CN210670691U - 一种交流控制电路以及智能灯控系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种交流控制电路以及智能灯控系统，该交流控制电路包括与交流输入电连接的过零检测单元，用于对交流输入电进行过零检测，并输出对应的检测信号；与过零检测单元连接的电平转换单元，用于输出与检测信号对应的数字电平信号；与电平转换单元连接的控制单元，用于输出与数字电平信号对应的控制信号；与控制单元连接的驱动单元，用于输出与控制信号对应的驱动信号至用电器件以便驱动用电器件。本申请利用过零检测单元对交流输入电进行闪断检测，无需使用隔离光耦器件，因而可有效降低系统功耗；同时，本申请利用交流电过零周期的规律性来进行闪断检测，具有较高的检测速度和效率，进而提高产品经济效益。

Description

一种交流控制电路以及智能灯控系统

技术领域

本申请涉及智能家居技术领域，特别涉及一种交流控制电路以及智能灯控系统。

背景技术

当前，现代智能家居系统如智能灯控系统中，为方便用于使用，多采用WIFI等远程遥控方式来智能启动用电设备，而传统开关在关断后将切断整个电路的供电电源，使得WIFI模块自身无法上电工作，因而也无法启动用电设备。由此，需要利用一种与传统开关工作模式不同的闪断开关来实现现代智能家居控制。

与传统开关不同，闪断开关被触按后仅仅会瞬间断电或者电压跌落，然后会令电压再恢复到原态，如此，用户触按闪断开关并未在线路上切断用电设备的电源，WIFI模块仍可进行工作，当检测到闪断开关被触按后即可通过远程遥控指令控制用电设备启动或者关闭。由此，需要相应的检测电路来检测闪断开关是否发生动作。

现有技术中多利用隔离光耦器件在实现隔离的基础上进行闪断检测，隔离光耦在大部分时间内是处于导通状态的，其导通电流至少为1mA，因此会产生较高的系统功耗。鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员所亟待关注的。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种交流控制电路以及智能灯控系统，以便有效降低系统功耗，提高产品的经济效益。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种交流控制电路，包括：

与交流输入电连接的过零检测单元，用于对所述交流输入电进行过零检测，并输出对应的检测信号；

与所述过零检测单元连接的电平转换单元，用于输出与所述检测信号对应的数字电平信号；

与所述电平转换单元连接的控制单元，用于输出与所述数字电平信号对应的控制信号；

与所述控制单元连接的驱动单元，用于输出与所述控制信号对应的驱动信号至用电器件以便驱动所述用电器件。

可选地，所述电平转换单元包括上拉电阻和可控开关管；

所述上拉电阻的第一端与电源连接；所述上拉电阻的第二端与所述可控开关管的第一端连接，并作为所述电平转换单元的输出端；所述可控开关管的第二端接地；所述可控开关管的控制端与所述过零检测单元的输出端连接。

可选地，所述可控开关管为MOS管。

可选地，所述过零检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、基准电压源、比较器和反相器；

所述第一电阻的第一端、所述第一PMOS管的源极、所述第二PMOS管的源极、所述基准电压源的第一电源输入端均相互连接，并作为所述过零检测单元的第一输入端；所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第一PMOS管的漏极均相互连接；所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端、所述比较器的正相输入端均相互连接；所述基准电压源的输出端与所述比较器的反相输入端连接；所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第一NMOS管的漏极均相互连接；所述第一PMOS管的栅极、所述第一NMOS管的栅极、所述比较器的输出端、所述反相器的输入端均相互连接；所述反相器的输出端、所述第二PMOS管的栅极、所述第二NMOS管的栅极均相互连接；所述第二PMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极连接，并作为所述过零检测单元的输出端；所述基准电压源的第二电源输入端、所述第四电阻的第二端、所述第一NMOS管的源极、所述第二NMOS管的源极均相互连接，并作为所述过零检测单元的第二输入端。

可选地，还包括与所述过零检测单元的第一输入端连接的输入电阻。

可选地，还包括连接在所述过零检测单元的第一输入端和第二输入端之间的稳压管。

可选地，还包括：

与所述交流输入电连接的整流单元，用于对所述交流输入电进行整流并输出直流电，所述整流单元的输出端与所述驱动单元的供电端连接。

可选地，还包括：

与所述整流单元连接的电压转换单元，用于对所述直流电进行降压变换，所述电压转换单元的输出端与所述控制单元的供电端连接。

第二方面，本申请还公开了一种智能灯控系统，包括闪断开关、发光元件以及如上所述的交流控制电路；所述交流输入电通过所述闪断开关与所述过零检测单元连接；所述驱动单元用于输出所述驱动信号至所述发光元件。

可选地，所述控制单元集成有短距无线通信模块。

本申请所提供的交流控制电路包括：与交流输入电连接的过零检测单元，用于对所述交流输入电进行过零检测，并输出对应的检测信号；与所述过零检测单元连接的电平转换单元，用于输出与所述检测信号对应的数字电平信号；与所述电平转换单元连接的控制单元，用于输出与所述数字电平信号对应的控制信号；与所述控制单元连接的驱动单元，用于输出与所述控制信号对应的驱动信号至用电器件以便驱动所述用电器件。

可见，本申请利用过零检测单元101对交流输入电进行闪断检测，进而配合使用电平转换等单元根据检测结果实现对用电器件的控制。由于本申请无需使用隔离光耦器件，因而可有效降低系统功耗；同时，本申请利用交流电过零周期的规律性来进行闪断检测，具有较高的检测速度和效率，进而提高了产品经济效益。本申请所提供的智能灯控系统同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例公开的一种交流控制电路的结构框图；

图2为本申请实施例公开的一种电平转换单元的电路结构图；

图3为本申请实施例公开的一种过零检测单元的电路结构图；

图4为本申请实施例公开的一种智能灯控系统的结构框图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种交流控制电路以及智能灯控系统，以便有效降低系统功耗，提高产品的经济效益。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如前所述，闪断开关可以为在被触按后仅令电路发生瞬间闪断、而后又恢复的电路开关。具体来说，闪断开关进行一次开关动作将引发电路通断状态的两次切换：在闪断开关被触按时，电路由导通状态切换为关断状态，令电压跌落或者断电；在触按结束即闪断开关被松开时，电路切换为导通状态，令电压回升恢复，或者，闪断开关内部可设置有自动定时回弹结构，在电路断开时间达到预设固定时长后，自动将电路恢复切换为导通状态。由于电路断开又导通的整个过程时间较短，因此，闪断开关在每次被触按后仅会令电路发生一次闪断，而不会长时间切断电源。

当前，现有技术中多利用隔离光耦器件在实现隔离的基础上进行闪断检测，隔离光耦在大部分时间内是处于导通状态的，其导通电流至少为1mA，因此会产生较高的系统功耗。鉴于此，本申请提供了一种交流控制电路，可有效解决上述问题。

参见图1所示，本申请实施例公开了一种交流控制电路，主要包括：

本申请实施例所提供的交流控制电路包括：

与交流输入电连接的过零检测单元101，用于对交流输入电进行过零检测，并输出对应的检测信号；

与过零检测单元101连接的电平转换单元102，用于输出与检测信号对应的数字电平信号；

与电平转换单元102连接的控制单元103，用于输出与数字电平信号对应的控制信号；

与控制单元103连接的驱动单元104，用于输出与控制信号对应的驱动信号至用电器件以便驱动用电器件。

具体地，过零检测单元101可有效检测交流输入电的过零点，并输出检测信号。容易理解的是，对于正常的交流电，其在每个周期中势必会出现过零点的情况，因此，过零检测单元101所输出的检测信号应当是具有一定周期规律的。而一旦该交流输入电发生闪断，则过零点的情况不再周期性出现，过零检测单元101所输出的检测信号的周期规律将出现中断。由此，利用过零检测单元101的过零检测功能，可有效实现对交流输入电的闪断检测。

一般地，过零检测单元101所输出的检测信号为模拟信号，因此，为了便于后续由控制单元103进行信号处理，本申请实施例所提供的交流控制电路设置了电平转换单元102，用以将检测信号转换成对应的数字信号。

控制单元103接收电平转换单元102的数字信号后，即可依据数字信号所反映的闪断检测结果生成针对于用电器件的控制信号。一般地，用电器件特别是需要一定驱动功率的用电器件是由驱动单元104进行驱动的，因此控制单元103可具体将控制信号发送至驱动单元104，由驱动单元104生成与控制信号对应的驱动信号并输出至用电器件，从而实现对用电器件的控制。

本申请实施例所提供的交流控制电路包括：与交流输入电连接的过零检测单元101，用于对交流输入电进行过零检测，并输出对应的检测信号；与过零检测单元101连接的电平转换单元102，用于输出与检测信号对应的数字电平信号；与电平转换单元102连接的控制单元103，用于输出与数字电平信号对应的控制信号；与控制单元103连接的驱动单元104，用于输出与控制信号对应的驱动信号至用电器件以便驱动用电器件。

可见，本申请利用过零检测单元101对交流输入电进行闪断检测，进而配合使用电平转换等单元根据检测结果实现对用电器件的控制。由于本申请无需使用隔离光耦器件，因而可有效降低系统功耗；同时，本申请利用交流电过零周期的规律性来进行闪断检测，具有较高的检测速度和效率，进而提高产品经济效益。

在上述内容的基础上，参见图2所示，本申请实施例公开了一种电平转换单元102的电路结构。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的交流控制电路中，电平转换单元102包括上拉电阻Rp和可控开关管Q；

上拉电阻Rp的第一端与电源连接；上拉电阻Rp的第二端与可控开关管Q的第一端连接，并作为电平转换单元102的输出端；可控开关管Q的第二端接地；可控开关管Q的控制端与过零检测单元101的输出端连接。

具体地，本申请实施例所提供的交流控制电路中，电平转换单元102可具体基于可控开关管Q而实现。其中，进一步地，可控开关管Q可具体为MOS管。

以NMOS为例，若过零检测单元101输出的检测信号的电压大于NMOS的阈值电压，则NMOS管导通，电平转换单元102输出低电平的数字电平信号；当交流输入电周期性过零点时，过零检测单元101所输出的检测信号的电压低于NMOS的阈值电压，NMOS管关断，电平转换单元102输出高电平的数字电平信号。因此，正常情况即没有发生闪断的情况下，电平转换单元102所输出的数字电平信号会存在周期性的高电平脉冲信号，周期时间与交流输入电的周期(市电周期为20ms)相关；而若交流输入电发生了闪断，则数字电平信号将失去该周期性规律特征。

在上述内容的基础上，参见图3所示，本申请实施例公开了一种过零检测单元101的电路结构。

本申请实施例所提供的交流控制电路中，作为一种具体实施例，过零检测单元101包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、基准电压源Ref、比较器U和反相器；

第一电阻R1的第一端、第一PMOS管P1的源极、第二PMOS管P2的源极、基准电压源Ref的第一电源输入端均相互连接，并作为过零检测单元101的第一输入端；第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第一端、第一PMOS管P1的漏极均相互连接；第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端、比较器U的正相输入端均相互连接；基准电压源Ref的输出端与比较器U的反相输入端连接；第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端、第一NMOS管N1的漏极均相互连接；第一PMOS管P1的栅极、第一NMOS管N1的栅极、比较器U的输出端、反相器的输入端均相互连接；反相器的输出端、第二PMOS管P2的栅极、第二NMOS管N2的栅极均相互连接；第二PMOS管P2的漏极与第二NMOS管N2的漏极连接，并作为过零检测单元101的输出端；基准电压源Ref的第二电源输入端、第四电阻R4的第二端、第一NMOS管N1的源极、第二NMOS管N2的源极均相互连接，并作为过零检测单元101的第二输入端。

在上述内容的基础上，作为一个具体实施例，本申请实施例所提供的交流控制电路还可以包括与过零检测单元101的第一输入端连接的输入电阻。输入电阻的引入可以进行限流保护。

在上述内容的基础上，作为一个具体实施例，本申请实施例所提供的交流控制电路还可以包括连接在过零检测单元101的第一输入端和第二输入端之间的稳压管。具体地，稳压管的引入可防止过零检测单元101因电压过高而被损坏。

在上述内容的基础上，作为一个具体实施例，本申请实施例所提供的交流控制电路还可以包括与交流输入电连接的整流单元，用于对交流输入电进行整流并输出直流电，整流单元的输出端与驱动单元104的供电端连接。其中，整流单元可具体为整流桥等，本申请对此并不做进一步限定。

在上述内容的基础上，作为一个具体实施例，本申请实施例所提供的交流控制电路还可以包括与整流单元连接的电压转换单元，用于对直流电进行降压变换，电压转换单元的输出端与控制单元103的供电端连接。

具体地，一般控制芯片的工作电压为低压，例如5V或者3.3V等。本实施例中，电压转换单元可进行直流-直流变换，以便输出适合控制单元103的工作电压。

参见图4所示，本申请实施例公开了一种智能灯控系统，主要包括闪断开关S、发光元件以及如上的任一种交流控制电路；交流输入电通过闪断开关S与过零检测单元101连接；驱动单元104用于输出驱动信号至发光元件。

可见，本申请实施例所公开的智能灯控系统，利用过零检测单元101对交流输入电进行闪断检测。当用户按下闪断开关S，交流电失去周期性规律，过零检测单元101检测到该现象后，配合电平转换等单元，控制单元便可根据检测结果实现对智能灯的控制。由此，本申请可准确识别用户基于闪断开关S的闪断操作，进而实现对智能灯的远程控制。基于闪断开关S的闪断特性，本申请可保证智能灯的通信永远在线，使得即使在智能灯关闭之后仍然可以进行远程控制。由于本申请无需使用隔离光耦器件，因而可有效降低系统功耗；同时，本申请利用交流电过零周期的规律性来进行闪断检测，具有较高的检测速度和效率，进而提高产品经济效益。

关于上述智能灯控系统的具体内容，可参考前述关于交流控制电路的详细介绍，这里就不再赘述。

进一步地，本申请实施例所公开的智能灯控系统在上述内容的基础上，作为一种具体实施例，控制单元103集成有短距无线通信模块。具体地，通过短距无线通信模块，控制单元103可与用户终端如手机、平板等进行无线通信，接收用户通过终端发送的相关控制指令，进而向驱动单元104发送对应的控制信号，实现用户对智能灯的远程智能控制。其中，短距无线通信模块包括但不限于WIFI模块、蓝牙MESH模块。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种交流控制电路，其特征在于，包括：

与交流输入电连接的过零检测单元，用于对所述交流输入电进行过零检测，并输出对应的检测信号；

与所述过零检测单元连接的电平转换单元，用于输出与所述检测信号对应的数字电平信号；

与所述电平转换单元连接的控制单元，用于输出与所述数字电平信号对应的控制信号；

与所述控制单元连接的驱动单元，用于输出与所述控制信号对应的驱动信号至用电器件以便驱动所述用电器件。

2.根据权利要求1所述的交流控制电路，其特征在于，所述电平转换单元包括上拉电阻和可控开关管；

所述上拉电阻的第一端与电源连接；所述上拉电阻的第二端与所述可控开关管的第一端连接，并作为所述电平转换单元的输出端；所述可控开关管的第二端接地；所述可控开关管的控制端与所述过零检测单元的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的交流控制电路，其特征在于，所述可控开关管为MOS管。

4.根据权利要求1所述的交流控制电路，其特征在于，所述过零检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、基准电压源、比较器和反相器；

所述第一电阻的第一端、所述第一PMOS管的源极、所述第二PMOS管的源极、所述基准电压源的第一电源输入端均相互连接，并作为所述过零检测单元的第一输入端；所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第一PMOS管的漏极均相互连接；所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端、所述比较器的正相输入端均相互连接；所述基准电压源的输出端与所述比较器的反相输入端连接；所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第一NMOS管的漏极均相互连接；所述第一PMOS管的栅极、所述第一NMOS管的栅极、所述比较器的输出端、所述反相器的输入端均相互连接；所述反相器的输出端、所述第二PMOS管的栅极、所述第二NMOS管的栅极均相互连接；所述第二PMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极连接，并作为所述过零检测单元的输出端；所述基准电压源的第二电源输入端、所述第四电阻的第二端、所述第一NMOS管的源极、所述第二NMOS管的源极均相互连接，并作为所述过零检测单元的第二输入端。

5.根据权利要求4所述的交流控制电路，其特征在于，还包括与所述过零检测单元的第一输入端连接的输入电阻。

6.根据权利要求4所述的交流控制电路，其特征在于，还包括连接在所述过零检测单元的第一输入端和第二输入端之间的稳压管。

7.根据权利要求1至6任一项所述的交流控制电路，其特征在于，还包括：

与所述交流输入电连接的整流单元，用于对所述交流输入电进行整流并输出直流电，所述整流单元的输出端与所述驱动单元的供电端连接。

8.根据权利要求7所述的交流控制电路，其特征在于，还包括：

与所述整流单元连接的电压转换单元，用于对所述直流电进行降压变换，所述电压转换单元的输出端与所述控制单元的供电端连接。

9.一种智能灯控系统，其特征在于，包括闪断开关、发光元件以及如权利要求1至8任一项所述的交流控制电路；所述交流输入电通过所述闪断开关与所述过零检测单元连接；所述驱动单元用于输出所述驱动信号至所述发光元件。

10.根据权利要求9所述的智能灯控系统，其特征在于，所述控制单元集成有短距无线通信模块短距无线通信模块。

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