CN211580263U - 一种单火线开关电路及单火线开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电器开关技术领域，提供了一种单火线开关电路及单火线开关，包括取电模块、限流模块、智能模块、及开关模块；取电模块分别与交流电和限流模块连接，用于将交流电转换为直流电进行取电，并输出至限流模块；限流模块分别与取电模块、智能模块和开关模块连接，用于提供智能模块和开关模块的供电，及在开关模块进行开关动作瞬间对取电模块所提供的峰值电流进行限流处理；智能模块分别与限流模块和开关模块连接，用于根据所接收的控制信号控制开关模块的工作状态；开关模块分别与限流模块、智能模块、及外接负载连接，用于根据智能模块的控制信号进行相应的开关动作。本实用新型解决单火线开关在开关动作时外接负载会产生灯闪的问题。

Description

一种单火线开关电路及单火线开关

技术领域

本实用新型属于电器开关技术领域，尤其涉及一种单火线开关电路及单火线开关。

背景技术

单火开关电路因为取电的困难，目前市面上主流的控制方案都是通过磁保持继电器来控制灯的亮灭。磁保持继电器在动作的瞬间需要较大的电流，而单火开关是和灯一起串接在市电网络中的，当继电器上需要消耗较大的电流时，这个大电流同时会流过灯，从而造成灯有鬼火和闪灯的现象。每开关一次就需要一次大电流，特别是当接两个以上灯泡时，因为多个灯泡同时并接在这个开关上，当操作其中一个灯泡的继电器时，另一个未操作的灯上同时会分流这个动作电流。最终造成的效果是开关一个灯泡，另一个灯泡也会产生很大的闪灯问题。这是目前市面上大部分单火开关为何在操作小功率灯泡时用户体验差的根本原因。可见，现有技术中，开关动作时小功率灯泡存在灯闪的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种单火线开关电路，旨在解决现有单火线开关进行开关动作时外接负载会产生灯闪的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种单火线开关电路，包括取电模块、限流模块、智能模块、及开关模块；

所述取电模块分别与交流电和所述限流模块连接，用于将交流电转换为直流电进行取电，并输出至所述限流模块；

所述限流模块分别与所述取电模块、所述智能模块和所述开关模块连接，用于提供所述智能模块和所述开关模块的供电，及在所述开关模块进行开关动作瞬间对所述取电模块所提供的峰值电流进行限流处理；

所述智能模块分别与所述限流模块和所述开关模块连接，用于根据所接收的控制信号相应的控制所述开关模块的工作状态；

所述开关模块分别与所述限流模块、所述智能模块、及外接负载连接，用于根据所述智能模块的控制信号进行相应的开关动作。

更进一步的，所述限流模块包括：

分别与所述取电模块、所述开关模块供电端、及所述智能模块供电端连接，用于限制由所述取电模块提供至所述开关模块的电流大小的限流单元；

分别与所述取电模块和所述限流单元连接，用于控制所述限流单元输出的峰值电流大小的控制单元；及

分别与所述限流单元、所述开关模块供电端、及所述智能模块供电端连接，用于吸收所述限流单元提供的电能及在所述开关模块进行开关动作瞬间提供电流至所述开关模块的储能单元。

更进一步的，所述限流模块还包括：

分别与所述取电模块、所述智能模块、及所述储能单元连接，用于根据所述智能模块的控制信号控制是否输出电流至所述储能单元的通断单元。

更进一步的，所述限流单元为第一三极管、所述控制单元为控制电阻、所述储能单元为储能电容，所述第一三极管的第一端与所述取电模块和所述控制电阻的一端连接，所述第一三极管的第二端与所述控制电阻的另一端连接，所述第一三极管的第三端与所述储能电容一端、所述开关模块供电端、及所述智能模块供电端连接，所述储能电容的另一端接地。

更进一步的，所述通断单元为第二三极管，所述第二三极管的第一端与所述取电模块连接，所述第二三极管的第二端与所述智能模块控制端连接，所述第二三极管的第三端与所述储能单元连接。

更进一步的，所述开关模块的数量为多个，各个所述开关模块供电端均与所述限流模块连接，各个所述开关模块控制端均分别与所述智能模块连接，各个所述开关模块输出端均分别与与其对应的外接负载一端连接。

更进一步的，所述开关模块为磁保持继电器。

更进一步的，所述电路还包括设于所述限流模块和所述智能模块之间的转换模块，所述转换模块用于将所述限流模块输出的电能转换为稳定的供电电源至所述智能模块，以提供所述智能模块的稳定供电。

本实用新型另一实施例还提供一种单火线开关，所述单火线开关包括上述所述的单火线开关电路。

本实用新型实施例提供的单火线开关电路，通过设置的取电模块实现对交流电的取电及转换为直流电，通过设置的智能模块使得可根据外部的控制信号相应的控制开关模块的工作状态，以控制于开关模块连接的外接负载的工作状态，通过设置的限流模块实现对开关模块及智能模块的供电及在开关模块进行开关动作的瞬间对取电模块提供的峰值电流进行限流，使得限制流入至开关模块的电流的大小，此时通过延长流至开关模块的电流时间，使得可同样驱动开关模块的开关动作，同时由于限制流入至开关模块的电流大小，使得流至外接负载的电流处于阈值范围内，因此不会造成灯闪的现象，使得解决了现有单火线开关进行开关动作时外接负载会产生灯闪的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的单火线开关电路的模块示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的单火线开关电路的模块示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的单火线开关电路的实施电路示意图；

图4是本实用新型又一实施例提供的单火线开关电路的模块示意图；

图5是本实用新型又一实施例提供的单火线开关电路的实施电路示意图；

图6是本实用新型再一实施例提供的单火线开关电路的模块示意图；

图7是本实用新型再一实施例提供的单火线开关电路的实施电路示意图；

图8是本实用新型还一实施例提供的单火线开关电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型通过设置限流模块使得限制流入至开关模块的电流的大小，从而保证开关模块进行开关动作的同时其流入的电流足够小，使得在使用小功率负载灯时也不会产生灯闪的问题。

实施例一

请参阅图1，是本实用新型第一实施例提供的单火线开关电路的模块示意图，该单火线开关电路包括取电模块20、限流模块30、智能模块40、及开关模块50；

取电模块20分别与交流电和限流模块30连接，用于将交流电转换为直流电进行取电，并输出至限流模块30；

限流模块30分别与取电模块20、智能模块40和开关模块50连接，用于提供智能模块40和开关模块50的供电，及在开关模块50进行开关动作瞬间对取电模块20所提供的峰值电流进行限流处理；

智能模块40分别与限流模块30和开关模块50连接，用于根据所接收的控制信号相应的控制开关模块50的工作状态；

开关模块50分别与限流模块30、智能模块40、及外接负载100连接，用于根据智能模块40的控制信号进行相应的开关动作。

其中，在本实用新型的一个实施例中，其取电模块20与交流电的第一端 AC1连接，用于将交流电转换为直流电进行取电，以提供单火线开关电路的工作供电。其中，在本实用新型的一个实施例中，其取电模块20可以包括开态取电单元和关态取电单元，其中在该单火线开关电路检测到与其连接的外接负载 100处于工作状态时，此时取电模块20受控控制开态取电单元进行开态取电；在该单火线开关电路检测到与其连接的外接负载100处于不工作状态时，其驱动模块受控切换至关态取电单元进行关态取电。

其中，在本实用新型的一个实施例中，其智能模块40供电端与限流模块 30连接，智能模块40输出端与开关模块50控制端连接，智能模块40用于接收限流模块30所提供的供电以及根据所接收的开关控制相应的控制开关模块 50的工作状态，具体的，其智能模块40可以为一内部设有通信模块的微控制单元32(Microcontroller UnitMCU)，其同时还与外部的开关按键连接。其中需要指出的是，其通信模块可以为ZIGBEE模块、蓝牙模块、NB-IoT模块 (Narrow Band Internet ofThings窄带物联网)、LoRa模块(Long Range Radio 远距离无线电)中的任意一个或多个。

在用户进行开关按键操作或用户通过终端设备使用无线方式与通信模块进行通信时，其智能模块40可接收到外部的按键控制信号或无线控制信号，此时智能模块40根据所接收的控制信号相应的驱动控制开关模块50的工作状态。例如，用户按压闭合该开关按键或使用终端设备通过无线控制开启外接负载 100时，其智能模块40根据控制信号相应控制开关模块50进行工作，以使开关模块50控制外接负载100进行工作。

其中，在本实用新型的一个实施例中，其开关模块50供电端与限流模块 30连接，开关模块50控制端与智能模块40输出端连接，开关模块50输出端与外接负载100连接，开关模块50用于接收限流模块30所提供的供电以及根据智能模块40的控制相应的控制外接负载100的工作状态，其中，本实施例中，该开关模块50可以为一磁保持继电器。进一步地，该外接负载100一端与开关模块50连接，外接负载100另一端与交流电的第二端AC2连接，其中，需要指出的是，本实施例中，该外接负载100可以为一负载灯具，其交流电的第一端AC1为火线端L，交流电的第二端AC2为零线端N，可以理解的，本实用新型的其他实施例中，其外接负载100还可以为其他，其可根据实际使用需要进行设置，在此不做限定。

其中，在本实用新型的一个实施例中，其限流模块30分别与取电模块20、智能模块40、及开关模块50连接，用于接收取电模块20所提供的直流电，以提供至智能模块40和开关模块50供电，以及在开关模块50进行开关动作瞬间对取电模块20所提供的峰值电流进行限流处理。

现有技术中，由于开关模块50进行开关动作的瞬间，由于磁保持继电器需要消耗较多的能量，并且因为磁保持继电器的特殊性，该能量是一个较短但是峰值很高的冲击能量，使得其磁保持继电器反馈至取电模块20，以使取电模块 20提供一较高峰值的大电流至开关模块50，使开关模块50能够继续进行开关动作。然而在开关模块50实现对负载灯具的关灯过程时，其冲击能量会流至与其连接的负载灯具，从而造成负载灯具先变暗，然后突然爆闪一下再完成熄灭，使得产生灯闪现象，降低用户的体验效果。

本实施例中，正常工作时，当用户通过按压外部的开关按键或者通过终端设备使用无线方式进行开关控制时，其智能模块40接收到开关控制信号，并通过内部的软件判断后驱动对应的磁保持继电器，以完成负载灯具的亮灭操作。具体的，其通过限流模块30为智能模块40及开关模块50进行供电，在智能模块40控制开关模块50进行开关动作瞬间时，其限流模块30对取电模块20所提供的峰值电流进行限流处理，使得限制流入至开关模块50的峰值电流的大小，此时通过长时间低峰值电流的驱动方式实现对磁保持继电器的开关驱动，从而使得流至负载灯具的电流处于阈值范围内，使得不会造成灯闪的现象。

本实施例中，通过设置的取电模块实现对交流电的取电及转换为直流电，通过设置的智能模块使得可根据外部的控制信号相应的控制开关模块的工作状态，以控制与开关模块连接的外接负载的工作状态，通过设置的限流模块实现对开关模块及智能模块的供电及在开关模块进行开关动作的瞬间对取电模块提供的峰值电流进行限流，使得限制流入至开关模块的电流的大小，此时通过延长流至开关模块的电流时间，使得可同样驱动开关模块的开关动作，同时由于限制流入至开关模块的电流大小，使得流至外接负载的电流处于阈值范围内，因此不会造成灯闪的现象，使得解决了现有单火线开关进行开关动作时外接负载会产生灯闪的问题。

实施例二

请参阅图2，是本实用新型第二实施例提供的一种单火线开关电路的模块示意图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，限流模块30包括：

分别与取电模块20、开关模块50供电端、及智能模块40供电端连接，用于限制由取电模块20提供至开关模块50的电流大小的限流单元31；

分别与取电模块20和限流单元31连接，用于控制限流单元31输出的峰值电流大小的控制单元32；及

分别与限流单元31、开关模块50供电端、及智能模块40供电端连接，用于吸收限流单元31提供的电能及在开关模块50进行开关动作瞬间提供电流至开关模块50的储能单元33。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，具体实施时，参阅图3所示，限流单元31为第一三极管Q1、控制单元32为控制电阻R1、储能单元33为储能电容C1，第一三极管Q1的第一端与取电模块20和控制电阻R1的一端连接，第一三极管Q1的第二端与控制电阻R1的另一端连接，第一三极管Q1的第三端与储能电容C1一端、开关模块50供电端、及智能模块40供电端连接，储能电容C1的另一端接地。

进一步地，该第一三极管Q1为NPN型三极管，其第一端为集电极c，其第二端为基极b，第三端为发射极e。可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，其限流单元31还可以为场效应管，其根据实际使用需要进行设置，在此不做限定。进一步地，其开关模块50具体为磁保持继电器。

正常工作时，其取电模块20上电工作后将交流电转换为直流电进行取电，并输出至限流模块30，其中由于控制电阻R1的分压，使得其第一三极管Q1 的基极b电压小于集电极c的电压，使得第一三极管Q1处于导通状态，同时由于第一三极管Q1为NPN型三极管，此时根据三极管的特性，其在放大区内，第一三极管Q1的Ice电流受控于Ib，而Ice＝βIb，其中，Ice为集电极c与发射极e之间的电流，Ib为基极电流，β为第一三极管Q1的放大倍数。因此，此时通过调节控制电阻R1的阻值大小，使得可以调节流经第一三极管Q1的基极b 电流Ib的大小，进而控制Ice的电流大小。进一步地，第一三极管Q1导通的同时开始为储能电容C1进行充电，此时由于第一三极管Q1控制导通的集电极 c与发射极e之间电流Ice的最大电流，因此其给储能电容C1进行充电的电流最大为Ice，使得限制了给储能电容C1充电的峰值电流大小。

进一步地，此时开关模块50和智能模块40开始接收第一三极管Q1及储能电容C1所提供的供电进行工作，此时智能模块40开始正常工作，当用户通过外部的开关按键或者通过终端设备使用无线方式进行开关控制，使得其智能模块40接收到开关控制信号时，其智能模块40控制开关模块50进行开关动作，此时在磁保持继电器进行开关动作瞬间，其由于第一三极管Q1的存在，使得其只能限制以Ice的峰值电流大小流入至磁保持继电器中，使得降低了取电模块20所提供的瞬态的峰值电流，此时通过延长流至磁保持继电器的电流时间，使得驱动磁保持继电器的开关动作，从而使得流至负载灯具的电流处于阈值范围内，使得不会造成灯闪的现象。

实施例三

请参阅图4，是本实用新型第三实施例提供的一种单火线开关电路的模块示意图，该第三实施例与第二实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，该限流模块30还包括：：

分别与取电模块20、智能模块40、及储能单元33连接，用于根据智能模块40的控制信号控制是否输出电流至所述储能单元33的通断单元34。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，具体实施时，参阅图5所示，通断单元34为第二三极管Q2，第二三极管Q2的第一端与取电模块20连接，第二三极管Q2的第二端与智能模块40控制端连接，第二三极管Q2的第三端与储能单元33连接。

进一步地，该第二三极管Q2为PNP型三极管，其第一端为发射极e，其第二端为基极b，第三端为集电极c。可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，其通断单元34还可以为场效应管，其根据实际使用需要进行设置，在此不做限定。

正常工作时，其取电模块20上电工作后将交流电转换为直流电进行取电，其由于取电模块20上电工作瞬间，其智能模块40还未获取到储能电容C1所提供的供电，因此其智能模块40还未开始工作，此时其第二三极管Q2的基极 b电压为零，使得其第二三极管Q2处于导通状态，因此取电模块20中的部分电流通过第二三极管Q2流入至储能电容C1，使得其单火线开关电路上电瞬间，其分别由第一三极管Q1和第二三极管Q2流入电流至储能电容C1，使得其储能电容C1的充电电流较大，使得储能电容C1的电压上升更快，使得更快实现智能模块40及开关模块50的正常工作，从而降低了由于设置的限流模块30 所导致的对上电正常工作时间的影响。在智能模块40正常工作后，其智能模块 40控制端输出高电平信号，使得第二三极管Q2的基极b为高电平，此时第二三极管Q2处于不导通状态。此时由于第二三极管Q2的设置，使得可加快单火线开关电路在上电开机时的开机启动时间。

本实施例中，通过限流模块中设置有通断单元，使得可加快单火线开关电路在上电开机时的开机启动时间。

实施例四

请参阅图6，是本实用新型第四实施例提供的一种单火线开关电路的模块示意图，该第四实施例与第三实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，该单火线开关电路还包括设于限流模块30和智能模块40之间的转换模块 60，转换模块60用于将限流模块30输出的电能转换为稳定的供电电源至智能模块40，以提供智能模块40的稳定供电。

进一步地，本实施例中，由于开关模块50与智能模块40所需工作电压不同，因此，提供设置有转换模块60将限流单元31及储能单元33所提供的电能转换为智能模块40正常工作所需的供电电源，使得智能模块40和开关模块50 能够以不同的工作电压进行正常工作，其具体实施时的电路图如图7所示。可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，其在第一实施例和第二实施例的基础上也可设置有该转换模块60，以实现电能的转换。

实施例五

请参阅图8，是本实用新型第五实施例提供的一种单火线开关电路的电路示意图，该第五实施例与第四实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，开关模块50的数量为多个，各个开关模块50供电端均与限流模块30连接，各个开关模块50控制端均分别与智能模块40连接，各个开关模块50输出端均分别与与其对应的外接负载100一端连接，各个外接负载100的另一端均与交流电的第二端AC2连接。其中，本实施例中，该第二端AC2为零线端N。

具体的，本实施例中，该开关模块50的数量为两个，其外接负载100的数量为两个，此时用户通过按压外部的任一开关按键或者通过终端设备使用无线方式进行开关控制时，其智能模块40接收到开关控制信号，根据该开关控制信号，通过内部的软件判断后驱动对应的磁保持继电器，以完成对应的负载灯具的亮灭操作。需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，其开关模块50 的数量还可以为其他，其根据实际使用需求进行设置，在此不做限定。

现有技术中，依照第一实施例所述，在开关某一负载灯具时，当另一个负载灯具为亮的状态，此时所进行开关的负载灯具上会产生突亮或灯闪的现象；当另一个负载灯具是灭的状态，此时两个负载灯具都会有突亮现象，使得产生鬼火和灯闪现象，对用户造成非常不好的体验效果。

本实施例中，正常工作时，由于限流模块30对取电模块20所提供的峰值电流进行限流处理，使得不会产生瞬态的峰值电流，同时由于限流模块30限制流入至开关模块50的峰值电流的大小，此时通过长时间低峰值电流的驱动方式实现对磁保持继电器的开关驱动，从而使得流至负载灯具的电流处于阈值范围内，而此时不会有过余电流分流至其他负载灯具上，使得不会对其他负载灯具造成灯闪的影响。可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，其在第一实施例至第三实施例的基础上也可设置有多个开关模块50，以实现多个外接负载 100的开关控制。

实施例六

本实用新型第六实施例还提供了一种单火线开关，该单火线开关包括上述实施例一至实施例五任意一项所述的单火线开关电路。其单火线开关与外接负载连接，在具体使用时，由于单火线开关进行上电工作或开关与其连接的外接负载的工作瞬间，用于限流模块的限流作用，使得其不会提供瞬态的峰值电流至外接负载，而是提供一限流后满足外接负载正常工作的电流至外接负载，使得实现外接负载的正常亮灭，而不会产生灯闪或鬼火的现象。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单火线开关电路，其特征在于，所述电路包括取电模块、限流模块、智能模块、及开关模块；

所述取电模块分别与交流电和所述限流模块连接，用于将交流电转换为直流电进行取电，并输出至所述限流模块；

所述限流模块分别与所述取电模块、所述智能模块和所述开关模块连接，用于提供所述智能模块和所述开关模块的供电，及在所述开关模块进行开关动作瞬间对所述取电模块所提供的峰值电流进行限流处理；

所述智能模块分别与所述限流模块和所述开关模块连接，用于根据所接收的控制信号相应的控制所述开关模块的工作状态；

所述开关模块分别与所述限流模块、所述智能模块、及外接负载连接，用于根据所述智能模块的控制信号进行相应的开关动作。

2.如权利要求1所述的单火线开关电路，其特征在于，所述限流模块包括：

分别与所述取电模块、所述开关模块供电端、及所述智能模块供电端连接，用于限制由所述取电模块提供至所述开关模块的电流大小的限流单元；

分别与所述取电模块和所述限流单元连接，用于控制所述限流单元输出的峰值电流大小的控制单元；及

分别与所述限流单元、所述开关模块供电端、及所述智能模块供电端连接，用于吸收所述限流单元提供的电能及在所述开关模块进行开关动作瞬间提供电流至所述开关模块的储能单元。

3.如权利要求2所述的单火线开关电路，其特征在于，所述限流模块还包括：

分别与所述取电模块、所述智能模块、及所述储能单元连接，用于根据所述智能模块的控制信号控制是否输出电流至所述储能单元的通断单元。

4.如权利要求2所述的单火线开关电路，其特征在于，所述限流单元为第一三极管、所述控制单元为控制电阻、所述储能单元为储能电容，所述第一三极管的第一端与所述取电模块和所述控制电阻的一端连接，所述第一三极管的第二端与所述控制电阻的另一端连接，所述第一三极管的第三端与所述储能电容一端、所述开关模块供电端、及所述智能模块供电端连接，所述储能电容的另一端接地。

5.如权利要求3所述的单火线开关电路，其特征在于，所述通断单元为第二三极管，所述第二三极管的第一端与所述取电模块连接，所述第二三极管的第二端与所述智能模块控制端连接，所述第二三极管的第三端与所述储能单元连接。

6.如权利要求1所述的单火线开关电路，其特征在于，所述开关模块的数量为多个，各个所述开关模块供电端均与所述限流模块连接，各个所述开关模块控制端均分别与所述智能模块连接，各个所述开关模块输出端均分别与与其对应的外接负载一端连接。

7.如权利要求1所述的单火线开关电路，其特征在于，所述开关模块为磁保持继电器。

8.如权利要求1所述的单火线开关电路，其特征在于，所述电路还包括设于所述限流模块和所述智能模块之间的转换模块，所述转换模块用于将所述限流模块输出的电能转换为稳定的供电电源至所述智能模块，以提供所述智能模块的稳定供电。

9.一种单火线开关，其特征在于，所述开关包括权利1-8任意一项所述的单火线开关电路。

Images