CN211557539U - 单火线智能开关电路以及单火线智能开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种单火线智能开关电路以及单火线智能开关，单火线智能开关电路包括开关模块、控制模块、电源模块以及电压检测模块，所述开关模块用于连接外部的火线输入端和火线输出端，其中火线输出端与外部用电设备连接。控制模块耦接于所述开关模块，且用于控制所述开关模块的开关状态，以通过所述开关模块的开关状态控制所述用电设备的开关状态。电源模块耦接于所述控制模块，且用于为所述控制模块供电。电压检测模块耦接于所述电源模块以及所述控制模块，且用于检测所述电源模块的电压并将检测信号输出到所述控制模块。本实用新型实施例提供的单火线智能开关电路，能够避免单火线智能开关导致的用电设备的异常现象。

Description

单火线智能开关电路以及单火线智能开关

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种单火线智能开关电路以及单火线智能开关。

背景技术

单火线智能开关是一种新型智能开关，只有单根火线进出，不需要零线。并且单火线智能开关可以直接替换传统的墙壁开关而无需重新布线，能够快速、低成本地实现传统墙壁开关的改造。由于单火线智能开关本身接入电网，且在单火线智能开关关闭时仍然需要微弱的电流维持自身的工作，这样的微弱电流会流经外部的用电设备，导致外部用电设备在关闭或休眠时仍出现工作异常的状态，例如节能灯或LED灯关闭时，若微弱的电流流过，则会产生闪烁现象，俗称“鬼火”。如何消除上述单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，一直是本领域技术人员想要解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型实施例提供一种单火线智能开关电路以及单火线智能开关的硬件装置，以解决上述技术问题。

本实用新型实施例是采用以下技术方案来实现的：

一种单火线智能开关电路，包括开关模块、控制模块、电源模块以及电压检测模块，开关模块用于连接外部的火线输入端和火线输出端，其中火线输出端与外部用电设备连接；控制模块，耦接于开关模块，且用于控制开关模块的开关状态，以通过开关模块的开关状态控制用电设备的开关状态。电源模块耦接于控制模块，且用于为控制模块供电。电压检测模块，耦接于电源模块以及控制模块，且用于检测电源模块的电压并将检测信号输出到控制模块。

进一步地，电压检测模块包括用于采样电源模块电压的采样电路以及耦接于采样电路的比较电路；采样电路还用于将采样信号输出到比较电路；比较电路预设有基准电压，比较电路用于将采样信号的采样电压与基准电压比较，当采样电压小于基准电压时，电压检测模块输出检测信号至控制模块，控制模块根据检测信号控制开关模块的开关状态，以通过开关模块的开关状态控制用电设备的开关状态。

进一步地，开关模块包括第一开关和第二开关，其中，第一开关与第二开关并联设置，当采样电压小于基准电压时，控制模块根据检测信号输出关闭信号至第一开关使第一开关维持在断开状态，以允许第二开关单独控制用电设备的开关状态。

进一步地，开关模块包括第一开关和第二开关，其中，第一开关与第二开关串联设置，当采样电压小于基准电压时，控制模块根据检测信号输出开启信号至第一开关使第一开关维持在导通状态，以允许第二开关单独控制用电设备的开关状态。

进一步地，述控制模块包括通信单元，通信单元用于与外部的控制器无线连接以接收控制器发送的触发信号，并用于根据触发信号控制第一开关的开关状态。

进一步地，单火线智能开关电路还包括触发模块，触发模块耦接于控制模块，控制模块根据触发模块的触发信号控制第一开关的开关状态。

进一步地，第一开关为电子开关，第二开关为机械开关。

进一步地，第一开关为单刀单掷继电器。

进一步地，电源模块包括以下至少一项：干电池或纽扣电池。

本实用新型实施例还提供一种单火线智能开关，包括上述的任一种单火线智能开关电路，单火线智能开关还包括：壳体；电路板，设于壳体内；以及按键，设于壳体；单火线智能开关电路设于电路板上，按键连接于第二开关以通过按键的按压状态控制第二开关的开关状态。

相对于现有技术，本实用新型实施例提供的单火线智能开关电路以及单火线智能开关，设置开关模块、控制模块、电源模块以及电压检测模块。通过电源模块为控制模块提供电源，不需要电网中的电流维持控制模块工作，因此在控制模块控制开关模块断开火线与用电设备的连接时，电网中的电流并不会经过控制模块而流入用电设备，从而避免单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，例如杜绝了在单火线智能开关关闭时灯具闪烁的问题。同时通过电压检测模块检测电源模块的电压，使控制模块可以即时得知电源模块的电量。

本实用新型的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1示出了本实用新型实施例提供的单火线智能开关电路的模块框图。

图2示出了本实用新型实施例提供的单火线智能开关电路的电路原理图。

图3示出了本实用新型实施例提供的另一种单火线智能开关电路的电路原理图。

图4示出了本实用新型实施例提供的触发模块的模块框图。

图5示出了本实用新型实施例提供的单火线智能开关的爆炸示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

单火线智能开关是一种新型智能开关，只有单根火线进出，不需要零线。并且单火线智能开关可以直接替换传统的墙壁开关而无需重新布线，能够快速、低成本地实现传统墙壁开关的改造。由于单火线智能开关本身接入电网，且在单火线智能开关关闭时仍然需要微弱的电流维持自身的工作，这样的微弱电流会流经外部的用电设备，导致外部用电设备在关闭或休眠时仍出现工作异常的状态，例如节能灯或LED灯关闭时，若微弱的电流流过，则会产生闪烁现象，俗称“鬼火”。如何消除上述单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，一直是本领域技术人员想要解决的问题。

为了解决上述问题，发明人经过长期研究，提出了本实用新型实施例中的单火线智能开关电路以及单火线智能开关，设置开关模块、控制模块、电源模块以及电压检测模块。通过电源模块为控制模块提供电源，不需要电网中的电流维持控制模块工作，因此在控制模块控制开关模块断开火线与用电设备的连接时，电网中的电流并不会经过控制模块而流入用电设备，从而避免单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，例如杜绝了在单火线智能开关关闭时灯具闪烁的问题。同时通过电压检测模块检测电源模块的电压，使控制模块可以即时得知电源模块的电量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，图1示意性地示出了本实用新型实施例提供的一种单火线智能开关电路100，该单火线智能开关电路100包括控制模块10、电压检测模块20、开关模块30以及电源模块40。其中，开关模块30用于连接外部的火线输输入端和火线输出端，火线输入端连接电网，火线输出端连接外部用电设备。本申请实施例中，用电设备可以为节能灯、LED灯等灯具。在一些实施例中，用电设备也可以是其他智能设备，例如智能插座等。控制模块10耦接于开关模块30，且用于控制开关模块30的开关状态，以通过开关模块30的开关状态控制用电设备的开关状态。电源模块40耦接于所述控制模块10，且用于为所述控制模块10供电。本实施例中，电源模块40可以为但不限于为干电池或纽扣电池。电压检测模块20耦接于电源模块40以及控制模块10，且用于检测电源模块40的电压并将检测信号输出到控制模块10，以便控制模块10能够及时得知电源模块40的电量状态。

如图2所示，控制模块10包括主控单元11以及耦接于主控单元11的通信单元12。通信单元12用于与外部控制器通信，并接收来自外部控制器的控制信号，该控制信号可用于触发控制模块10控制开关模块30的开关状态。例如，通信单元12与网关通信连接，接收来自网关的控制信号。而网关可以与移动终端或其他智能设备通信，因此通信单元12同样可以接收来自移动终端或其他智能设备的控制信号。通信单元12将从外部接收的控制信号输出到主控模块11，由主控模块11根据控制信号控制开关模块30的启闭，进而控制外部用电设备的工作状态，实现用电设备的远程控制以及设备间的联动控制。

本实施例中，控制模块10为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，通信单元12为集成在MCU中的蓝牙模块或紫峰(ZigBee)模块。例如，MCU可以使用型号NXP 5189的芯片。控制模块10由电源模块40独立供电，并通过电压检测模块20检测电源模块40的电压，以获得电源模块40的实时电量。传统的单火线智能开关从火线中取电以为控制模块10提供电源，此时控制模块10相当于与开关模块30并联，因此在控制模块10控制开关模块30关闭时，仍然有微弱的电流经过控制模块10流入用电设备，导致用电设备会发生闪烁现象。而本实用新型实施例提供的单火线智能开关，通过电源模块40为控制模块10独立供电，控制模块10无需与火线连接，因此当开关模块30关闭时，并不会有微弱的电流通过控制模块10流入用电设备，用电设备与火线处于完全断开的状态，从而避免单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，例如杜绝了在单火线智能开关关闭时灯具闪烁的问题。

电压检测模块20包括采样电路21以及耦接于采样电路21的比较电路22。采样电路21耦接于电源模块40以用于采样电源模块40的电源电压，并将采样信号输出到比较电路22。比较电路22耦接于控制模块10的主控单元11，且预设有基准电压，比较电路22用于将采样信号与基准电压比较，当采样信号的采样电压小于基准电压时，比较电路22输出检测信号至控制模块10，以使控制模块10根据检测信号控制开关模块30的开关状态，并通过开关模块30的开关状态控制用电设备的开关状态。例如，当采样信号的采样电压小于基准电压时，比较电路22输出低电平的检测信号至控制模块10，当控制模块10接收到低电平的检测信号，则控制开关模块30断开。本实施例中，比较电路22具体为比较器。基准电压是电源低电量临界值，基准电压可以根据电源模块40的额定电压来设置，例如将基准电源设置为额定电压的10％、5％等。在一些实施方式中，基准电压可以根据电源模块40的满电电压来设置。在一些实施方式中，比较电路22可以通过比较器等电子器件实现。

开关模块30包括第一开关31以及第二开关32。其中，第一开关31为电子开关，第二开关32为机械开关。

本实施例中，第一开关31与第二开关32并联设置，在第一开关31和第二开关32其中一个开关断开的情况下，另一个开关可单独控制用电设备的供电状态。也即，当需通过第一开关31控制用电设备时，第二开关32应维持断开状态。例如，用户可以主动地控制第二开关32断开，以通过第一开关31控制用电设备。或者，当需通过第二开关32控制用电设备时，第一开关31应维持在断开状态。例如，当电源模块40电量充足时，若用户想通过第二开关32控制用电设备，则可以主动地控制第一开关31断开。

具体在本实施例的开关模块30中，当采样信号的采样电压小于基准电压时，比较电路22输出检测信号至控制模块10，控制模块10接收到该检测信号时输出关闭信号至第一开关31，使第一开关31维持在断开状态，此时允许第二开关32单独控制用电设备的供电状态。本实施例中，第一开关31为单刀单掷继电器，能够提高单火线智能开关的使用寿命。控制模块10输出关闭信号使单刀单掷继电器的线圈保持在断电状态，进而使第一开关31维持断开。具体地，通过单刀单掷继电器的常开触点控制用电设备的供电状态，控制模块10接收到检测信号时使单刀单掷继电器的线圈断电，因此可以使单刀单掷继电器维持在断开状态。因此，在电源模块40电量不足时，用户还可以通过传统的机械开关来控制用电设备的供电状态，提高单火线智能开关的可靠性。

如图3所示，在一些实施方式中，第一开关31与第二开关32可以串联设置，在第一开关31和第二开关32其中一个开关闭合的情况下，另一个开关可单独控制用电设备的供电状态。也即，当需通过第一开关31控制用电设备时，第二开关32应维持闭合状态。例如，用户可以主动控制第二开关32闭合，以通过第一开关31控制用电设备。或者，当需通过第二开关32控制用电设备时，第一开关31应维持在闭合状态。例如，当电源模块10电量充足时，若用户想通过第二开关32控制用电设备，则可以主动控制第一开关31闭合。

当采样信号的采样电压小于基准电压时，比较电路22输出检测信号至控制模块10，当控制模块10接收到该检测信号时输出开启至第一开关31，使第一开关31维持在导通状态。第一开关31为单刀单掷继电器，控制模块10输出开启信号使单刀单掷继电器维持在闭合状态。具体地，通过单刀单掷继电器的常闭触点控制用电设备的供电状态，控制模块10接收到检测信号时使单刀单掷继电器的线圈断电，因此可以使单刀单掷继电器维持在导通状态。

在一些实施方式中，当控制模块10接收到检测信号时，控制模块10不仅可以根据检测信号控制开关模块30的开关状态，还能够输出一个控制信号至通信单元12，使通信单元12发出提醒信息。例如，通信单元12将提醒信息发送至与通信单元12通信的移动终端，以使该提醒信息能够被用户知晓。具体地，通信单元12将信号发送给网关，网关通过局域网或广域网将提醒信息发送给用户携带的移动终端，以提示用户电源模块40电量不足。由于当控制模块10接收到检测信号时，电源模块40并不是完全没电，只是电量不足，因此此时控制模块10仍然处于工作状态。

如图4所示，在一些实施方式中，单火线智能开关电路还包括耦接于控制模块10的触发模块50。控制模块10根据触发模块50的触发信号控制第一开关31的开关状态。触发模块50可以为轻触开关。用户不仅可以通过无线通信的方式控制第一开关31的开关状态，同时也可以通过触摸轻触开关来控制第一开关31的开关状态。轻触开关不同于传统的机械开关，轻触开关能够确提高用户使用时的手感和确保单火线智能开关的工业设计。

本实用新型实施例提供的单火线智能开关电路，设置开关模块、控制模块、电源模块以及电压检测模块。通过电源模块为控制模块提供电源，不需要电网中的电流维持控制模块工作，因此在控制模块控制开关模块断开火线与用电设备的连接时，电网中的电流并不会经过控制模块而流入用电设备，从而避免单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，例如杜绝了在单火线智能开关关闭时灯具闪烁的问题。同时通过电压检测模块检测电源模块的电压，使控制模块可以即时得知电源模块的电量。

如图5所示，本实用新型实施例还提供一种单火线智能开关200，该单火线智能开关包括壳体210、电路板220、按键230以及上述的单火线智能开关电路100。其中，单火线智能开关100设于电路板220上，电路板220设于壳体210内。按键230设于壳体210上，且连接于单火线智能开关100中的第二开关，用户可以通过按压按键230改变按键状态以通过按键230的按压状态控制第二开关的开关状态。

本实用新型实施例提供的单火线智能开关，设置开关模块、控制模块、电源模块以及电压检测模块。通过电源模块为控制模块提供电源，不需要电网中的电流维持控制模块工作，因此在控制模块控制开关模块断开火线与用电设备的连接时，电网中的电流并不会经过控制模块而流入用电设备，从而避免单火线智能开关导致的用电设备的异常现象，例如杜绝了在单火线智能开关关闭时灯具闪烁的问题。同时通过电压检测模块检测电源模块的电压，使控制模块可以即时得知电源模块的电量。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种单火线智能开关电路，其特征在于，包括：

开关模块，所述开关模块用于连接外部的火线输入端和火线输出端，其中火线输出端与外部用电设备连接；

控制模块，耦接于所述开关模块，且用于控制所述开关模块的开关状态，以通过所述开关模块的开关状态控制所述用电设备的开关状态；

电源模块，耦接于所述控制模块，且用于为所述控制模块供电；以及

电压检测模块，耦接于所述电源模块以及所述控制模块，且用于检测所述电源模块的电压并将检测信号输出到所述控制模块。

2.如权利要求1所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述电压检测模块包括用于采样所述电源模块电压的采样电路以及耦接于所述采样电路的比较电路；所述采样电路还用于将采样信号输出到所述比较电路；所述比较电路预设有基准电压，所述比较电路用于将所述采样信号的采样电压与所述基准电压比较，当所述采样电压小于所述基准电压时，所述电压检测模块输出检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述检测信号控制所述开关模块的开关状态，以通过所述开关模块的开关状态控制所述用电设备的开关状态。

3.如权利要求2所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关和第二开关，其中，所述第一开关与所述第二开关并联设置，当所述采样电压小于所述基准电压时，所述控制模块根据所述检测信号输出关闭信号至所述第一开关使所述第一开关维持在断开状态，以允许所述第二开关单独控制所述用电设备的开关状态。

4.如权利要求2所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关和第二开关，其中，所述第一开关与所述第二开关串联设置，当所述采样电压小于所述基准电压时，所述控制模块根据所述检测信号输出开启信号至所述第一开关使所述第一开关维持在导通状态，以允许所述第二开关单独控制所述用电设备的开关状态。

5.如权利要求3或4所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述控制模块包括通信单元，所述通信单元用于与外部的控制器无线连接以接收所述控制器发送的触发信号，并用于根据所述触发信号控制所述第一开关的开关状态。

6.如权利要求3或4所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述单火线智能开关电路还包括触发模块，所述触发模块耦接于所述控制模块，所述控制模块根据所述触发模块的触发信号控制所述第一开关的开关状态。

7.如权利要求3或4所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述第一开关为电子开关，所述第二开关为机械开关。

8.如权利要求3或4所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述第一开关为单刀单掷继电器。

9.如权利要求3或4所述的单火线智能开关电路，其特征在于，所述电源模块包括以下至少一项：干电池或纽扣电池。

10.一种单火线智能开关，其特征在于，包括如上述权利要求3～9任一项权利要求所述的单火线智能开关电路，所述单火线智能开关还包括：

壳体；

电路板，设于所述壳体内；以及

按键，设于所述壳体；

所述单火线智能开关电路设于所述电路板上，所述按键连接于所述第二开关以通过所述按键的按压状态控制所述第二开关的开关状态。

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