CN210958882U - 一种单火线取电智能调光开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单火线取电智能调光开关，用于串接在光源负载与火线的连接线路上，包括：取电电路，在连接线路上取交流电；零点检测电路，在交流电过零点时输出交流过零信号；触发电路，具有触发控制芯片U3和双向可控硅Q4，触发控制芯片能够发出触发信号控制双向可控硅Q4导通，并通过双向可控硅Q4的导通角大小调节光源负载的亮度；泄放电路，与取电电路相连接，具有MOS管Q1，通过MOS管Q1在交流电相邻两个零点之间由HVDC到GND的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移。在本实用新型的技术方案中，兼容各种可控硅调光的LED灯泡，且提高了调光稳定性和负载兼容性。

Description

一种单火线取电智能调光开关

技术领域

本实用新型涉及智能家居调光控制领域，尤其涉及一种单火线取电智能调光开关。

背景技术

目前家装市场上的调光开关多是零火线接入，即需要市电的火线和零线接入到设备才能正常工作。然而现在在建和已建的楼宇中，多是一根火线引到墙壁开关槽内，没有零线。这样的布线方式适合传统的机械式开关，不适合安装需要零火线接入的其他开关。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的个目的在于提供一种单火线取电智能调光开关，其能够兼容各种可控硅调光的LED灯泡，且提高了调光稳定性和负载兼容性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种单火线取电智能调光开关，用于串接在光源负载与火线的连接线路上，包括：取电电路，在连接线路上取交流电；零点检测电路，在交流电过零点时输出交流过零信号；触发电路，具有触发控制芯片U3和双向可控硅Q4，触发控制芯片能够发出触发信号控制双向可控硅Q4导通，并通过双向可控硅Q4的导通角大小调节光源负载的亮度；泄放电路，与取电电路相连接，具有MOS管Q1，通过MOS管Q1在交流电相邻两个零点之间由HVDC到GND的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移；其中，泄放电路还包括相连接的电阻R12、电阻R15、电阻R18、电阻R21、电阻R24，电容C7、复合三极管Q2，复合三极管Q2分别与电阻R15、电阻R23、电阻R24和电容C7，电阻R12与电容C7并联连接，电阻R18、电阻22、电阻R15、电阻R21和MOS管Q1并联连接、并与复合三极管Q2相连接。

本实用新型提供的使用单火线工作的调光开关不需要区分接线端子的正负极，即只需要将该装置串接在光源负载和火线间即可，不用依赖是否有零线，大大方便了安装和传统开关的替换；同时通过在开关中设置泄放电路，能够避免小负载在交流电的零点附近通态电流过小导致的可控硅提前关断和“复位”零点采样端的交流零点，进而提高了调光稳定性和负载兼容性。

在上述技术方案中，优选地，取电电路包括相连接的整流桥DB1、二极管D1-二极管D4、二极管ZD1、电阻R2、电阻R4、电阻R6-电阻R8、电容EC2、电容EC1、电容EC2、电容C2、电容C4、电容C5、电源芯片U1、电感L1和变压器T1，二极管D4分别与零点检测电路和整流桥DB1相连接，整流桥DB1的1号引脚串联有二极管D1、电阻R2、电感L1和变压器T1，二极管ZD1与电阻R并联，电容EC2的一端连接在电感L1和变压器T1之间的连接线路上、另一端与电源芯片U1相连接，电源芯片U1的4号引脚与变压器T1相连接；

电感线圈的8号引脚和5号引脚分别与二极管D2和二极管D3相连接，二极管D2与电阻R4串联，电容C2、电阻R6与电阻R4并联，电容C4与电阻R6串联，电阻R7和电阻R8串联、并与二极管D3相连接，电源芯片的1号引脚连接在电阻R6和电容C4之间的连接线路上，电源芯片U1的2号引脚与电容C5相连接，电容EC1的两端分贝与二极管D3和变压器T1的6号引脚相连接，电容EC2接地。

在该技术方案中，双向可控硅Q4的T1、T2端是功率的输入输出端。由此两端取电，通过整流桥DB1整流输出高压直流供电源芯片U1使用，输出3.3VDC和12VDC。两路低压直流供无线模块和控制电路使用。

在上述任一技术方案中，优选地，触发电路还包括相连接的电阻VR1、电阻FU1、电阻R26、电阻R31和电阻R28、电容C14、电容C15和电感L2，触发控制芯片U3的1号引脚与电阻R28相连接、2号引脚与电容C15的一端相连接，电容C15的另一端与电阻R28相连接，触发控制芯片U3的6号引脚与电阻R26相连接，双向可控硅Q4与电阻R31并联、并与触发控制芯片U3的4号引脚相连接，双向可控硅Q4与电阻R26相连接，电感L2与电阻FU1串联，电阻VR1和电容C14并联在电感L2与电阻FU1之间的连接线路上。

在该技术方案中，触发电路使用光耦双向可控硅触发控制芯片U3，触发控制芯片U3的发射端连接电阻R28，触发信号通过电阻R8控制触发控制芯片U3输出端的通断，从而控制了双向可控硅Q4的触发导通。

在上述任一技术方案中，优选地，零点检测电路包括相连接的电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C11、电容C10、光耦U2、二极管D5、三极管Q3，电阻R9、电阻R13、电阻R16和二极管D5串联，电阻R11、电阻R17和电阻R19串联，电容C10和电阻R19并联、并连接在三极管Q3上，三极管Q3与光耦U2相连接，电阻R20和电容C11并联、并与二极管D5相连接。

在该技术方案中，零点检测电路通过整流二极管D4连接到LT2,其后通过限流电阻R9、电阻R13、电阻R16连接到二极管D5，经过电容C11滤波为光耦U2提供工作电压。电阻R11，电阻R17，电阻R19和电容C10为三极管Q3提供偏置电压，三极管Q3控制光耦U2发射端的通断，输出交流过零信号。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括多个按键电路，每个按键电路具体包括按键S以及与按键S并联的电阻R和电容C、并接地。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括指示灯电路，指示灯电路具体包括电阻R30、电阻R33、三极管Q5、多个LED灯以及设置在每个LED灯的连接线路上的电阻，电阻R30和电阻R33并联、并与三极管Q5相连接。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括无线模块，无线模块具体芯片M1、电阻R14、电阻R3、电容C12、电容C13和电容C8，电容C8与电阻R14串联，芯片M1的ZRD端连接在电阻R14和电容C8之间的线路上，电容C12、电容C13和电阻R3并联、且分别与芯片M1的VCC端相连接和接地。

在该技术方案中，通过开关中的无线模块，能够不受空间距离的限制实现开关和调光控制，既能提了高生活品质又满足了节能减排的需求。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：烧录端子，烧录端子为排针J1；PCB连接器P1，PCB连接器P1分别与取电电路、零点检测电路、触发电路和泄放电路相连接。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本实用新型实施例所涉及单火线取电智能调光开关的电路原理图；

图2示出了本实用新型实施例所涉及取电电路和零点检测电路的连接图；

图3示出了本实用新型实施例所涉及触发电路的电路结构图；

图4示出了本实用新型实施例所涉及泄放电路的电路结构图；

图5示出了本实用新型实施例所涉及按键电路的电路结构图；

图6示出了本实用新型实施例所涉及指示灯电路的电路结构图；

图7示出了本实用新型实施例所涉及无线模块的电路结构图；

图8示出了本实用新型实施例所涉及排针的电路结构图；

图9示出了本实用新型实施例所涉及PCB连接器P1的结构图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图9所示，按照本实用新型一些实施例的单火线取电智能调光开关，用于串接在光源负载与火线的连接线路上，包括：取电电路10，在连接线路上取交流电；零点检测电路20，在交流电过零点时输出交流过零信号；触发电路30，具有触发控制芯片U3和双向可控硅Q4，触发控制芯片能够发出触发信号控制双向可控硅Q4导通，并通过双向可控硅Q4的导通角大小调节光源负载的亮度；泄放电路40，与取电电路10相连接，具有MOS管Q1，通过MOS管Q1在交流电相邻两个零点之间由HVDC到GND的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移；其中，泄放电路40还包括相连接的电阻R12、电阻R15、电阻R18、电阻R21、电阻R24，电容C7、复合三极管Q2，复合三极管Q2分别与电阻R15、电阻R23、电阻R24和电容C7，电阻R12与电容C7并联连接，电阻R18、电阻22、电阻R15、电阻R21和MOS管Q1并联连接、并与复合三极管Q2相连接。

本实用新型提供的使用单火线工作的调光开关不需要区分接线端子的正负极，即只需要将该装置串接在光源负载和火线间即可，不用依赖是否有零线，大大方便了安装和传统开关的替换；同时通过在开关中设置泄放电路40，能够避免小负载在交流电的零点附近通态电流过小导致的可控硅提前关断和“复位”零点采样端的交流零点，进而提高了调光稳定性和负载兼容性。

如图2所示，按照本实用新型一个实施例的单火线取电智能调光开关，取电电路10包括相连接的整流桥DB1、二极管D1-二极管D4、二极管ZD1、电阻R2、电阻R4、电阻R6-电阻R8、电容EC2、电容EC1、电容EC2、电容C2、电容C4、电容C5、电源芯片U1、电感L1和变压器T1，二极管D4分别与零点检测电路20和整流桥DB1相连接，整流桥DB1的1号引脚串联有二极管D1、电阻R2、电感L1和变压器T1，二极管ZD1与电阻R并联，电容EC2的一端连接在电感L1和变压器T1之间的连接线路上、另一端与电源芯片U1相连接，电源芯片U1的4号引脚与变压器T1相连接；

电感线圈的8号引脚和5号引脚分别与二极管D2和二极管D3相连接，二极管D2与电阻R4串联，电容C2、电阻R6与电阻R4并联，电容C4与电阻R6串联，电阻R7和电阻R8串联、并与二极管D3相连接，电源芯片的1号引脚连接在电阻R6和电容C4之间的连接线路上，电源芯片U1的2号引脚与电容C5相连接，电容EC1的两端分贝与二极管D3和变压器T1的6号引脚相连接，电容EC2接地。

在该实施例中，双向可控硅Q4的T1、T2端是功率的输入输出端。由此两端取电，通过整流桥DB1整流输出高压直流供电源芯片U1使用，输出3.3VDC和12VDC。两路低压直流供无线模块和控制电路使用。

如图3所示，按照本实用新型另一个实施例的单火线取电智能调光开关，触发电路30还包括相连接的电阻VR1、电阻FU1、电阻R26、电阻R31和电阻R28、电容C14、电容C15和电感L2，触发控制芯片U3的1号引脚与电阻R28相连接、2号引脚与电容C15的一端相连接，电容C15的另一端与电阻R28相连接，触发控制芯片U3的6号引脚与电阻R26相连接，双向可控硅Q4与电阻R31并联、并与触发控制芯片U3的4号引脚相连接，双向可控硅Q4与电阻R26相连接，电感L2与电阻FU1串联，电阻VR1和电容C14并联在电感L2与电阻FU1之间的连接线路上。

在该实施例中，触发电路30使用光耦双向可控硅触发控制芯片U3，触发控制芯片U3的发射端连接电阻R28，触发信号通过电阻R8控制触发控制芯片U3输出端的通断，从而控制了双向可控硅Q4的触发导通。

如图2所示，按照本实用新型第三个实施例的单火线取电智能调光开关，零点检测电路20包括相连接的电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C11、电容C10、光耦U2、二极管D5、三极管Q3，电阻R9、电阻R13、电阻R16和二极管D5串联，电阻R11、电阻R17和电阻R19串联，电容C10和电阻R19并联、并连接在三极管Q3上，三极管Q3与光耦U2相连接，电阻R20和电容C11并联、并与二极管D5相连接。

在该实施例中，零点检测电路20通过整流二极管D4连接到LT2,其后通过限流电阻R9、电阻R13、电阻R16连接到二极管D5，经过电容C11滤波为光耦U2提供工作电压。电阻R11，电阻R17，电阻R19和电容C10为三极管Q3提供偏置电压，三极管Q3控制光耦U2发射端的通断，输出交流过零信号。

在上述任一实施例中，优选地，还包括多个按键电路，每个按键电路具体包括按键S以及与按键S并联的电阻R和电容C、并接地；如图5所示，按键S包括S1至S3，对应于按键S1至S3的电阻为电阻R1、电阻R5、电阻R10，电容为电容C1、电容C6和电容C9。

在该实施例中，设置在开关上的多个按键，能够实现开关的本地按键控制。

在上述任一实施例中，优选地，还包括指示灯电路，指示灯电路具体包括电阻R30、电阻R33、三极管Q5、多个LED灯以及设置在每个LED灯的连接线路上的电阻，电阻R30和电阻R33并联、并与三极管Q5相连接；如图6所示，LED灯包括LED1-LED6，对应LED1-LED6的电阻分别为电阻R25、电阻R27、电阻R29、电阻R32、电阻R24、电阻R35。

在该实施例中，通过设置在开关上的多个指示灯，方便用户能够准确和直观的了解本开关的运行状态，方便用户及时进行控制和调光操作。

在上述任一实施例中，优选地，如图7所示，还包括无线模块50，无线模块具体芯片M1、电阻R14、电阻R3、电容C12、电容C13和电容C8，电容C8与电阻R14串联，芯片M1的ZRD端连接在电阻R14和电容C8之间的线路上，电容C12、电容C13和电阻R3并联、且分别与芯片M1的VCC端相连接和接地。

在该实施例中，通过开关中的无线模块，能够不受空间距离的限制实现开关和调光控制，既能提了高生活品质又满足了节能减排的需求；另外，通过在开关中设置无线模块，本发明采用基于zigbee的调光开关，配合zigbee网关，用户可通过手机APP就可以控制开关和调光，也可以远程通过云控制，用户体验更好。

在上述任一实施例中，优选地，如图8和图9所示，还包括：烧录端子，烧录端子为排针J1；PCB连接器P1，PCB连接器P1分别与取电电路10、零点检测电路20、触发电路30和泄放电路40相连接。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单火线取电智能调光开关，用于串接在光源负载与火线的连接线路上，其特征在于，包括：

取电电路，在所述连接线路上取交流电；

零点检测电路，在交流电过零点时输出交流过零信号；

触发电路，具有触发控制芯片U3和双向可控硅Q4，所述触发控制芯片能够发出触发信号控制所述双向可控硅Q4导通，并通过所述双向可控硅Q4的导通角大小调节所述光源负载的亮度；

泄放电路，与所述取电电路相连接，具有MOS管Q1，通过所述MOS管Q1在交流电相邻两个零点之间由HVDC到GND的导通，以补偿在交流电下所述光源负载的零点漂移；

其中，所述泄放电路还包括相连接的电阻R12、电阻R15、电阻R18、电阻R21、电阻R24，电容C7、复合三极管Q2，所述复合三极管Q2分别与所述电阻R15、所述电阻R23、所述电阻R24和所述电容C7，所述电阻R12与所述电容C7并联连接，所述电阻R18、所述电阻22、所述电阻R15、电阻R21和所述MOS管Q1并联连接、并与所述复合三极管Q2相连接。

2.根据权利要求1所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：所述取电电路包括相连接的整流桥DB1、二极管D1-二极管D4、二极管ZD1、电阻R2、电阻R4、电阻R6-电阻R8、电容EC2、电容EC1、电容EC2、电容C2、电容C4、电容C5、电源芯片U1、电感L1和变压器T1，所述二极管D4分别与所述零点检测电路和所述整流桥DB1相连接，所述整流桥DB1的1号引脚串联有所述二极管D1、电阻R2、电感L1和变压器T1，所述二极管ZD1与所述电阻R并联，所述电容EC2的一端连接在所述电感L1和所述变压器T1之间的连接线路上、另一端与所述电源芯片U1相连接，所述电源芯片U1的4号引脚与所述变压器T1相连接；

所述变压器T1的8号引脚和5号引脚分别与所述二极管D2和所述二极管D3相连接，所述二极管D2与所述电阻R4串联，所述电容C2、电阻R6与所述电阻R4并联，所述电容C4与所述电阻R6串联，所述电阻R7和所述电阻R8串联、并与所述二极管D3相连接，所述电源芯片的1号引脚连接在所述电阻R6和电容C4之间的连接线路上，所述电源芯片U1的2号引脚与所述电容C5相连接，所述电容EC1的两端分贝与所述二极管D3和所述变压器T1的6号引脚相连接，所述电容EC2接地。

3.根据权利要求1所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：所述触发电路还包括相连接的电阻VR1、电阻FU1、电阻R26、电阻R31和电阻R28、电容C14、电容C15和电感L2，所述触发控制芯片U3的1号引脚与所述电阻R28相连接、2号引脚与所述电容C15的一端相连接，所述电容C15的另一端与所述电阻R28相连接，所述触发控制芯片U3的6号引脚与所述电阻R26相连接，所述双向可控硅Q4与所述电阻R31并联、并与所述触发控制芯片U3的4号引脚相连接，所述双向可控硅Q4与所述电阻R26相连接，所述电感L2与所述电阻FU1串联，所述电阻VR1和所述电容C14并联在所述电感L2与所述电阻FU1之间的连接线路上。

4.根据权利要求1所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：所述零点检测电路包括相连接的电阻R9、电阻R11、电阻R13、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C11、电容C10、光耦U2、二极管D5、三极管Q3，所述电阻R9、电阻R13、电阻R16和所述二极管D5串联，所述电阻R11、所述电阻R17和所述电阻R19串联，所述电容C10和所述电阻R19并联、并连接在所述三极管Q3上，所述三极管Q3与所述光耦U2相连接，所述电阻R20和所述电容C11并联、并与所述二极管D5相连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：还包括多个按键电路，每个所述按键电路具体包括按键S以及与所述按键S并联的电阻R和电容C、并接地。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：还包括指示灯电路，所述指示灯电路具体包括电阻R30、电阻R33、三极管Q5、多个LED灯以及设置在每个所述LED灯的连接线路上的电阻，所述电阻R30和所述电阻R33并联、并与所述三极管Q5相连接。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：还包括无线模块，所述无线模块具体芯片M1、电阻R14、电阻R3、电容C12、电容C13和电容C8，所述电容C8与所述电阻R14串联，所述芯片M1的ZRD端连接在所述电阻R14和所述电容C8之间的线路上，所述电容C12、所述电容C13和所述电阻R3并联、且分别与所述芯片M1的VCC端相连接和接地。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的单火线取电智能调光开关，其特征在于：还包括：

烧录端子，所述烧录端子为排针J1；

PCB连接器P1，所述PCB连接器P1分别与所述取电电路、所述零点检测电路、所述触发电路和所述泄放电路相连接。

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