CN113380566A

CN113380566A - 智能开关及其控制方法、智能家居系统

Info

Publication number: CN113380566A
Application number: CN202010118960.3A
Authority: CN
Inventors: 王小波
Original assignee: Suzhou Strey Electronic Co ltd
Current assignee: Suzhou Strey Electronic Co ltd
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2021-09-10

Abstract

本发明揭示了一种智能开关及其控制方法、智能家居系统。所述方法通过检测电网的实时电压，并基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭。本发明的优点包括大幅降低了负载开启或者关闭瞬间流过电子开关器件的电流，进而降低了电子开关器件接触点的接触温度，提高了产品的使用寿命。

Description

智能开关及其控制方法、智能家居系统

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，具体涉及一种智能开关及其控制方法、智能家居系统。

背景技术

在现有技术中，开关通过控制电子开关器件进而控制负载的开启或者关闭，然而开关在打开或者关闭的瞬间，容易出现较大的瞬时电流，从而导致电子开关器件的接触簧片因为电流过大而产生过高的温度，最终使得电子开关器件的触点因为高温吸合，从而导致电子开关器件不能正常工作。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种智能开关，以降低智能开关在打开或者关闭时的瞬时电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能开关及其控制方法、控制系统，以解决现有技术中电子继电器触点因为高温吸合，从而导致电子继电器不能正常控制的问题。

为了实现上述目的，本申请一实施例提供的技术方案如下：

一种智能开关控制方法，所述方法包括：

检测电网的实时电压；

基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭，其中，所述负载区为电网的设定电压相角范围。

可选的，检测电网的实时电压具体包括：通过电压过零检测回路检测电网的实时电压。

可选的，基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭具体包括：

若所述负载类型为感性负载，则控制电子开关器件在感性负载区开启或者关闭，所述感性负载区对应的电压相位角为0-30度以及150-180度；和/或，

若所述负载类型为容性负载，则控制电子开关器件在容性负载区开启或者关闭，所述容性负载区对应的电压相位角为60-120度。

可选的，所述方法还包括：

若未设定负载类型，则控制电子开关器件在一般负载区进行开启或者关闭，所述一般负载区对应的电压相位角为30-60度以及120-150度。

可选的，所述方法还包括：

通过硬件开关或者设定模块进行负载类型的设定；

所述通过设定模块进行负载类型的设定具体包括：

所述设定模块接收移动终端发送的设定请求信号，并基于所述设定请求信号携带的设定信息对所述负载类型进行设定。

可选的，上述电子开关器件为电子继电器。

本申请一实施例还提供一种智能开关，所述智能开关包括：

电压检测模块，用于检测电网的实时电压；

设定模块，用于设定负载类型；

控制模块，用于基于检测的电压以及设定的负载类型控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭，所述负载区为电网的设定电压相角范围。

可选的，所述电压检测模块包括电压过零检测回路；和/或，

所述电子开关器件为电子继电器。

可选的，所述控制模块具体用于：

若所述负载类型为容性负载，则控制电子开关器件在容性负载区开启或者关闭，所述容性负载区对应的电压相位角为60-120度；和/或，

本申请一实施例还提供一种智能家居系统，包括智能开关以及与所述智能开关关联的负载，所述智能开关利用上述的方法控制所述负载接入或者断开电网。

与现有技术相比，本申请方案通过检测电网的实时电压，并基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭，从而大幅降低了负载开启或者关闭瞬间流过电子开关器件的电流，进而降低了电子开关器件接触点的接触温度，提高了产品的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在附图中：

图1是本申请一实施方式中提供的智能开关控制方法的步骤示意图；

图2是本申请一实施方式中提供的电压过零检测电路图；

图3是本申请一实施方式中提供的电压过零检测电路输出的波形图；

图4是本申请一实施方式中提供的拨码开关结构示意图；

图5是本申请一实施方式中提供的智能开关结构示意图；

图6是本申请一实施方式中提供的智能家居系统结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

参照图1所示，为本申请实施例提供的一种智能开关控制方法的步骤示意图，智能开关的控制方法可以包含以下步骤：

S101：检测电网的实时电压。

由S101可知，在智能开关控制电子开关器件开启或者关闭之前，先检测电网的实时电压，电网的电压为正弦交流电压。一实施例中，这里的电网可以为市电电网AC，并例如提供110V～250V，50Hz/60Hz的市电电压。

S102：基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭，其中，所述负载区为电网的设定电压相角范围。

由于智能开关可运用于不同类型的负载，在使用智能开关控制电子开关器件之前需要人为或者通过智能开关自动识别负载类型的方式对负载的类型进行设定。应理解，不同的负载类型对应于不同的负载区，负载区为电网的设定电压相角范围。

应理解，在具体电路应用中，感性负载的电压计算公式为：V＝L*(△I/△t)，由该公式可知，单位时间内电流的变化会对电压产生较大的影响，因此在感性负载的电路中，电流不允许突变，但是电压突变并不会导致瞬时电流过大。而容性负载的电流计算公式为：I＝C*(△V/△t)，由该公式可知，单位时间内电压的变化会导致负载的瞬时电流过大，从而带来电路安全隐患，因此在容性负载的电路中，电压不允许突变，但是电流可以突变。而在正弦交流电电压过零点处，其电压突变是最大的，即△V/△t的值最大，因此将电压过零点处设置为感性负载区能够有效避免负载的瞬时电流过大，而在正弦交流电90度区域处，电压变化是最小的，即△V/△t的值最小，因此将该区域设置为容性负载区能够有效避免负载的瞬时电流过大。适应性的，将感性负载区与容性负载区之间的区域定义为一般负载区，在用户未对负载类型进行设定的情况下，控制电子开关器件在此区间开启或者关闭，在一定程度上能够避免瞬时电流过大对电路造成的损害。

本申请方案通过检测电网的实时电压，并基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭，从而大幅降低了负载开启或者关闭瞬间流过电子开关器件的电流，进而降低了电子开关器件接触点的接触温度，提高了产品的使用寿命。

进一步，检测电网的实时电压具体包括：通过检测并判断电压的频率，同时能够实时判断电压的过零点。

在具体应用中，由于交流电具有方向性，可以通过整流桥整流为脉动直流，再经过光耦隔离后将零点信号输出，或者采用双向光耦的方案，将零点信号输出。本申请采用整流桥的方案设计过零检测电路，所设计的电路图如图2所示。电网交流电从过零检测电路的输入端输入，经过整流桥后，变成了脉动直流，交流电的负半周期被翻转为正，由于过零点以外的地方都可以使光耦导通，而在零点附近光耦截止，在光耦的输出端所连接的上拉电阻的作用下，产生如图3所示的波形。

从而，通过电压过零检测回路检测电网的实时电压能够准确的判断电压的过零点，进而有效划分不同的负载区域。

进一步，基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭具体包括：

若所述负载类型为感性负载，则控制电子开关器件在感性负载区开启或者关闭，所述感性负载区对应的电压相位角为0-30度以及150-180度；

应理解，根据交流电正弦波曲线特性，将每半个周期，即两个过零点之间的区域等分为6个区域。由于感性负载区位于电压过零区域附近，容性负载区位于电压相位角90度区域附近，因此，感性负载区对应的电压相位角为0-30度以及150-180度，容性负载区对应的电压相位角为60-120度。将不同的负载区与电压相位角相对应，能够使得智能开关依据实时电压控制电子开关器件在不同的负载区域开启或者关闭，从而产生的瞬时电流更小，提高了电路的安全性。

进一步，若未设定负载类型，则控制电子开关器件在一般负载区进行开启或者关闭，所述一般负载区对应的电压相位角为30-60度以及120-150度。

具体的，如果用户未对负载类型进行设定，则智能开关默认负载为一般负载，一般负载区设置于感性负载区和容性负载区之间，因此对应的电压相位角为30-60度以及120-150度。

如果用户未针对负载类型进行设定，则默认为一般负载区。如此，能够避免用户未经设定不能使用的情况，从而提高了用户体验度。

进一步，所述方法还包括：通过硬件开关或者设定模块进行负载类型的设定。

在具体应用中，可通过硬件开关对负载类型进行设定，例如，可采用如图4所示的拨码开关，其中A0B0档位表示默认一般负载，A0B1档位表示感性负载，A1B0表示容性负载，A1B1表示未定义。也可以根据实际需求采用其他定义方式，在此不做限定。除了拨码开关，还可以采用旋钮开关，对每一个档位进行设定，例如：0档位为默认一般负载，1档位为感性负载，2档位为容性负载，具体设定方式可根据实际需求确定，在此不做限定。

除了硬件开关，还可以采用在智能开关内置设定模块的方式对负载类型进行设定。其中，设定模块中的软件可以与用户的手机或者电脑连接，通过手机或者电脑对负载类型进行设定。

由于智能开关可用于控制不同类型的负载，因此在使用之前根据使用对象设定负载类型可将使用时流过电子开关器件的电流将至最低，从而电路的安全性更高。

进一步，所述方法还包括：通过硬件开关或者设定模块进行负载类型的设定；

所述通过设定模块进行负载类型的设定具体包括：

在具体应用中，用户在判断负载类型后，如果是硬件开关则将其调至负载所对应的档位；如果是设定模块，则将设定模块与手机或者电脑连接，设定模块接收用户在手机或者电脑上所选择的负载类型，并基于该负载类型进行设定。智能开关也可以同时具备硬件开关或者设定模块两种设定方式，以使得其中一种设定方式出现故障的情况下，不影响用户的正常使用。

进一步，所述电子开关器件为电子继电器。

在本申请方案中，采用的电子开关器件为电子继电器，电子继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。智能开关通过控制电子继电器的开启或者关闭，进而控制负载的开启或者关闭，能够提高电路的安全性。当然，也可以使用其他类型电子开关器件，在此不做限定。

参照图5所示，为本说明书实施例提供的一种智能开关结构示意图，该智能开关500可以包括以下模块：

电压检测模块501，用于检测电网的实时电压；

设定模块502，用于设定负载类型；

控制模块503，用于基于检测的电压以及设定的负载类型控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭，所述负载区为电网的设定电压相角范围。

应理解，电压检测模块检测电网的实时电压，进而判断电压的过零点，从而按照电压相位角划分不同的负载区域。设定模块则用于提供给用户设定负载类型；控制模块根据电压检测模块检测的电压以及设定的负载类型所对应的区域控制电子开关器件开启或者关闭。

进一步，所述电压检测模块包括电压过零检测回路；所述电子开关器件为电子继电器。

具体的，电压检测模块包括电压过零检测回路，该电压过零检测回路能够将输入的正弦交流电压转换成过零脉冲信号，从而依据过零信号划分不同的负载区域。

进一步，若所述负载类型为感性负载，则控制电子开关器件在感性负载区开启或者关闭，所述感性负载区对应的电压相位角为0-30度以及150-180度；

若所述负载类型为容性负载，则控制电子开关器件在容性负载区开启或者关闭，所述容性负载区对应的电压相位角为60-120度；

参照图6所示，为本说明书实施例提供的一种智能家居系统示意图，该智能家居系统包括：智能开关以及与所述智能开关关联的负载。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种智能开关控制方法，其特征在于，所述方法包括：

检测电网的实时电压；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测电网的实时电压具体包括：通过电压过零检测回路检测电网的实时电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于设定的不同负载类型，控制电子开关器件在对应的负载区开启或者关闭具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过硬件开关或者设定模块进行负载类型的设定；

所述通过设定模块进行负载类型的设定具体包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述电子开关器件为电子继电器。

7.一种智能开关，其特征在于，所述开关包括：

电压检测模块，用于检测电网的实时电压；

设定模块，用于设定负载类型；

8.根据权利要求7所述的智能开关，其特征在于，所述电压检测模块包括电压过零检测回路；和/或，

所述电子开关器件为电子继电器。

9.根据权利要求7所述的智能开关，所述控制模块具体用于：

10.一种智能家居系统，包括智能开关以及与所述智能开关关联的负载，其特征在于，所述智能开关利用权利要求1至6任一项所述的方法控制所述负载接入或者断开电网。