CN211720263U

CN211720263U - 智能开关、无线控制装置与供电控制系统

Info

Publication number: CN211720263U
Application number: CN202020659640.4U
Authority: CN
Inventors: 焦韵; 刘允臻; 程小科
Original assignee: Wuhan Linptech Co Ltd
Current assignee: Wuhan Linptech Co Ltd
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2020-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-27

Abstract

本实用新型提供了一种智能开关、无线控制装置与供电控制系统，智能开关，包括壳体，以及设于所述壳体的ON态取电电路、OFF态取电电路、处理及通信电路、输出开关，以及用于驱动所述输出开关通断的开关驱动电路；所述OFF态取电电路连接于火线连接端与外部负载之间；所述ON态取电电路与所述输出开关串联之后连接于所述火线连接端与所述外部负载之间；所述ON态取电电路与所述OFF态取电电路通过所述火线连接端连接火线，所述ON态取电电路与所述OFF态取电电路通过所述外部负载连接至零线；所述ON态取电电路的输出和所述OFF态取电电路的输出合并后能够为所述处理及通信电路和所述开关驱动电路供电。

Description

智能开关、无线控制装置与供电控制系统

技术领域

本实用新型涉及开关领域，尤其涉及一种智能开关、无线控制装置与供电控制系统。

背景技术

随着智能家居及IOT技术的发展，越来越多的用户希望将家中的传统机械开关更换成智能开关。智能开关需要火线零线双线供电给智能开关本身的电路提供电能(例如为处理器和通信电路供电，使其正常工作)。

然而，对于部分房子来说(例如比较老旧的房子)，若装修时并未配置走零线到开关的线路(即在只有单火线的情境下)，现有的零火线的智能开关将无法使用。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能开关、无线控制装置与供电控制系统，以解决现有的零火线的智能开关将无法使用的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种智能开关，包括壳体，以及设于所述壳体的ON态取电电路、OFF态取电电路、处理及通信电路、输出开关，以及用于驱动所述输出开关通断的开关驱动电路；

所述OFF态取电电路连接于火线连接端与外部负载之间；所述ON态取电电路与所述输出开关串联之后连接于所述火线连接端与所述外部负载之间；所述ON态取电电路与所述OFF态取电电路通过所述火线连接端连接火线，所述ON态取电电路与所述OFF态取电电路通过所述外部负载连接至零线；

所述ON态取电电路的输出和所述OFF态取电电路的输出合并后能够为所述处理及通信电路和所述开关驱动电路供电。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种无线控制装置，包括自发电开关与第一方面可选方案涉及的智能开关。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种无线控制装置，包括智能设备与第一方面可选方案涉及的智能开关。

根据本实用新型的第四方面，提供了一种供电控制系统，包括第二方面及其可选方案涉及的无线控制装置与智能设备，所述处理及通信电路还能够直接或间接与所述智能设备通信，以在所述智能设备的遥控下利用所述开关驱动电路控制所述输出开关的打开与关闭。

根据本实用新型的第五方面，提供了一种ON态取电电路的取电方法，应用于第一方面可选方案涉及的智能开关中所述输出开关导通时的ON态取电电路，所述的取电方法，包括：

重复执行以下过程：

当所述比较器控制所述ON态取电开关管保持关断，并控制所述参考电压变换模块反馈第一参考电压，且智能开关所接入的交流电进入负半周期时，负半波电流经所述零线、所述外部负载与所述输出开关流向所述整流储能模块，所述整流储能模块开始被充电，所述整流储能模块的电压随之上升；

当所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压高于所述第一参考电压时，所述比较器控制所述ON态取电开关管导通，并控制所述参考电压变换模块变换为反馈第二参考电压，所述第二参考电压小于所述第一参考电压，此时，经所述零线、所述外部负载与所述输出开关传输而来的电流经所述火线连接端流向所述火线，所述整流储能模块不再被充电，所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压开始下降；

当所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压低于所述第二参考电压时，所述比较器控制所述ON态取电开关管关断，并控制所述参考电压变换模块反馈第一参考电压。

本实用新型提供的智能开关、无线控制装置与供电控制系统中，由于OFF态取电电路的一端，以及所述输出开关与ON态取电电路串联后的一端均连接至外部负载的连接火线的一端，并通过所述外部负载连接至零线，智能开关中可只连接火线，进而，在未配置零线到开关的线路的情况下，智能开关依旧能够取电以满足内部的处理及通信电路和开关驱动电路的供电需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中智能开关的构造示意图一；

图2是本实用新型一实施例中智能开关的构造示意图二；

图3是本实用新型一实施例中智能开关的构造示意图三；

图4是本实用新型一实施例中ON态取电电路的构造示意图一；

图5是本实用新型一实施例中ON态取电电路的构造示意图二；

图6是本实用新型一实施例中ON态取电电路的电路示意图；

图7a是本实用新型一实施例中ON态取电电路中交流电与充电电流波形图；

图7b是本实用新型一实施例中ON态取电电路中交流电与RC充放电电压波形图；

图8是本实用新型一实施例中OFF态取电电路的电路示意图；

图9a是电容式驱动电路的原理示意图一；

图9b是电容式驱动电路的原理示意图二；

图10是本实用新型一实施例中电容式单稳态驱动电路的电路示意图；

图11是本实用新型一实施例中桥式驱动电路的电路示意图；

图12是本实用新型一实施例中无线控制装置的构造示意图一；

图13是本实用新型一实施例中无线控制装置的构造示意图二；

图14是本实用新型一实施例中无线控制装置的构造示意图三；

图15是本实用新型一实施例中供电控制系统的构造示意图；

图16是本实用新型一实施例中ON态取电电路的取电方法的流程示意图一；

图17是本实用新型一实施例中ON态取电电路的取电方法的流程示意图二。

附图标记说明：

1-智能开关；

11-ON态取电电路；

111-电压调节器；

1112反馈电压变换单元；

1111-参考电压变换单元；

112-整流储能单元；

12-OFF态取电电路；

13-开关驱动电路；

14-输出开关；

15-处理及通信电路；

16-电压变换电路；

17-储能电路；

18-射频天线；

19-蓝牙天线；

2-外部负载；

21-负载灯；

3-自发电开关；

31-处理模块；

32-无线模块；

33-动能发电模块；

34-DCDC模块；

35-按键输入模块；

4-智能设备；

S1-输出开关；

D1-ON态旁路二极管；

D2-第一隔离二极管；

D3-第二隔离二极管；

D4-第三隔离二极管；

D5-整流二极管；

D6-初级侧二极管；

D7-次级侧第一二极管；

D8-次级侧第二二极管；

D9-次级侧第三二极管；

D10-次级侧第四二极管；

D11-驱动电路二极管；

D12-二极管；

Dz1-反馈电压稳压二极管；

Dz2-稳压二极管；

Dz3初级侧稳压二极管；

Q1-ON态取电开关管；

Q2-参考电压转换三极管；

Q3-达林顿管；

Q4-驱动电路第一MOS管；

Q5-驱动电路第二MOS管；

Q6-驱动电路第一三极管；

Q7-驱动电路第二三极管；

Q8-驱动电路第三三极管；

Q9-驱动电路第四三极管；

Q10-驱动电路第五三极管；

Q11-驱动电路第六三极管；

A1-比较器；

C1-储能电容；

C2-反馈电容；

C3-输入电容；

C4-储能电容；

C5-旁路电容；

C6-初级侧电容；

C7-次级侧第一电容；

C8-次级侧第二电容；

C9-采样电容；

C10-次级侧第三电容；

C11-驱动电路电容；

R11-第一分压电阻；

R12-第二分压电阻；

R13-反馈电阻；

R14、R15、R16、R17-电阻；

R21、R22、R23、R24、R25-电阻；

R31、R32、R33-电阻；

T-变压器；

U1-电源芯片。

具体实施方式

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、完整地描述，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1是本实用新型一实施例中智能开关的构造示意图一。

请参考图1，智能开关1，包括壳体，以及设于所述壳体的ON态取电电路11、OFF态取电电路12、处理及通信电路15、输出开关14，以及用于驱动所述输出开关14通断的开关驱动电路13。该智能开关1可以为单火取电智能开关1。

所述OFF态取电电路12连接于火线连接端(未图示)与外部负载2之间；所述ON态取电电路11与所述输出开关14串联之后连接于所述火线连接端与所述外部负载2之间；所述ON态取电电路11与所述OFF态取电电路12通过所述火线连接端连接火线，所述ON态取电电路11与所述OFF态取电电路12通过所述外部负载2连接至零线；

所述ON态取电电路11的输出和所述OFF态取电电路12的输出合并后能够为所述处理及通信电路15和所述开关驱动电路13供电。

其中的合并可理解为：ON态取电电路11与OFF态取电电路12可直接或间接经某个或某些相同的电路位置为处理及通信电路15供电，以及：ON态取电电路11与OFF态取电电路12可直接或间接经某个或某些相同的电路位置为开关驱动电路13供电。同时，所述ON态取电电路11的输出和所述OFF态取电电路12的输出还可对开关内其他需用电的器件供电而不限于以上举例。

可见，以上方案中，由于OFF态取电电路的一端，以及所述输出开关与ON态取电电路串联后的一端均连接至外部负载的连接火线的一端，并通过所述外部负载连接至零线，智能开关中可只连接火线，进而，在未配置零线到开关的线路的情况下，智能开关依旧能够取电以满足内部的处理及通信电路和开关驱动电路的供电需求。

以上所涉及的智能开关1可以是墙壁开关，也可以是其他需连接至火线与零线之间的开关，只要其实现了以上的电路构造，不论具体为何种开关，均不脱离本实用新型实施例的描述。

其中的输出开关14，可以为任意可对线路的通断进行控制的器件或器件的组合，例如可以包括继电器，对应的，开关驱动电路13可以为继电器驱动电路。

其中的ON态取电电路与OFF态取电电路可选择本领域任意已有的或改进的取电电路。

此外，基于当前的连接关系，可实现以下过程：

输出开关14自导通变化为断开时，ON态取电电路11被断路，在放电后，其可不再继续为所述处理及通信电路15与所述开关驱动电路13等供电，同时，可转而利用OFF态取电电路12直接或间接为所述处理及通信电路15与所述开关驱动电路13等供电。

图2是本实用新型一实施例中智能开关的构造示意图二；图3是本实用新型一实施例中单火取电智能墙壁开关的构造示意图三。

请参考图2与图3，所述ON态取电电路11包括：电压调节器111、ON态取电开关管Q1、ON态旁路二极管D1与整流储能单元112。同时，其中的输出开关14可被表征为输出开关S1。

所述ON态取电开关管Q1与所述输出开关S1串联后连接于所述火线连接端与所述外部负载2之间；所述ON态旁路二极管D1并联于所述ON态取电开关Q1。

一种实施方式中，如图1至图3所示，所述ON态取电开关管Q1连接于所述火线连接端与所述输出开关S1的第一端之间，所述输出开关S1的第二端连接至所述外部负载2(例如负载灯21)；所述ON态旁路二极管D1的正极连接火线连接端，负极连接至所述输出开关S1的第一端。在其他实施方式中，火线与零线相对于智能开关的连接位置也可以互换，而不限于图1至图3的示意。

所述整流储能单元112连接所述ON态取电开关管Q1与所述输出开关S1之间的ON态取电节点N1，用于存储所述ON态取电节点N1产生的电能，所述整流储能单元12所存储的电能能够直接或间接被输出至所述处理及通信电路15与所述开关驱动电路13。

所述电压调节器111连接整流储能单元112，以采集所述整流储能单元的电压(例如其用于储能的储能电容C1的电压)，所述电压调节器111还连接所述ON态取电开关管Q1的控制极，以根据所采集到的电压，控制所述ON态取电开关管Q1的通断。

其中的ON态取电开关管可以为ON态取电MOS管，例如为NMOS管。其他举例中，ON态取电开关也可以采用三极管或其他可受控切换通断的器件。若采用MOS管，则ON态取电开关管的控制极即为其栅极，若采用三极管，则ON态取电开关管的控制极即为其基极。

基于ON态取电电路11中的整流储能单元112、ON态取电开关管Q1与ON态旁路二极管D1之间的电路构造，当输出开关S1闭合，ON态取电开关管Q1关断时，交流电正半波时，电流从火线经过ON态旁路二极管D1和输出开关S1向负载灯21供电；交流电负半波时，ON态旁路二极管D1反向截止，电流从零线经过负载灯21和输出开关S1向整流储能单元充电。

针对于电压调节器111的作用，电压调节器111可监测整流储能单元112中的电压，当满足一定条件时(例如达到参考电压时)，电压调节器111输出信号可导通ON态取电开关管Q1，ON态取电的整流储能单元112被旁路掉，不再对整流储能单元112进行充电，同时，整流储能单元112会直接或间接继续放电给后端电路(例如处理及通信电路15、开关驱动电路13等)供电。放电一定时间后，电压调节器111会再次输出信号关断ON态取电开关管Q1，此时，若所接入的交流电处于正半周时，ON态取电开关管Q1处于关断状态，不会给整流储能单元充电，等到下一个负半周到来时，电路将开始给整流储能单元112充电。

可见，通过以上电路构造，可便于实现整流储能单元的充放电过程，且充放电过程的控制是以整流储能单元112的电压为依据的，进而，可使得控制过程及时准确地匹配于电路与所输入交流电的实际状态。不论充放电的过程如何，实现该充电过程的具体电路构造如何，均不脱离本实用新型实施例的描述。

图4是本实用新型一实施例中ON态取电电路的构造示意图一；图5是本实用新型一实施例中ON态取电电路的构造示意图二；图6是本实用新型一实施例中ON态取电电路的电路示意图。

请参考图4与图5，所述整流储能单元112包括储能电容C1与整流二极管D5，所述整流二极管D5的正极连接所述ON态取电节点N1，所述整流二极管D5的负极直接或间接连接至所述处理及通信电路15与所述开关驱动电路13，所述储能电容C1连接于所述整流二极管D5的负极与地之间。

进而，可在相应的时机(例如交流电处于负半波时)对所接入的电压整流，再利用所接入的电能为储能电容C1充电。

其中一种实施方式中，请参考图4至图6，所述电压调节器111包括：反馈电压变换单元1112、参考电压变换单元1111与比较器A1。

所述反馈电压变换单元1112连接所述比较器A1的第一输入端与所述整流储能单元112，以采集所述整流储能单元112的电压，并将所采集到的电压反馈至所述比较器A1。

其中，反馈至比较器A1的第一输入端的电压可以是实时随整流储能单元112发生变化的，也可以仅在部分时间随整流储能单元112发生变化，进而，被反馈到比较器A1的电路可以是整流储能单元112的电压，也可以是与整流储能单元112的电压相关联的其他电压，可见，任意可实现电压采集的电路，均不脱离以上实施方式的范围。

所述参考电压变换单元1111连接所述比较器A1的第二输入端，以向所述比较器A1反馈参考电压。

其中，反馈至比较器A1的第二输入端的参考电压可以是固定不变的，也可以是变化，进而，比较器可始终基于同一参考电压进行比对，也可在不同时机基于不同参考电压进行比对，从而实现不同参考电压下的比对控制。可见，任意可实现参考电压比对的电路，均不脱离以上实施方式的范围。

所述比较器A1的输出端连接所述ON态取电开关管Q1的控制极，以根据其两个输入端的电压的比较结果，控制所述ON态取电开关管Q1的通断。

具体地，当第一输入端的电压高于第二输入端的电压时，即反馈电压变换单元1112反馈而来的电压低于该时刻的参考电压时，比较器A1可输出相应信号(例如低电平信号)，控制ON态取电开关管Q1关断；当第一输入端的电压低于第二输入端的电压时，即反馈电压变换单元1112反馈而来的电压高于该时刻的参考电压时，比较期A1可输出相应信号(例如高电平信号)，控制ON态取电开关管Q1导通。

图7a是本实用新型一实施例中ON态取电电路中交流电与充电电流波形图；图7b是本实用新型一实施例中ON态取电电路中交流电与RC充放电电压波形图。

请参考图7a，流过整流二极管D5的电流波形如图7a所示，图中上方的曲线为电压曲线，其横坐标是时间，纵坐标是电压，下方曲线为流过整流二极管D5的电流的曲线，其横坐标是时间，纵坐标是电流。电流大小由输入的交流电压和负载灯21的功率大小决定。

假设输入电压为220VAC，负载灯为白炽灯(纯阻性负载，内阻为R)，则：在充电时间内，电流瞬时值为：

如果负载灯的功率越大，则内阻越小，电流越大；反之电流越小。

进一步的，假设ON态取电输出直流功率固定，对于小功率的负载灯，由于瞬时电流比较小，所需的充电时间较长；反之，对于大功率的负载灯，由于瞬时电流较大，所需的充电时间较短。

基于以上描述，ON态取电电路11的最大输出电流可由负载灯功率决定，其关系式为：

对于3W的白炽灯，理论上最大输出电流约6mA左右；对于3W LED灯(感性负载)，由于引入感抗，实际最大输出电流会小于6mA。

如图7a所示，其示意了充电时间及对应的充电电流波形，在充电时间之后，可进入放电时间，在具体实施过程中，通过设置合适的控制逻辑，可以使得充电和放电可以有序地进行，最终保持ON态取电输出动态稳定的直流电压。

以下将基于图5与图6所示意的电路对一种控制逻辑的实现方式进行阐述。

请参考图5与图6，所述反馈电压变换单元1112包括反馈电压稳压二极管Dz1、反馈电容C2与反馈电阻R13。

所述反馈电容C2连接于所述比较器A1的第一输入端与地之间，所述反馈电阻R13也连接于所述比较器A1的第一输入端与地之间，进而，反馈电阻R13可用于对反馈电容C2的电能进行放电，所述反馈电压稳压二极管Dz1的正极连接所述比较器A1的第一输入端，所述反馈电压稳压二极管Dz1的负极连接至所述整流储能单元112(例如连接至储能电容C1与整流二极管D5的负极之间)。

请参考图5与图6，所述参考电压变换单元1111包括第一分压电阻R11、第二分压电阻R12与参考电压转换三极管Q2。

所述第一分压电阻R11、所述第二分压电阻R12与所述参考电压转换三极管Q2串联于电压源(如图6中所示的VDD)与地之间；所述参考电压为所述第一分压电阻R11与所述第二分压电阻R12之间节点的电压，所述参考电压转换三极管Q2的基极直接或间接连接至所述比较器A1的输出端，以在所述比较器A1的控制下变换所述参考电压，例如控制参考电压在后文所涉及的第一参考电压与第二参考电压之间变换。

具体的，比较器A1的输出端经电阻R15连接参考电压转换三极管Q2的基极，比较器A1的输出端经电阻R14连接ON态取电开关管Q1的控制极，比较器A1的输出端还可经电阻R16接地。

通过对参考电压的变换，可使得：充电时对ON态取电开关管Q1的控制与放电时对ON态取电开关管Q1的控制基于不同的参考电压来实现，其可使得充放电的控制更自由，进而便于实现所需的充放电时间。

其中的电压源，可以是后文所涉及的电压变换电路16提供的。

以上电路中，若比较器的第二输入端为为反向输入端，则有：

在充电的第一阶段，当例如继电器的输出开关S1触点导通时，负载灯21亮，负半波电流从零线N流经负载灯通过输出开关S1流向整流二极管D5，即向ON态取电电路11的整流储能单元的储能电容C1充电，储能电容C1的电压会持续上升；

在充电的第二阶段，当储能电容C1上的电压继续上升，直到第一稳压二极管Dz1上的电压升高并大于13V时，第一稳压二极管反馈电压稳压二极管被反向击穿，同时反馈电容C2开始充电，此时在比较器A1的控制下，参考电压转换三极管Q2可处于断开状态，比较器A1的反向输入端电压为VDD(假设设定为3V)，而正向输入端的电压从0V开始升高；

在充电完成时，当反馈电容C2的电压高于3V时，比较器A1的正向输入端的电压高于反向输入端的电压，比较器A1输出正饱和值，可驱动ON态取电开关管Q1导通，电流不再流经D5整流二极管给ON态电路充电，而是直接流回火线；

在放电的起始状态时，充电完成后，比较器A1可输出正饱和值，除了使得ON态取电开关管Q1导通之外，还可会将参考电压转换三极管导通，参考电压转换三极管Q2导通可使得比较器A1的反向输入电压变为：3V×20/(20+10)＝2V(其是根据分压电阻确定的)。而反馈电容C2的电压为3V，也就是电压比较器的正向输入(3V)大于负相输入电压(2V)，而且有一定的差值，其可使得当前的比较器A1(例如LM321的比较器)正饱和输出状态可以维持一段时间，也即是放电时间。

在放电过程中，反馈电容C2存储的电能可向反馈电阻R13放电，反馈电容C2上的电压开始下降，直到当电压降到2V以下时(比较器A1的正向输入电压低于反向输入电压)，比较器A1输出负饱和值，此时，ON态取电开关管Q1关断，同时参考电压转换三极管Q2关断，比较器A1的反向输入电压又变为3V。此时，如果交流电处于负半周，则会重新流经整流二极管D5给ON态取电的整流储能单元充电，也即是上述的充电的第一阶段。

请参考图7b，图中上方的曲线为交流电的电压曲线，其横坐标是时间，纵坐标是电压，下方曲线为反馈电容C2充放电的电压曲线，其横坐标是时间，纵坐标是电压。如其所示，所述反馈电容C2的放电时间可被配置为所述单火取电智能墙壁开关所接入的交流电的半周期，具体可通过配置所述反馈电阻、所述反馈电容、所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的参数来实现。

具体的，若所述交流电为50HZ的交流电，则：所述反馈电容C2的放电时间处于中心为10ms的区间范围内，例如8ms至12ms的区间范围内。

一种举例中，反馈电阻R13可取值为：33kΩ，反馈电容C2可取值为：680nF，电容放电时间的公式为：

充电时，V_t为放电之后的电压，E放电之前的电压。RC充电时，参考电压转换三极管Q2关断，此时比较器A1上的反向输入端的电压为VDD；RC放电时，参考电压转换三极管Q2导通，此时电压比较器的反向输入端电压为：

所以，放电时间为：

以上方案中将放电时间优选为半周期，原因如下：

放电时间大于半周期的缺点。假设直流负载足够大，导致充电时间占满了整个交流负半波，如果此时设定的放电时间大于10ms，那么在下一正半波结束之后负半波到来之时，RC依然在放电，而此时下一个周期的负半波将无法给ON态取电充电，会使得ON态取电电路输出能量不足而导致控制板复位，这是不允许的；或者，会在负半波的某一个不确定的时间点突然关闭ON态取电开关管，使得ON态取电开关管、ON态取电的电容等都承受高压而损坏。

放电时间小于半周期的缺点。如果放电时间小于10ms，有可能在同一个周期的负半波内的某个不确定的时间点，重新关闭ON态取电开关管，使得ON态取电开关管、ON态取电的电容等都承受高压而损坏。

所以将放电时间设定为10ms是最优的值，进一步的，由于一定误差的存在，最终所实现的放电时间可能在10ms±2ms的范围内，即前文所提及的8ms至12ms的区间范围。这个时间使得无论充电时间是多少，ON态取电开关管Q1都会在下一个正半波内关闭(但正半波内不会充电)，等待负半波的到来，在负半波的起始时间段内充电，起始时间段内的电压值不会太高，因此后端ON态电路及MOS管都会比较安全。

其中一种实施方式中，请参考图3，单火取电智能墙壁开关还可包括电压变换电路16与储能电路17。

ON态取电电路11与OFF态取电电路输出的电压可经电压变换电路16变换后输出至处理及通信单元15；请参考图6，该电压变换电路16的输入电容可如图6中所示的输入电容C3。

ON态取电电路11与OFF态取电电路输出的电压可输送至储能电路17，进而，储能电路17可存储输送而来的电能，并利用所存储的电能为开关驱动电路13供电；请参考图6，该储能电路17的储能电容可例如图6所示的储能电容C4，其两端可并联有稳压二极管Dz2。

因供电的通路会发生ON态取电电路输出与OFF态取电电路输出的合并，为了实现两路的隔离，请参考图3，所述的单火取电智能墙壁开关，还包括第一隔离二极管D2与第二隔离二极管D3。

所述第一隔离二极管D2的正极连接所述ON态取电电路11的输出端(例如连接ON态取电电路11中的整流储能单元112)，所述第二隔离二极管D3的正极连接所述OFF态取电电路12的第一输出端；所述第一隔离二极管D2的负极与所述第二隔离二极管D3的负极均连接所述电压变换电路16的输入侧，第一二极管D2的负极还可经电阻(例如电阻R17)连接至电压变换电路16，所述电压变换电路16的输出侧连接所述处理及通信电路15，用于对其输入侧输入的电压进行变换，并将变换后的电压输出至所述处理及通信电路15，此时，所输出的电压可例如为VDD。此外，所输出的VDD还可用于为参考电压变换装置提供VDD或用于其他用途。

进一步的，为了隔离开关驱动电路13与处理及通信电路15(具体也可指为了隔离开关驱动电路13的储能电路17与处理及通信电路15的电压变换电路16)，请参考图3，所述的单火取电智能墙壁开关，还可包括第三隔离二极管D4。

所述第一隔离二极管D2的负极还连接所述第三隔离二极管D4的正极，第一二极管D2的负极还可经电阻(例如电阻R17)连接至第三隔离二极管D4，所述第三隔离二极管D4的负极连接所述储能电路17的输入侧，所述储能电路17的输出侧连接所述开关驱动电路13，用于接收并存储其输入侧输入的电能，并将所存储的电能供应至所述开关驱动电路。

针对于该第三隔离二极管D4的作用，在灯具功率比较小的情况下，ON态取电的输出电压可能会低于输出开关(例如继电器)的工作电压(例如12V)，如果没有这个第三隔离二极管D4，开关驱动电路13所连接的储能电容将会反向给处理及通信电路15供电，导致其电压下降，在控制后续输出开关S1(例如继电器)的时候，无法驱动输出开关S1(例如继电器)。

其中一种实施方式中，该单火墙壁开关还可包括用于指示所述继电器状态的指示灯，其可例如图2与图3所示的LED151。该指示灯的LED可以为橙色，橙色的导通电压比较小(小于2.2V)，而蓝色的导通电压一般都在3V以上。通过选择合适的LED，可以使得系统电压越低，降低整个系统的能量消耗。

该指示灯可被设置为：当输出开关S1(例如继电器)输出为ON的时候，指示灯打开，用以指示输出为ON的状态；而输出开关S1(例如继电器)输出为OFF的时候，指示灯熄灭。进而，该方式可以尽可能降低在OFF态的时候的电能消耗，以便降低灯具在OFF态的时候输出闪烁或微亮的问题。

其中一种实施方式中，以上电压变换电路16的输出电压除了给处理及通信电路15(例如包括处理器与无线模块)供电，还可以为以上指示灯供电，因此，输出电压的选择需要同时满足这些的电压要求。

若处理及通信电路配置有例如LED151的指示灯，则：由于LED需要大于其本身的导通电压才会发光，因此，电压变换电路16的输出电压，需要考虑LED的导通电压。例如：该输出电压可选择为2.2V，刚好大于橙色LED的导通电压，同时也大于处理器及通信电路的最低工作电压1.8V。

其中一种实施方式中，请参考图3，所述OFF态取电电路12具有两个输出端，所述OFF态取电电路12的第一输出端用于输出第一电压，并利用所述第一电压直接或间接为所述处理及通信电路供电15，例如，该第一输出端可经第二隔离二极管D3连接至电压变换电路16，所述OFF态取电电路的第二输出端用于输出第二电压，并利用所述第二电压直接或间接为所述开关驱动电路13供电，例如，该第二输出端可连接至储能电路17。

其中，由于供给处理及通信电路15的电压变换电路16的变换的电压差距比较小，电压变换的效率较高，可减少电能浪费。故而，所述第一电压可低于所述第二电压。一种举例中，第一电压可以为3V，第二电压可以为12V，对应的，输出开关S1(例如继电器)的驱动电压可以为12V。

在其他方案中，若处理及通信电路15所需的电压较高，例如电压变换电路16为升压电路时，则，第一电压也可能高于第二电压。

图8是本实用新型一实施例中OFF态取电电路的电路示意图。

为了实现以上的双输出电压，图8所示电路给出了具体的实现方式。

请参考图8，所述OFF态取电电路12可以包括变压器T、电源芯片U1、达林顿管Q3、初级侧电容C6与旁路电容C5。

该达林顿管Q3可以是两个NPN型三极管连接在一起形成的，其中第一个NPN型三极管的集电极与第二个NPN型三极管的集电极连接在一起，作为达林顿管Q3的集电极，第二个NPN型三极管的发射极连接第一个NPN型三极管的基极，第一个NPN型三极管的发射极可作为达林顿管Q3的发射极，第二个NPN型三极管的基极可作为达林顿管Q3的基极。

所述电源芯片U1的一个管脚(例如BP/M管脚)分别连接所述旁路电容C5的第一端与所述达林顿管Q3的集电极，所述达林顿管Q3的发射极与所述旁路电容C5的第二端连接至所述火线连接端(其可如图8所述的火线连接柱)；所述达林顿管Q3的基极连接至所述处理及通信电路，以获取用于控制所述输出开关通断的控制信号。其中，达林顿管Q3的发射极与基极之间可并联有电阻R24，同时，达林顿管Q3的基极可经电阻R26连接至开关驱动电路或处理及通信电路。

所述变压器T的初级绕组的第一端连接经所述外部负载连接至零线，所述变压器T的初级绕组的第二端连接至所述电源芯片的一个管脚(例如连接至D管脚)；所述第六电容的第一端连接所述变压器的初级绕组的第一端，所述第六电容的第二端连接至所述火线连接端；

所述变压器T的次级绕组具有三端，所述变压器T的次级绕组的第一端用于输出一种电压的供电(例如第一电压)，其可例如输出VIN，所述变压器T的次级绕组的第三端接至所述火线连接端，所述变压器T的次级线圈的第三端用于对外输出另一种电压的供电(例如第二电压)，例如+12V的供电，所述变压器T的次级线圈的第二端接地，所述次级绕组中，其第二端位于第一端与第三端之间。

具体的，其中信号O1R可以是控制继电器的控制信号，系统从OFF切换到ON的过程中，O1R会发出一个正向的脉冲，这个脉冲一方面触发继电器进行状态切换，还会将第二三极管QR2导通，释放掉旁路电容C5的电，从而使得电源芯片U1掉电重启，可以清除掉芯片的可能的异常。

其中一种实施方式中，请参考图8，所述OFF态取电电路12还包括初级侧二极管D6与初级侧稳压二极管Dz3；

所述初级侧二极管D6的正极经所述外部负载连接至零线，所述初级侧二极管D6的负极经一电阻R21连接至所述变压器T的初级绕组的第一端；该电阻R21的两端并联有所述初级侧稳压二极管Dz3，且所述第三稳压管Dz3的正极连接所述变压器T的初级绕组的第一端。

可见，在变压器的初级绕组这一侧，初级侧二极管D6可对输入交流电压进行整流，电路中串入例如30KΩ的电阻21可有效降低静态功耗，与电阻并联的齐纳二极管(即稳压二极管Dz3)可作为冷启动上电时的电流通路，使电路能正常启动，齐纳二极管的钳位电压取值应该高于电路正常工作时电阻R21上的压降。初级侧电容C6提供能量存储和EMI滤波。正常工作模式下，电源芯片可由4脚(即D管脚)供电。

其中一种实施方式中，请参考图8，所述OFF态取电电路12还包括次级侧第一电容C7、次级侧第二电容C8、采样电容C9、次级侧第一二极管D7与次级侧第二二极管D8；

所述次级侧第一二极管D7的正极连接所述次级线圈的第一端，所述次级侧第一二极管D7的负极连接所述次级侧第二二极管D8的正极，所述次级侧第二二极管D8的负极用于输出一种电压的供电(例如第一电压)；

所述次级侧第一电容C7与所述次级侧第二电容C8的第一端均连接至所述次级侧第一二极管D7与所述次级侧第二二极管D8之间，所述次级侧第一电容C7与所述次级侧第二电容C8的第二端均接地；

所述次级侧第二二极管D8的正极还经串联的分压电阻(即分压电阻R22与分压电阻R23)接地，所述电源芯片U1的电流检测脚(即FB脚)连接至两个分压电阻之间；所述采样电容C9的第一端连接所述电流检测脚，所述采样电容C9的第二端还接至所述火线连接端。

在变压器T的输出绕组一侧，输出绕组电压被电源芯片的反馈引脚FB通过R22和R23分压采样，同时利用采样电容C9对采样引脚进行高频滤波。

具体实施过程中，所述OFF态取电电路12还可包括次级侧第三二极管D9、次级侧第四二极管D10与次级侧第三电容C10；

所述次级侧第三二极管D9的正极连接所述次级线圈的第三端，所述次级侧第三二极管D9的负极连接所述次级侧第四二极管D10的正极，所述次级侧第四二极管D10的负极用于输出另一供电的电压(例如第二电压)；所述次级侧第三电容C10的第一端连接至所述次级侧第三二极管D9的负极与所述次级侧第四二极管D10的正极之间，所述次级侧第三电容C10的第二端接地；所述次级侧第三二极管D9的负极与所述次级侧第四二极管D10的正极还经电阻R25连接至所述达林顿管Q3的集电极。

此外，电源芯片U1可采用LNK3202D芯片内部自带短路保护，芯片采集流经内部MOSFET的电流，当电流大于阈值时，自动关闭输出，电流阈值如下表所示，LNK3202D的极限电流约为170mA。

图9a是电容式驱动电路的原理示意图一；图9b是电容式驱动电路的原理示意图二；图10是本实用新型一实施例中电容式单稳态驱动电路的电路示意图；图11是本实用新型一实施例中桥式驱动电路的电路示意图。

其中的继电器驱动电路可采用可控硅和磁保持继电器两种方案，具体额，单线圈磁保持继电器的驱动电路主要有电容式和桥式两种方案，以下分别对其进行举例。

其中一种实施方式中，开关驱动电路13可以是电容式单稳态驱动电路。

请参考图10，所述电容式单稳态驱动电路可以包括驱动电路第一MOS管Q4、驱动电路第二MOS管Q5、驱动电路电容C11与驱动电路二极管D11；

所述驱动电路第一MOS管Q4的栅极连接至所述处理及通信电路15，以接收用于控制所述输出开关通断的控制信号，所述驱动电路第一MOS管Q4的源极接地，所述驱动电路第一MOS管Q4的源极与栅极之间连接有电阻R32，所述驱动电路第一MOS管Q4的漏极连接所述驱动电路第二MOS管Q5的栅极与所述驱动电路二极管D11的负极，所述驱动电路第二MOS管Q5的漏极与所述驱动电路电容C11的第一端连接所述电容式单稳态驱动电路的电源端，即RELAY(例如12V)，所述驱动电路第二MOS管Q5的漏极与栅极之间连接有电阻R33，所述驱动电路第二MOS管Q5的源极连接所述输出开关S1的第一侧的第一端与所述驱动电路二极管D11的正极，所述驱动电路电容C11的第二端连接所述输出开关S1的第一侧的第二端，所述输出开关S1的第二侧的两端连接于所述火线连接端与所述外部负载之间。

其中，采用电容式的驱动电路的优点是每个输出开关(例如继电器)只需要1个驱动IO信号(即驱动电路第一MOS管Q4的栅极的信号)，进而可以节省IO资源。

请参考图9a与图9b，以输出开关采用继电器为例，给定输入信号的上升沿等效于阶跃响应，电流经过电容向继电器线圈供电形成脉冲电流，继电器触点闭合，电容充满电后，线圈上的电流为零；输入信号断开时，电容开始放电，通过电阻向三极管基于供电是的三级管导通，电流通过三极管向线圈反向供电，使得继电器线圈复位，触点断开。在输入信号高电平期间，会有较小的电流从电阻流到GND，该电流可称为静态电流，静态电流大小由电阻值R决定，如果R的值太大，那么线圈复位的时候，三极管基极电流太小，三极管无法完全导通，会导致继电器无法复位。

经过试验，电容C的最小值为22uF。根据由继电器数据手册提供参数，磁保持线圈电阻为360Ω，功率为0.4W，可算得继电器动作所需的线圈电流为：

以NPN三极管S9103为例，理论上要想三极管的集电极电流达到33mA，需要提供150uA以上的基极电流。电容存储的能量有限，实际上，在电容放电过程中，电流会呈指数下降，不可能保持33mA，再加上三极管的导通内阻，经过试验，实际上22uF的电容需要匹配300uA的基极电流，才能保证继电器线圈可靠地复位。电阻值为：

在信号高电平期间，电阻上就会有300uA的静态电流，如果是三路继电器，那就大约需要1mA的驱动电流，显然是不能接受的。

将电路中的三极管换成N-MOS可以极大的减小静态电流。故而，在以上图10所示电路中，其可采用驱动电路第一MOS管Q4与驱动电路第二MOS管Q5，该MOSFET可以是电压型驱动，所需电流很小，MOSFET型号具体可以为2SK3018，由数据手册可知，该器件阈值电压最大1.5V，栅极输入电容C_iss＝13pF。电容充电计算公式为：

v₁:电容最终可以充到的电压；

v₀:电容充电之前的电压初始值，初始电压为0；

v_t:充电到t时刻的电压；

假设栅极电容电压充到1.5V，可以代入公式计算：

如果电阻为6MΩ，充电时间为t＝10.374uS；假设电压充到90％VCC(10.8V)，带入公式计算：

如果电阻为6MΩ，充电时间为：t＝179.601uS。相比于继电器线圈10mS的脉冲时间，栅极电容充电时间完全满足。而且电阻为6MΩ时，静态电流仅为2uA。

图11是本实用新型一实施例中桥式驱动电路的电路示意图。

另一种实施方式中，所述开关驱动电路13可以为桥式驱动电路。

请参考图11，所述桥式驱动电路包括驱动电路第一三极管Q6、驱动电路第二三极管Q7、驱动电路第三三极管Q8、驱动电路第四三极管Q9、驱动电路第五三极管Q10与驱动电路第六三极管Q11；所述驱动电路第一三极管Q6与所述驱动电路第四三极管Q9为PNP型，所述驱动电路第二三极管Q7、所述驱动电路第三三极管Q8、所述驱动电路第五三极管Q10与所述驱动电路第六三极管Q11为NPN型；

所述驱动电路第一三极管Q6与所述驱动电路第四三极管Q9的集电极分别连接至所述桥式驱动电路的电源端，所述驱动电路第一三极管Q6的发射极连接至所述输出开关S1的第一侧的第一端，所述驱动电路第四三极管Q9的发射极连接至所述输出开关S1的第一侧的第二端；所述输出开关S1的第二侧的两端连接于所述火线连接端与所述外部负载之间；具体的，第二侧的第一端可连接火线连接端，第二侧的第二端可经二极管D13连接至灯负载，进而连接至零线，同时，第二侧的第二端还可经可变电阻RT接地。

所述驱动电路第一三极管Q6的基极经电阻R35连接至所述驱动电路第二三极管Q7的集电极，所述驱动电路第二三极管Q7的发射极接地，所述驱动电路第四三极管Q9的基极经电阻R34连接至所述驱动电路第五三极管Q10的集电极，所述驱动电路第五三极管Q10的发射极接地；

所述驱动电路第三三极管Q8的集电极连接至所述继电器S1的第一侧的第一端，所述驱动电路第三三极管Q8的发射极接地，所述驱动电路第六三极管Q11的集电极连接至所述继电器S1的第一侧的第二端，所述第八三极管QR的发射极接地；

所述驱动电路第二三极管Q7、所述驱动电路第三三极管Q8、所述驱动电路第五三极管Q10与所述驱动电路第六三极管Q11的基极连接至所述处理及通信电路15，以接收用于控制所述输出开关通断的控制信号。

具体实施过程中，其中的控制信号，即O1S可输出10mS脉冲，使得输出开关导通，O1S高电平期间，驱动电路第五三极管Q10导通使得12V经过驱动电路第四三极管Q9的基极和电阻R34到GND有电流通路，驱动电路第四三极管Q9的基极电流为(12V-0.7V)/51KΩ＝221.5uA，基极电流足以使得驱动电路第四三极管Q9完全导通，同时驱动电路第三三极管Q8导通，继电器线圈正向通电，脉冲结束后，O1S恢复低电平，所有三极管断开，消耗电流为0；同理，O1R输出10mS脉冲，驱动电路第一三极管Q6和驱动电路第六三极管Q11导通，继电器线圈反向通电，输出开关断开。

若输出开关采用及短期，则继电器线圈电阻可例如360Ω，瞬时额定电流33mA，要让继电器有效动作，流过三极管集电极电流要达到33mA。根据双PNP三极管的静态工作特性，集电极电流33mA时，增益约为150，此时基极电流要达到220uA。

双NPN三极管在集电极为33mA时，增益为200，基极电流要达到150uA。假设高电平电压为3V，(3-0.7)÷150＝15.3KΩ，基极限流电阻必须小于15K；假设高电平电压为2V，(2-0.7)÷150＝8.6KΩ，基极限流电阻必须小于8KΩ。

图12是本实用新型一实施例中无线控制装置的构造示意图一；图13是本实用新型一实施例中无线控制装置的构造示意图二；图14是本实用新型一实施例中无线控制装置的构造示意图三；图15是本实用新型一实施例中供电控制系统的构造示意图。

其中一种实施方式中，请参考图12，所述的单火取电智能墙壁开关1，还包括射频天线18，所述射频天线18用于与自发电开关3通信，所述处理及通信电路15连接所述射频天线18，所述处理及通信电路15还连接所述开关驱动电路13，以在所述自发电开关3的遥控下利用所述开关驱动电路13控制所述输出开关S1的打开与关闭，具体可接收所述自发电开关3发出的用于遥控所述输出开关S1打开与关闭的遥控信号，并响应于该遥控信号控制输出开关S1。

其中一种实施方式中，请参考图13，所述的单火取电智能墙壁开关，还包括蓝牙天线19，所述蓝牙天线19用于与智能设备4通信，所述处理及通信电路15连接所述蓝牙天线19，所述处理及通信电路15还连接所述开关驱动电路13，以在所述智能设备4的遥控下利用所述开关驱动电路13控制所述输出开关S1的打开与关闭，具体可接收所述智能设备4发出的用于遥控所述输出开关S1打开与关闭的遥控信号，并响应于该遥控信号控制输出开关S1。

其中，射频天线18可与处理及通信电路15中的射频相关电路可形成射频模块，完成射频通信的信号处理；蓝牙天线19可与处理及通信电路15中的蓝牙相关电路可形成蓝牙模块，完成蓝牙通信的信号处理。

具体的，该射频模块可以为433M无线模块，433M无线模块因为要持续监听自发电遥控开关的信号，而自发电开关的信号是短促和随机的，因此，433MHZ无线模块将持续处于接收状态扫描自发电遥控开关的信号。

其中的蓝牙模块所交互的智能设备可例如是语音音箱，为了尽量降低工作电流，以便降低对单火取电电路的要求(在OFF态，电路模块耗电电流太大会导致灯具微亮或闪烁；在ON态，如果灯具功率较小，将无法提供给后端足够大的电流)，蓝牙模块可被配置为周期性的休眠然后醒过来监听命令(例如要遥控信号)。相对应的，语音音箱作为中控设备，在给该单火墙壁开关发送命令时，将使用“持续发送”模式来发送命令，也即是将重复发送命令一段时间，这个时间将至少大于单火墙壁开关的休眠时间，使得墙壁开关在唤醒之后，必然可以收到至少一包语音音箱发送的命令。

请参考图12，本实用新型实施例还提供了一种无线控制装置，包括以上所涉及的自发电开关3与与之交互的单火取电智能墙壁开关1。

具体举例中，请参考图13，自发电开关3包括处理模块31、无线模块32、动能发电模块33、DCDC模块34与按键输入模块35；其中：

按键输入模块35被操控时，可触发动能发电模块33产生电能，所产生的电能能够被存储于DCDC模块34，进而利用DCDC模块34转换后的电压为处理模块31与无线模块32供电；

处理模块31可经无线模块32的天线将遥控信号发送至单火取电智能墙壁开关1的射频天线18，处理模块31具体可在按键输入模块35被操控时发出该遥控信号。

请参考图14，本实用新型实施例还提供了一种无线控制装置，包括以上所涉及的智能设备4与能够与之交互的单火取电智能墙壁开关1。

请参考图15，本实用新型实施例还提供了一种供电控制系统，包括图12与图13所示的无线控制装置，以及以上所涉及的智能设备4，所述处理及通信电路15还能够直接或间接与所述智能设备4通信，以在所述智能设备的遥控下利用所述开关驱动电路13控制所述输出开关14的打开与关闭。

图16是本实用新型一实施例中ON态取电电路的取电方法的流程示意图一；图17是本实用新型一实施例中ON态取电电路的取电方法的流程示意图二。

请参考图16与图17，本实用新型实施例还提供了一种ON态取电电路的取电方法，应用于以上可选方案涉及的智能开关中所述输出开关导通时的ON态取电电路，所述的取电方法，也可视作图2所示电路中ON态取电电路的工作过程，包括：

重复执行以下过程：

S51：当所述比较器控制所述ON态取电开关管保持关断，并控制所述参考电压变换模块反馈第一参考电压，且智能开关所接入的交流电进入负半周期时，负半波电流经所述零线、所述外部负载与所述输出开关流向所述整流储能模块，所述整流储能模块开始被充电，所述整流储能模块的电压随之上升；

S52：当所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压高于所述第一参考电压时，所述比较器控制所述ON态取电开关管导通，并控制所述参考电压变换模块变换为反馈第二参考电压，所述第二参考电压小于所述第一参考电压，此时，经所述零线、所述外部负载与所述输出开关传输而来的电流经所述火线连接端流向所述火线，所述整流储能模块不再被充电，所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压开始下降；

S53：当所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压低于所述第二参考电压时，所述比较器控制所述ON态取电开关管关断，并控制所述参考电压变换模块反馈第一参考电压。

其中一种实施方式中，结合图5与图6所示电路，则：所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压为所述反馈电容的电压。

所述整流储能模块开始被充电之后，即步骤S51之后，还包括：

S54：当所述整流储能模块的电压上升至使得所述反馈电压稳压二极管反向击穿时，所述反馈电容开始被所述整流储能模块的电压充电，所述反馈电容的电压随之上升；

所述反馈电压变换单元采集并反馈至所述比较器的电压开始下降，具体包括：

所述反馈电容开始通过所述反馈电阻放电，所述反馈电容的电压随之下降。

其中一种实施方式中，所述比较器控制所述参考电压变换模块反馈第一参考电压，具体包括：

所述比较器控制所述参考电压转换三极管关断，所述第一参考电压为所述电压源的电压；

所述比较器控制所述参考电压变换模块变换为反馈第一参考电压，具体包括：

所述比较器控制所述参考电压转换三极管导通，所述第二参考电压为所述第一分压电阻与所述第二分压电阻对所述电压源分压后的电压。

可选的，控制所述参考电压变换模块变换为反馈第二参考电压时，所述反馈电容的电压依旧处于所述第一参考电压，在所述反馈电容的电压自所述第一参考电压变化至小于所述第二参考电压的过程中，所述比较器的输出状态维持不变，且该维持不变的时间为所述反馈电容的放电时间。

可选的，所述反馈电容的放电时间为所述智能开关所接入的交流电的半周期。

可选的，所述整流储能单元包括储能电容与整流二极管，所述整流二极管的正极连接所述ON态取电节点，所述整流二极管的负极直接或间接连接至所述处理及通信电路与所述开关驱动电路，所述储能电容连接于所述整流二极管的负极与地之间；

所述整流储能模块的电压具体为所述储能电容的电压；

负半波电流经所述零线、所述外部负载与所述输出开关流向所述整流储能模块，所述整流储能模块开始被充电，所述整流储能模块的电压随之上升，包括：

负半波电流经所述零线、所述外部负载与所述输出开关流向所述储能电容，所述储能电容开始被充电，所述储能电容的电压随之上升。

以上处理过程均可理解为前文所涉及的ON态取电电路11的工作过程，故而，相关技术名词、技术效果与可选实施方式均可参照前文的相关描述理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种智能开关，其特征在于，包括壳体，以及设于所述壳体的ON态取电电路、OFF态取电电路、处理及通信电路、输出开关，以及用于驱动所述输出开关通断的开关驱动电路；

2.根据权利要求1所述的智能开关，其特征在于，所述ON态取电电路包括：电压调节器、ON态取电开关管、ON态旁路二极管与整流储能单元；

所述ON态取电开关管与所述输出开关串联后连接于所述火线连接端与所述外部负载之间；所述ON态旁路二极管并联于所述ON态取电开关；

所述整流储能单元连接所述ON态取电开关管与所述输出开关之间的ON态取电节点，用于存储所述ON态取电节点产生的电能，所述整流储能单元所存储的电能能够直接或间接被输出至所述处理及通信电路与所述开关驱动电路；

所述电压调节器连接整流储能单元，以采集所述整流储能单元的电压，所述电压调节器还连接所述ON态取电开关管的控制极，以根据所采集到的电压，控制所述ON态取电开关管的通断。

3.根据权利要求2所述的智能开关，其特征在于，所述电压调节器包括：反馈电压变换单元、参考电压变换单元与比较器；

所述反馈电压变换单元连接所述比较器的第一输入端与所述整流储能单元，以采集所述整流储能单元的电压，并将所采集到的电压反馈至所述比较器；

所述参考电压变换单元连接所述比较器的第二输入端，以向所述比较器反馈参考电压；

所述比较器的输出端连接所述ON态取电开关管的控制极，以根据其两个输入端的电压的比较结果，控制所述ON态取电开关管的通断。

4.根据权利要求3所述的智能开关，其特征在于，所述反馈电压变换单元包括反馈电压稳压二极管、反馈电容与反馈电阻；

所述反馈电容连接于所述比较器的第一输入端与地之间，所述反馈电阻连接于所述比较器的第一输入端与地之间，所述反馈电压稳压二极管的正极连接所述比较器的第一输入端，所述反馈电压稳压二极管的负极连接至所述整流储能单元。

5.根据权利要求4所述的智能开关，其特征在于，所述参考电压变换单元包括第一分压电阻、第二分压电阻与参考电压转换三极管；

所述第一分压电阻、所述第二分压电阻与所述参考电压转换三极管串联于电压源与地之间；所述参考电压为所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间节点的电压，所述参考电压转换三极管的基极直接或间接连接至所述比较器的输出端，以在所述比较器的控制下变换所述参考电压，所述电压源是电压变换电路提供的。

6.根据权利要求5所述的智能开关，其特征在于，所述反馈电阻、所述反馈电容、所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的参数被配置为能够使得：所述反馈电容的放电时间为所述智能开关所接入的交流电的半周期。

7.根据权利要求6所述的智能开关，其特征在于，所述交流电为50HZ的交流电，所述反馈电容的放电时间处于中心为10ms的区间范围内。

8.根据权利要求2至7任一项所述的智能开关，其特征在于，所述整流储能单元包括储能电容与整流二极管，所述整流二极管的正极连接所述ON态取电节点，所述整流二极管的负极直接或间接连接至所述处理及通信电路与所述开关驱动电路，所述储能电容连接于所述整流二极管的负极与地之间。

9.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，还包括第一隔离二极管、第二隔离二极管与电压变换电路；

所述第一隔离二极管的正极连接所述ON态取电电路的输出端，所述第二隔离二极管的正极连接所述OFF态取电电路的第一输出端；所述第一隔离二极管的负极与所述第二隔离二极管的负极均连接所述电压变换电路的输入侧，所述电压变换电路的输出侧连接所述处理及通信电路，用于对其输入侧输入的电压进行变换，并将变换后的电压输出至所述处理及通信电路。

10.根据权利要求9所述的智能开关，其特征在于，还包括第三隔离二极管与储能电路；

所述第一隔离二极管的负极还连接所述第三隔离二极管的正极，所述第三隔离二极管的负极连接所述储能电路的输入侧，所述储能电路的输出侧连接所述开关驱动电路，用于接收并存储其输入侧输入的电能，并将所存储的电能供应至所述开关驱动电路。

11.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，

所述OFF态取电电路具有两个输出端，所述OFF态取电电路的第一输出端用于输出第一电压，并利用所述第一电压直接或间接为所述处理及通信电路供电，所述OFF态取电电路的第二输出端用于输出第二电压，并利用所述第二电压直接或间接为所述开关驱动电路供电，所述第一电压低于所述第二电压。

12.根据权利要求11所述的智能开关，其特征在于，所述OFF态取电电路包括变压器、电源芯片、达林顿管、旁路电容与初级侧电容；

所述电源芯片的BP/M管脚分别连接所述旁路电容的第一端与所述达林顿管的集电极，所述达林顿管的发射极与所述旁路电容的第二端连接至所述火线连接端；所述达林顿管的基极连接至所述处理及通信电路，以获取控制信号，所述控制信号为所述处理及通信电路输出至所述开关驱动电路的用于控制所述输出开关通断的信号；

所述变压器的初级绕组的第一端连接经所述外部负载连接至零线，所述变压器的初级绕组的第二端连接至所述电源芯片的D管脚；所述初级侧电容的第一端连接所述变压器的初级绕组的第一端，所述初级侧电容的第二端连接至所述火线连接端；

所述变压器的次级绕组具有三端，所述变压器的次级绕组的第一端用于输出所述第一电压，所述变压器的次级绕组的第二端接地，所述变压器的次级线圈的第三端用于输出所述第二电压，所述次级绕组中，其第二端位于第一端与第三端之间。

13.根据权利要求12所述的智能开关，其特征在于，所述OFF态取电电路还包括初级侧二极管与初级侧稳压二极管；

所述初级侧二极管的正极经所述外部负载连接至零线，所述初级侧二极管的负极经一电阻连接至所述变压器的初级绕组的第一端，该电阻两端并联所述初级侧稳压二极管，且所述初级侧稳压二极管的正极连接所述变压器的初级绕组的第一端。

14.根据权利要求12所述的智能开关，其特征在于，所述OFF态取电电路还包括次级侧第一电容、次级侧第二电容、采样电容、次级侧第一二极管与次级侧第二二极管；

所述次级侧第一二极管的正极连接所述次级线圈的第一端，所述次级侧第二二极管的负极连接所述次级侧第二二极管的正极，所述次级侧第二二极管的负极用于输出一种电压的供电；

所述次级侧第一电容与所述次级侧第二电容的第一端均连接至所述次级侧第一二极管与所述次级侧第二二极管之间，所述次级侧第一电容与所述次级侧第二电容的第二端均接地；

所述次级侧第二二极管的正极还经串联的分压电阻接地，所述电源芯片的电流检测脚连接至两个分压电阻之间，所述采样电容的第一端连接所述电流检测脚，所述采样电容的第二端还接至所述火线连接端。

15.根据权利要求12所述的智能开关，其特征在于，所述OFF态取电电路还包括次级侧第三二极管、次级侧第四二极管与次级侧第三电容；

所述次级侧第三二极管的正极连接所述次级线圈的第三端，所述次级侧第三二极管的负极连接所述次级侧第四二极管的正极，所述次级侧第四二极管的负极用于输出所述第二电压；所述次级侧第三电容的第一端连接至所述次级侧第三二极管的负极与所述次级侧第四二极管的正极之间，所述次级侧第三电容的第二端接地；所述次级侧第三二极管的负极与所述次级侧第四二极管的正极还经电阻连接至所述达林顿管的集电极。

16.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，所述开关驱动电路为电容式单稳态驱动电路。

17.根据权利要求16所述的智能开关，其特征在于，所述电容式单稳态驱动电路包括驱动电路第一MOS管、驱动电路第二MOS管、驱动电路电容、驱动电路二极管；

所述驱动电路第一MOS管的栅极连接至所述处理及通信电路，以接收用于控制所述输出开关通断的控制信号，所述驱动电路第一MOS管的源极接地，所述驱动电路第一MOS管的源极与栅极之间连接有电阻，所述驱动电路第一MOS管的漏极连接所述驱动电路第二MOS管的栅极与所述驱动电路二极管的负极，所述驱动电路第二MOS管的漏极与所述驱动电路电容的第一端连接所述电容式单稳态驱动电路的电源端，所述驱动电路第二MOS管的漏极与栅极之间连接有电阻，所述驱动电路第二MOS管的源极连接所述输出开关的第一侧的第一端与所述驱动电路二极管的正极，所述驱动电路电容的第二端连接所述输出开关的第一侧的第二端，所述输出开关的第二侧的两端连接于所述火线连接端与所述外部负载之间。

18.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，所述开关驱动电路为桥式驱动电路。

19.根据权利要求18所述的智能开关，其特征在于，所述桥式驱动电路包括驱动电路第一三极管、驱动电路第二三极管、驱动电路第三三极管、驱动电路第四三极管、驱动电路第五三极管与驱动电路第六三极管；所述驱动电路第一三极管与所述驱动电路第四三极管为PNP型，所述驱动电路第二三极管、所述驱动电路第三三极管、所述驱动电路第五三极管与所述驱动电路第六三极管为NPN型；

所述驱动电路第一三极管与所述驱动电路第四三极管的集电极分别连接至所述桥式驱动电路的电源端，所述驱动电路第一三极管的发射极连接至所述输出开关的第一侧的第一端，所述驱动电路第四三极管的发射极连接至所述输出开关的第一侧的第二端；所述输出开关的第二侧的两端连接于所述火线连接端与所述外部负载之间；

所述驱动电路第一三极管的基极经电阻连接至所述驱动电路第二三极管的集电极，所述驱动电路第二三极管的发射极接地，所述驱动电路第四三极管的基极经电阻连接至所述驱动电路第五三极管的集电极，所述驱动电路第五三极管的发射极接地；

所述驱动电路第三三极管的集电极连接至所述输出开关的第一侧的第一端，所述驱动电路第三三极管的发射极接地，所述驱动电路第六三极管的集电极连接至所述输出开关的第一侧的第二端，所述驱动电路第六三极管的发射极接地；

所述驱动电路第二三极管、所述驱动电路第三三极管、所述驱动电路第五三极管与所述驱动电路第六三极管的基极连接至所述处理及通信电路，以接收用于控制所述输出开关通断的控制信号。

20.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，还包括用于指示所述输出开关状态的指示灯。

21.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，还包括射频天线，所述射频天线用于与自发电开关通信，所述处理及通信电路连接所述射频天线，所述处理及通信电路还连接所述开关驱动电路，以在所述自发电开关的遥控下利用所述开关驱动电路控制所述输出开关的打开与关闭。

22.根据权利要求1至7任一项所述的智能开关，其特征在于，还包括蓝牙天线，所述蓝牙天线用于与智能设备通信，所述处理及通信电路连接所述蓝牙天线，所述处理及通信电路还连接所述开关驱动电路，以在所述智能设备的遥控下利用所述开关驱动电路控制所述输出开关的打开与关闭。

23.一种无线控制装置，其特征在于，包括自发电开关与权利要求21所述的智能开关。

24.一种无线控制装置，其特征在于，包括智能设备与权利要求22所述的智能开关。

25.一种供电控制系统，其特征在于，包括权利要求23所述的无线控制装置与智能设备，所述处理及通信电路还能够直接或间接与所述智能设备通信，以在所述智能设备的遥控下利用所述开关驱动电路控制所述输出开关的打开与关闭。