CN206099341U - 单火取电电路、正选通电路以及负选通电路 - Google Patents

Abstract

一种单火取电电路，包括两个选通单元并通过选通单元把交流电源的正半波和负半波分离形成仅供交流电正半波通过的、正选通电路和仅供交流电负半波通过的负选通电路，其一选通单元仅正支路接入用电设备，另一选通单元仅负支路接入用电设备，使接入正支路的用电设备的通电或断电状态和接入负支路的用电设备的通电或断电状态互不影响，该电路应用在智能家居领域，解决了被控设备在不工作时，控制端仅能使用小功率设备，并因此造成的控制端功能受限的难题。

Description

单火取电电路、正选通电路以及负选通电路

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，特别涉及单火取电电路、正选通电路以及负选通电路。

背景技术

国内的开关布线只需要接入两根线，参照图1所示，一根为火线，一根连接开关盒和用电设备的连接线，当开关盒内开关闭合时，连接线与火线接通，使用电设备工作。而在智能家居领域，如果仍采用火线接入开关盒，通过遥控电路1对开关进行控制，就需要在开关盒内多引入一路零线，参照图2所示，这样即使传统的开关不闭合，遥控电路1也可以通过接入的火线连接零线构成自有的取电回路；相反，如果不引入这一路零线，且开关处于非闭合状态，遥控电路就必然无法取得电源，导致遥控电路和用电设备不能工作。

那么问题来了，如果针对已经装修好的家庭，除非是有电源插座的地方布置零线，一般开关处不会去布零线，所以也就无法使用智能开关。

目前市场上有很多厂家推出了单火取电智能开关，以灯具为例，在灯具关闭时，遥控电路是和灯具串联后接入电网的，参照图3所示，所以流过遥控电路1和灯具的电流大小是一样的，电流小就会导致智能开关电路不能工作，如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪光或白炽灯关闭时有红丝等问题。其最难解决的核心问题：

一、是在关灯情况下的供电问题，通过与之串联的负载的漏电来供给灯、待机电路使用，但这个漏电都很微小，对于市场上大部分的节能灯来说，其漏电流在70uA以下时，都不会造成闪烁的问题，当然有少数的会在55uA以下。怎么在如此微小的电流情况下，让遥控电路1内的RF接收2及其它电子电路正常工作是单火线无线遥控开关的难点。为让单火线无线遥控开关内的RF接收2及其它电子电路正常工作，一般厂家有几种方案，首先当然是降低自身的功率，采用MSP430一类的单片机，申请公布号为CN104955237A的一篇中国实用新型专利中公开了一种单火取电智能开关，他提出通过将待机电流做到更小（15uA）以下，以适应更多的各类照明设备，另外就是想法提升电流，因为虽然供入的电流不足100uA，但其电压确都在200V以上。提升电流的方案很多，之前有什么倍流电路什么的，但真正应用很广的方案是RCC电源，比较好的效果是在70uA/300V输入时，能输出600uA/6V左右。

二、是RF接收2模块，这个是个用电大户，市场大部分厂家采用的是超再生的模块，它的接收电流比较小，大约在400uA/5V左右，这样基本可以满足单火线遥控开关的需要。但这种方案有二个大的缺点，第一就是超再生的模块在工作时会产生一个与接收频率相同的振幅，这个振荡会对相近的单火线无线遥控开关产生干扰，造成无线接收的不可靠，相距越近，干扰的机会也就越大。第二就是超再生无线接收模块的灵敏度较低，在发射功率为10DB时，直线接收距离很少超地70M的，如果穿起墙来，距离可能也就几米了。

现有技术对单火取电的两个核心问题都提出了解决方式，就是降低自身功耗，然后在提升自身电流，但是无论怎么做都存在以下问题：在一用电设备完全断电时，另一路用电设备无法保持用电状态；或者说，两个用电设备必须采用相同的工作电流。

实用新型内容

本实用新型的目的一在于提供一种单火取电电路，解决了单火取电中同开同断的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种单火取电电路，其特征在于：包括于单火线串接的两组选通单元，每一所述选通单元包括仅供交流电正半波通过的正支路，和仅供交流电负半波通过的负支路；其中，

一选通单元仅正支路接入用电设备，

另一选通单元仅负支路接入用电设备。

通过采用上述技术方案，选通单元把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，由于，单火取电电路包括两个串接的选通单元，当交流电处于正半波时，每一选通单元的正支路均导通形成一正向通电回路，反之，当交流电处于负半波时，每一选通单元的负支路均导通形成一反向通电回路；其中，一选通单元的正支路接入用电设备时，另一选通单元仅能够在负支路上接入用电设备，这么设置，当一用电设备断电或工作时，另一用电设备完全不受该用电设备的用电影响。

作为优选的，选通单元包括并联设置的正向整流单元和反向整流单元，所述正向整流单元所在支路为正支路，所述反向整流单元所在支路为负支路。

通过采用上述技术方案，选通单元包括并联设置的正向整流单元和反向整流单元，通过正向整流单元和反向整流单元的设置，把交流电的正半波和负半波分离形成仅供交流电正半波通过的正支路和仅供交流电负半波通过的负支路。

作为优选的，所述正向整流单元和反向整流单元设置为整流二极管或晶闸管或发光二极管。

通过采用上述技术方案，正向整流单元或反向整流单元设置为单向导通元器件，该元器件包括二极管或晶闸管、发光二极管以及整流二极管。

进一步的，选通单元中用于接入用电设备的正支路/负支路可设置为多组，且并联设置。

通过采用上述技术方案，当接入的用电设备较多时，可根据需要把可以接入用电设备的支路设置为多组，且并联设置，同样也达到了两个选通单元中接入的用电设备互不影响。

进一步的，所述用电设备可设为多媒体输入输出单元、人机交互单元以及无线信号通讯单元。

通过采用上述技术方案，现有技术中单火电路在被控用电设备不工作的情况下，控制电路的工作电流小，不足以有足够的电功率带动多媒体输入输出单元、人机交互单元以及无线信号通讯单元工作，而本实用新型，完全有足够的工作功率支持多媒体输入输出单元、人机交互单元以及无线信号通讯单元工作。

进一步的，所述正支路用电设备和负支路用电设备均可通过无线协议相互通讯。

通过采用上述技术方案，可以通过无线通讯协议比如蓝牙通讯、wifi通讯以及Zigbee等方式实现彼此无线通讯交互。

进一步的，用电设备包括控制电路和受控于控制电路工作的被控设备，控制电路输出直流电/交流电。

通过采用上述技术方案，用电设备包括控制电路和受控于控制电路工作的被控设备，控制电路可以是多媒体控制电路也可以是仅用于接收信号用于输出被控设备用电的控制电路，被控设备可以是直流供电也可以是交流供电，且被控设备具有输出直流电或交流电的能力。

本实用新型的目的二在于提供一种单火取电电路，解决了单火取电中同开同断的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种正选通电路，包括串接于单火线的选通单元，该选通单元包括仅供交流电正半波通过的正支路，和仅供交流电负半波通过的负支路；其中，该选通单元仅正支路接入用电设备。

通过采用上述技术方案，该选通单元串接于单火线中，把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，该选通单元的正支路接入用电设备，使该用电设备从正支路中取电以维持自身工作，该用电设备用电状态不受负支路的影响。

本实用新型的目的三在于提供一种单火取电电路，解决了单火取电中同开同断的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种负选通电路，包括串接于单火线路的选通单元，该选通单元包括仅供交流电正半波通过的正支路，和仅供交流电负半波通过的负支路；其中，该选通单元仅负支路接入用电设备。

通过采用上述技术方案，该选通单元串接于单火线中，把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，该选通单元的负支路接入用电设备，使该用电设备从负支路中取电以维持自身工作，使该用电设备的用电状态不受正支路的影响。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：选通单元把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，由于，单火取电电路包括两个串接的选通单元，当交流电处于正半波时，每一选通单元的正支路均导通形成一正向通电回路，反之，当交流电处于负半波时，每一选通单元的负支路均导通形成一反向通电回路；其中，一选通单元的正支路接入用电设备时，另一选通单元仅能够在负支路上接入用电设备，这么设置，当一用电设备断电或工作时，另一用电设备完全不受该用电设备的用电影响。

附图说明

图1是背景技术中一般开关盒的接线图；

图2是背景技术中理想状态下开关盒的接线图；

图3是背景技术中现有技术智能开关盒的接线图；

图4是单火取电电路结构示意图；

图5是单火取电电路结构示意图；

图6是智能开关电路安装示意图；

图7是智能开关电路接线电路图。

图中，1、主控电路；2、RF接收模块；3、被控电路；4、用电设备；5、选通单元；6被控设备。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1，

参照图4所示，一种单火取电电路，包括于单火线串接的两组选通单元5，每一通单元包括并联设置的正向整流单元和反向整流单元，把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，由于，单火取电电路包括两个串接的选通单元5，当交流电处于正半波时，每一选通单元5的正支路均导通形成一正向通电回路，反之，当交流电处于负半波时，每一选通单元5的负支路均导通形成一反向通电回路，正向整流单元或反向整流单设置为单向导通元器件，该元器件包括二极管或晶闸管、发光二极管以及整流二极管；其中，一选通单元5的正支路接入用电设备4时，另一选通单元5仅能够在负支路上接入用电设备4，这么设置，当一用电设备4断电或工作时，另一用电设备4完全不受该用电设备4的用电影响，正支路或者负支路有足够的电功率支持多媒体输入输出单元、人机交互单元以及无线信号通讯单元工作，而且，任意用电设备4之间均可以是主控或者被控，两用电设备4之间可以通过无线通讯协议工作，该无线通讯的方式可以是蓝牙通讯、wifi通讯以及Zigbee等。

实施例2，

参照图5所示，一种单火取电电路，与实施例1不同的是，该实施例，用于接入用电设备4的正支路可以设置为多组，且并联设置，和用于接入用电设备4的负支路设置为多组，且并联设置；每一用电设备4均可以设置为多媒体输入输出装置、人机交互装置以及无线信号通讯装置，且任意两个以上的用电设备4均可以通过无线协议相互通讯。

实施例3，

一种正选通电路，包括串接于火线的一选通单元5，该选通电路把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，该选通单元5的正支路接入用电设备4，使该用电设备4从正支路中取电以维持自身工作，使该用电设备4不受负支路的影响。

实施例4，

一种负选通电路，包括串接于火线的一选通单元5，该选通电路把单火线中交流电的正弦波分为正半波和负半波以形成两个相互独立且互不干扰的两个支路，一仅供交流电正半波通过的正支路，和一仅供交流电负半波通过的负支路，该选通单元5的负支路接入用电设备4，使该用电设备4从负支路中取电以维持自身工作，使该用电设备4不受正支路的影响。

实施例5，

参照图6和图7所示，以智能家居的智能开关电路为例，对该电路进行详细功能介绍：

该电路包括两个选通单元、主控电路以及被控电路，其中，选通单元5串接于单火线用于依据交流电正弦波的正半波和负半波形成两个相互独立且互不干扰支路：一仅供交流电正半波通过的正支路和一仅供交流电负半波通过的负支路；主控电路1用于输出遥控信号，该主控电路1耦接于其中一个选通单元5的一个支路（正支路或负支路）并从该支路中获取主控电路1工作用的工作用电；被控电路3用于接收遥控信号，该被控电路3耦接于与主控电路1不同的选通单元5且与主控电路1所在支路也不同，并从该支路中获取被控电路3工作用的工作用电，比如，当主控电路1耦接在一选通单元5的正支路时，被控单元耦接于另一选通单元5的负支路，这么设置使正支路和负支路彼此之间用电互不影响，以至于使主控电路1和被控电路3彼此之间的工作功率互不影响，不会出现接入被控电路3的用电设备4在断电停止工作时，主控电路1不能有大电流通过的问题；根据工作需要，主控电路1部分可获得不小于50W的电功率，被控电路3部分可以获得不小于100W的电功率；使主控电路1从支路中获取大功率电能以接入大功率设备，并有足够电功率支持大功率设备的功耗，在智能家居领域，使单火取电的可延展性更广。

参照图6所示，已经装修好的家庭，除非是有电源插座的地方发布零线，一般开关处不会去布零线，所以在智能家居领域，想要把传统的接线开关改为智能开关，只能从单根火线上取电，而通过该智能开关电路设置，主控电路1可以从单火线获取大功率电能，使主控电路1可集成有多媒体输入输出功能、人机交互功能以及无线信号通讯功能等一个或多个，足以支持其可以播放音乐、电影等功能，由于主控电路1的用电功率足够大足以支持这些功能模块的工作耗能，解决现有技术中智能开关无法从智能开关电路中获取大功率电能的问题，在智能开关领域中，给予人无限的遐想空间，只要想到的均可以接入主控电路1中。

参照图7所示，该电路中包括用于对该电路的过流保护熔断器F1和F2，其中，交流单元设置有对主控电路1过压保护的压敏电阻、主控电路1过流保护的热敏电阻、遥控电源模块AC/DC、电容C3、二极管TVS1以及遥控模块，其中，由于遥控模块需要电压较低的直流电，所以AC/DC模块设置用于对遥控模块提供一稳定的工作电压，供电元件在交流电负半波时是没有电源对其供电的；电容C3的功能是，在交流电的正半波时，AC/DC模块对主控电路1供电并对电容C3充电，在交流电的负半波时，AC/DC模块不工作，电容C3对遥控模块供电，以实现对遥控模块在该电路中不间断供电的效果，二极管TVS1对AC/DC模块直流电压输出的过压保护作用；被控电路3中的元器件与主控电路1的元器件的选择相同，在此参照主控电路1部分，不再做详细介绍，与主控电路1不同的是，供电单元包括继电器K和逆变模块，此处的继电器K作为虚拟开关，仅做示意，其中继电器K包括继电器线圈和继电器常开触点，该继电器线圈设置在被控电路3上受控于被控模块得电工作，当继电器线圈得电工作时，继电器常开触点闭合，由于被控设备6一般需要交流电对其供电，所以供电元件的设置起到对被控设备6起到用电电能的作用，而且由于继电器线圈设置在被控模块上，所以供电元件耦接于被控电路3的AC/DC两端，此处的逆变模块选择由PWM控制芯片和MOSFET管构成的单相逆变器，其可以通过被控电路3接收到控制信号并输出的信号控制PWM控制芯片有选择性是否工作，由于一般的在被控设备6得电的瞬间会出现电压不稳的情况，所以选用一有极性电容C5对被控设备6的供电电压进行稳压，以起到保护被控设备6的作用，通过这么设置，保证了该电路有持续工作电流通过供电元件和被控电路3，而被控设备6在不需要工作时不会被控设备6不在有电流通过，使被控设备6的工作状态和停止状态均不受智能开关电路的影响，该主控电路1和被控电路3通过无线协议通讯。

实施例6，一种主控电路1，该主控电路1用于输出控制信号，一选通单元5耦接于交流电具有两个支路：仅供交流电正半波通过的正支路和交流电负半波通过的负支路；并选通单元5包括并联设置的两个用于形成正/负支路的整流二极管，主控电路1耦接该选通单元5的其一支路，使主控电路1可以从该支路中获取不小于50W的电功率，以至于主控电路1可以集成有多媒体输入输出功能、人机交互功能以及无线信号通讯功能等中的一个或多个功能模块，使其可以播放音乐、电影等功能，其中，多组主控电路1设置有无线组网，方便通讯传输，该电路中包括用于对该电路的过流保护熔断器F1和F2，其中，交流单元设置有对主控电路1过压保护的压敏电阻MOV2、主控电路1过流保护的热敏电阻NTC1、遥控电源模块AC/DC、电容C3、二极管TVS1以及遥控模块，其中，由于遥控模块需要较低的直流电能，所以AC/DC模块设置用于对遥控模块提供一稳定的工作电压，供电元件在负半周期时是没有电源对其供电的，所以电容C3的设置使在正向导通时，AC/DC模块对其充电，在反向导通时电容C3对遥控模块供电，以实现对遥控模块在该电路中不间断供电的效果，二极管TVS1对AC/DC模块直流电压输出的过压保护作用。

实施例7，一种被控电路3，该被控电路3用于接收被控信号，另一选通单元5，耦接于交流电具有两个支路：仅供交流电正半波通过的正支路和交流电负半波通过的负支路；并选通单元5包括并联设置的两个用于形成正/负支路的整流二极管，被控电路3耦接于该选通单元5且不同于主控电路1所在支路的另一支路，并从该支路中获取不小于100W的电功率作为被控电路3工作用电，从在已经装修好的家庭中，从排线上考虑，该被控电路3可以并联设置成多个，该电路中包括用于对该电路的过流保护熔断器F1和F2，其中，交流单元设置有对被控电路3过压保护的压敏电阻MOV2、被控电路3过流保护的热敏电阻NTC1、被控电源模块AC/DC、电容C3、二极管TVS1以及被控模块，其中，由于被控模块需要较低的直流电能，所以AC/DC模块设置用于对被控模块提供一稳定的工作电压，供电元件在负半周期时是没有电源对其供电的，所以电容C3的设置使在正向导通时，AC/DC模块对其充电，在反向导通时电容C3对被控模块供电，以实现对被控模块在该电路中不间断供电的效果，二极管TVS1对AC/DC模块直流电压输出的过压保护作用, 供电单元包括继电器K，该继电器K包括继电器线圈和继电器常开触点，该继电器线圈设置在被控电路3上受控于被控模块得电工作，当继电器线圈得电工作时，继电器常开触点闭合，由于被控设备6一般需要交流电对其供电，所以供电元件的设置起到对被控设备6起到用电电能的作用，而且由于继电器线圈设置在被控模块上，所以供电元件耦接于被控电路3的AC/DC两端，此处的供电元件选择由PWM控制芯片和MOSFET管构成的单相逆变器，其可以通过被控电路3接收到控制信号并输出的信号控制PWM控制芯片有选择性是否工作，由于一般的在被控设备6得电的瞬间会出现电压不稳的情况，所以选用一有极性电容C5对被控设备6的供电电压进行稳压，以起到保护被控设备6的作用，通过这么设置，保证了该电路有持续工作电流通过供电元件和被控电流，而被控设备6在不需要工作时不会有电流通过，在工作时会有较大的电源对其供电。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种单火取电电路，其特征在于：包括于单火线串接的两组选通单元(5)，每一所述选通单元(5)包括仅供交流电正半波通过的正支路，和仅供交流电负半波通过的负支路；其中，

一选通单元(5)仅正支路接入用电设备(4)，

另一选通单元(5)仅负支路接入用电设备(4)。

2.根据权利要求1所述的单火取电电路，其特征在于：选通单元(5)包括并联设置的正向整流单元和反向整流单元，所述正向整流单元所在支路为正支路，所述反向整流单元所在支路为负支路。

3.根据权利要求2所述的单火取电电路，其特征在于：所述正向整流单元和反向整流单元设置为整流二极管或晶闸管或发光二极管。

4.根据权利要求1所述的单火取电电路，其特征在于：选通单元(5)中用于接入用电设备(4)的正支路/负支路可设置为多组，且并联设置。

5.根据权利要求1所述的单火取电电路，其特征在于：所述用电设备(4)可设为多媒体输入输出单元、人机交互单元以及无线信号通讯单元。

6.根据权利要求1所述的单火取电电路，其特征在于：所述正支路用电设备(4)和负支路用电设备(4)均可通过无线协议相互通讯。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的单火取电电路，其特征在于：所述正支路的用电设备(4)和负支路的用电设备(4)设置为供电电路，所述供电电路输出直流电/交流电。

8.根据权利要求1所述的单火取电电路，其特征在于：所述正支路的用电设备(4)和负支路的用电设备(4)均耦接有过流保护单元、过压保护单元以及防浪涌单元中的一个或多个。

9.一种正选通电路，其特征在于：包括串接于单火线的一选通单元(5)，该选通单元(5)包括仅供交流电正半波通过的正支路，和仅供交流电负半波通过的负支路；其中，该选通单元(5)仅正支路接入用电设备(4)。

10.一种负选通电路，其特征在于：包括串接于单火线路的一选通单元(5)，该选通单元(5)包括仅供交流电正半波通过的正支路，和仅供交流电负半波通过的负支路；其中，该选通单元(5)仅负支路接入用电设备(4)。