器件，例如继电器、开关等，若控制单元判定开关回路导通，则控制负载回路导通，若控制单元判定开关回路断开，则控制负载回路断开。

步骤4.控制单元接收操作人员发出的调光指令，根据调光指令调整调光参数，通过负载单元实现调光。

示例性的，本实施例中，负载单元中配置有可控硅，调光参数为可控硅的控制极电压上升至门电压的时长，其中门电压指使可控硅导通的电压。

示例性的，控制单元中可以配置控制芯片，可以采用控制芯片输出的PWM波实现对可控硅的控制，通过改变PWM波的占空比改变可控硅的导通时刻。此时，调光指令可以为遥控指令。

控制单元中也可以配置RC充电电路，充电电路中，电阻采用可变电阻，电容的一端与可控硅的控制极相连接。通过改变可变电阻阻值的方式，可以改变电容的充电时长，进而改变可控硅的导通时刻。此时，可以通过旋钮开关改变可变电阻的阻值，进而生成调光指令。

本实施例中，调光开关配置有相对独立开关单元和负载单元，通过开关单元可以构成开关回路，通过负载单元可以构成负载回路，同时，调光开关通过控制单元实现负载单元的状态跟随开关单元状态的变化而变化，以实现基于开关单元控制灯的开闭。由于开关单元和负载单元相对独立，因此当开关单元断开时，即使开关回路中仍存在漏电流，该漏电流也不会使灯出现辉光现象，便于在开关单元中配置各种不同类型的开关，例如双控开关时，保证灯的有效关闭。

图3是实施例中的调光开关原理图，参考图3，作为一种可实施方案，开关单元包括第一开关11和开关信号检测模块12，第一开关11与开关信号检测模块12串联。开关信号检测模块12配置有开关信号输出端a，开关信号输出端a用于输出表示开关回路通断的第一开关信号。

示例性的，图3中第一开关采用机械开关，例如双控开关、多控开关等，第一开关用于控制开关回路的通断。

可选的，参考图3，开关信号检测模块包括光耦U1，光耦U1包括第一端、第二端、第三端、第四端。光耦U1通过第一端与第一开关11相连接，通过第一开关11与供电线路L相连接。光耦U1通过第二端与供电线路N相连接。光耦U1的第三端为开关信号输出端a，通过第三端与控制单元相连接。光耦U1通过第四端与参考电平端(地)相连接。

示例性的，参考图3，开关信号检测模块还可以包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1和电容C1。

具体的，光耦U1的第一端通过电阻R1与第一开关11相连接，通过电阻R1实现限流。光耦U1的第二端通过二极管D1与供电线路N相连接。电阻R2和电阻R3构成分压电路，电容C1与电阻R3并联。

示例性的，当第一开关11断开时，开关回路断开，此时开关信号输出端a的电压为经过电阻R2和R3分压后的电源电压，即开关信号输出端a输出的第一开关信号为高电平信号。当第一开关11闭合时，开关回路导通，电阻R3被短接，此时开关信号输出端a的电压为接地电压，即开关信号输出端a输出的第一开关信号为低电平信号。控制单元3根据开关信号输出端a输出的第一开关可以确定开关回路的通断状态。

可选的，参考图3，负载单元包括第二开关22、调光模块21，第二开关22与调光模块21串联。

第二开关22配置有控制端c，第二开关22通过控制端c与控制单元3相连接，控制端c用于接收第二开关信号，第二开关信号用于控制第二开关22的通断。调光模块21配置有调光信号输入端b，调光模块21通过调光信号输入端b与控制单元3相连接，调光信号输入端b用于接收调光控制信号，调光控制信号用于控制调光模块21调光。

示例性的，参考图3，第二开关可以包括开关管T1和继电器J1，负载4通过调光模块21与继电器J1串联，开关管T1的第一端、第二端分别与继电器J1、参考电平端相连接，开关管T1的第三端为控制端c。

示例性的，当开关回路导通时，控制单元3控制开关管T1导通，当开关管T1导通时，继电器J1中的线圈通电，继电器J1中的触点吸合，此时负载回路导通。当开关回路断开时，控制单元3控制开关管T1断开，当开关管T1断开时，继电器J1中的线圈失电，继电器J1中的触点复位，负载回路断开。

示例性的，调光模块21采用可控硅，可控硅的门极为调光信号输入端b，可控硅的门极与控制单元3相连接，控制单元3通过PWM波控制可控硅，以实现对负载4的调光控制。

示例性的，调光模块也可以采用晶闸管，其功能与连接方式与可控硅类似，具体的技术方案不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种调光开关的设计方法，其特征在于，包括：

构建开关回路，所述开关回路配置有开关信号输出端，所述开关信号输出端用于输出表示所述开关回路通断的第一开关信号；

构建负载回路，所述负载回路配置有调光信号输入端以及控制端，所述调光信号输入端用于接收调光控制信号，所述控制端用于接收第二开关信号，所述第二开关信号用于控制所述负载回路的通断，

构建调光控制支路，所述调光控制支路用于接收所述第一开关信号，根据所述第一开关信号输出所述第二开关信号，所述调光控制支路还用于输出所述调光控制信号。

2.如权利要求1所述的调光开关的设计方法，其特征在于，构建开关回路包括：

设置第一开关以及开关信号检测模块，将所述第一开关与所述开关信号检测模块串联形成开关单元，

设置所述开关单元的第一接点、第二接点以及第三接点，设置所述开关单元通过所述第一接点、第二接点与供电线路并联，设置所述第三接点为所述开关信号输出端。

3.如权利要求1所述的调光开关的设计方法，其特征在于，构建负载回路包括：

设置第二开关以及调光模块，将所述第二开关与所述调光模块串联形成负载单元，

设置所述负载单元的第四接点、第五接点、第六接点、第七接点，设置所述负载单元通过第四接点与负载相连接，设置所述负载单元通过所述负载以及所述第五接点与供电线路并联，设置所述第六接点为所述调光信号输入端，设置所述第七接点为所述控制端。

4.如权利要求1所述的调光开关的设计方法，其特征在于，构建调光控制支路包括：

设置控制单元，配置所述控制单元的第一信号端、第二信号端、第三信号端分别用于，接收所述第一开关信号、输出所述调光控制信号、输出所述第二开关信号。

5.一种调光开关，其特征在于，包括开关单元、负载单元以及控制单元，

所述开关单元与供电线路并联，与所述供电线路构成开关回路，所述开关单元配置有开关信号输出端，

所述负载单元与负载串联后与所述供电线路并联，与所述供电线路构成负载回路，所述负载单元配置有调光信号输入端以及控制端，

所述控制单元包括第一信号端、第二信号端以及第三信号端，所述控制单元分别通过所述第一信号端、第二信号端、第三信号端与所述开关信号输出端、调光信号输入端、控制端相连接。

6.如权利要求5所述的调光开关，其特征在于，所述开关单元包括：

第一开关，所述第一开关用于控制所述开关回路的通断，

开关信号检测模块，所述开关信号检测模块配置有开关信号输出端，所述开关信号输出端用于输出表示所述开关回路通断的第一开关信号。

7.如权利要求6所述的调光开关，其特征在于，所述开关信号检测模块包括光耦，所述光耦包括第一端、第二端、第三端、第四端，

所述光耦通过所述第一端与所述第一开关相连接，通过所述第二端与所述供电线路相连接，所述第三端为所述开关信号输出端，通过所述第四端与参考电平端相连接。

8.如权利要求5所述的调光开关，其特征在于，所述负载单元包括：第二开关、调光模块，所述第二开关与所述调光模块串联，

所述第二开关配置有控制端，所述控制端用于接收第二开关信号，第二开关信号用于控制所述第二开关的通断，

所述调光模块配置有调光信号输入端，所述调光信号输入端用于接收调光控制信号，所述调光控制信号用于控制所述调光模块调光。

9.如权利要求8所述的调光开关，其特征在于，所述第二开关包括开关管和继电器，

所述负载通过所述调光模块与所述继电器串联，所述开关管的第一端、第二端分别与所述继电器、参考电平端相连接，所述开关管的第三端为所述控制端。

10.如权利要求8所述的调光开关，其特征在于，所述调光模块采用可控硅。

Images