CN211786645U - 一种智能开关系统，照明装置及智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能开关系统，照明装置及智能家居系统，包括：第一取电电路、无线控制电路和继电器。第一取电电路包括：整流电路、限流电路和电压输出电路。通过设置有第一取电电路，可以在继电器断开时为无线控制电路供电，以确保无线控制电路可以正常工作，以根据接收到的第一无线信号控制继电器。并且，通过在第一取电电路中设置限流电路，在继电器断开时可以对整流电路和电压输出电路这个电流流通路径进行限流，从而减小电流对接入智能开关系统的负载的影响。例如，当负载为小功率电灯时，改善了继电器断开后电灯易出现闪烁或微亮的问题。

Description

一种智能开关系统，照明装置及智能家居系统

技术领域

本实用新型涉及智能开关技术领域，特别涉及一种智能开关系统，照明装置及智能家居系统。

背景技术

通常室内的开关为机械开关，通过控制火线通断来实现开关作用。为了实现智能化控制需求，需要用智能开关替换现有的机械开关，但智能开关的控制电路需要持续供电。然而，当智能开关对应的负载为小功率电灯时，在关灯状态下，智能开关取电时会存在小电流，使电灯出现闪烁或微亮现象。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种智能开关系统，可以改善关灯后电灯出现闪烁或微亮的问题。

因此，本实用新型实施例提供了一种智能开关系统，包括：第一取电电路、无线控制电路和继电器；

所述第一取电电路包括：整流电路、限流电路和电压输出电路；

所述整流电路与火线电连接，用于在所述继电器断开时，将所述火线上的交流电压整流为直流电压后，输出给所述限流电路；

所述限流电路电连接于所述整流电路和所述电压输出电路之间；且所述限流电路用于进行限流；

所述电压输出电路用于将所述限流电路输出的电压进行输出；

所述无线控制电路用于在所述继电器断开时，接收所述电压输出电路输出的电压，以采用所述电压输出电路输出的电压进行供电；以及，根据接受到的第一无线信号控制所述继电器由断开切换为闭合。

可选地，所述限流电路包括：多个限流电阻；其中，各所述限流电阻的第一端与所述整流电路电连接，各所述限流电阻的第二端与所述电压输出电路电连接。

可选地，所述限流电路还包括：稳压二极管；其中，所述稳压二极管的阴极与所述整流电路电连接，所述稳压二极管的阳极与所述电压输出电路电连接；或者，

所述限流电路还包括：稳压晶体管；其中，所述稳压晶体管的栅极和第一端电连接，且所述稳压晶体管的栅极和所述电压输出电路电连接，所述稳压晶体管的第二端与所述整流电路电连接。

可选地，所述电压输出电路包括：变压器、稳压电路、电压反馈电路；

所述变压器与所述限流电路、所述稳压电路、所述电压反馈电路电连接；且所述变压器用于将限流电路输出的电压降压后输出给所述稳压电路；

所述稳压电路与所述变压器、所述电压反馈电路、所述无线控制电路电连接；所述稳压电路用于将变压器输出的电压稳压后输出给所述无线控制电路；

所述电压反馈电路与所述变压器、所述稳压电路电连接；所述电压反馈电路用于根据所述稳压电路输出的电压调节所述变压器。

可选地，所述整流电路包括：全桥整流电路。

可选地，还包括：第二取电电路；所述第二取电电路用于在所述继电器闭合时给所述无线控制电路供电；所述第二取电电路包括：开关晶体管、运算放大器，储能稳压电路；

所述开关晶体管的第一端与所述火线电连接，所述开关晶体管的第二端与所述继电器和所述储能稳压电路电连接，所述开关晶体管的控制端与所述运算放大器的输出端电连接；所述开关晶体管用于在所述运算放大器的输出端的信号的控制下，将所述火线与所述继电器、所述储能稳压电路导通；

所述运算放大器的第一端与所述储能稳压电路电连接；所述运算放大器用于根据所述储能稳压电路提供的电压，控制所述开关晶体管导通或截止；

所述储能稳压电路与所述无线控制电路电连接；所述储能稳压电路用于在所述开关晶体管截止时充电，并向所述无线控制电路和所述运算放大器提供稳定的电压；

所述无线控制电路还用于在所述继电器闭合时，接收所述储能稳压电路输出的电压，以采用所述储能稳压电路输出的电压进行供电；以及，根据接受到的第二无线信号控制所述继电器由闭合切换为断开。

可选地，所述无线控制电路包括Zigbee无线控制系统。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种照明装置，包括：负载以及上述任一种智能开关系统；

所述火线依次通过所述智能开关系统和所述负载与零线连接。

可选地，所述负载包括电灯。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种智能家居系统，包括上述任一种智能开关系统。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供的一种智能开关系统，照明装置及智能家居系统，包括：第一取电电路、无线控制电路和继电器。第一取电电路包括：整流电路、限流电路和电压输出电路。通过设置有第一取电电路，可以在继电器断开时为无线控制电路供电，以确保无线控制电路可以正常工作，以根据接收到的第一无线信号控制继电器。并且，通过在第一取电电路中设置限流电路，在继电器断开时可以对整流电路和电压输出电路这个电流流通路径进行限流，从而减小电流对接入智能开关系统的负载的影响。例如，当负载为小功率电灯时，改善了继电器断开后电灯易出现闪烁或微亮的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种智能开关系统的示意图；

图2a为本实用新型实施例提供的又一种智能开关系统的示意图；

图2b为本实用新型实施例提供的又一种智能开关系统的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种智能开关系统的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种智能开关系统的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种照明装置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“电连接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本实用新型内容。并且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。

本实用新型实施例提供的一种智能开关系统，如图1所示，可以包括：第一取电电路100、无线控制电路200和继电器300；

第一取电电路100包括：整流电路101、限流电路102和电压输出电路103；

整流电路101与火线L电连接，用于在继电器300断开时，将火线L上的交流电压整流为直流电压后，输出给限流电路102；

限流电路102电连接于整流电路101和电压输出电路103之间；且限流电路102用于进行限流；

电压输出电路103用于将限流电路102输出的电压进行输出；

无线控制电路200用于在继电器300断开时，接收电压输出电路103输出的电压，以采用电压输出电路103输出的电压进行供电；以及，根据接受到的第一无线信号控制继电器300由断开切换为闭合。

本实用新型实施例提供的上述智能开关系统，设置有第一取电电路，可以在继电器断开时为无线控制电路供电，以确保无线控制电路可以正常工作，以根据接收到的第一无线信号控制继电器。并且，通过在第一取电电路中设置限流电路，在继电器断开时可以对整流电路和电压输出电路这个电流流通路径进行限流，从而减小电流对接入智能开关系统的负载的影响。例如，当负载为小功率电灯时，改善了继电器断开后电灯易出现闪烁或微亮的问题。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，如图2a所示，限流电路102可以包括：多个限流电阻R；其中，各限流电阻R的第一端与整流电路101电连接，各限流电阻R的第二端与电压输出电路103电连接。

在具体实施时，多个限流电阻R可以包括两个限流电阻R，且两个限流电阻R的阻值可以为68KΩ，当然，限流电阻R的数量和限流电阻R的阻值可以根据实际应用情况设计确定，在此不作限定。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，如图2a所示，限流电路102还可以包括：稳压二极管T；其中，稳压二极管T的阴极与整流电路101电连接，稳压二极管T的阳极与电压输出电路103电连接；或者，

如图2b所示，限流电路102还可以包括：稳压晶体管M，其中，稳压晶体管M的栅极和第一端电连接，且稳压晶体管M的栅极和电压输出电路103电连接，稳压晶体管M的第二端与整流电路101电连接。

在具体实施时，一般情况下，无线控制电路200通常需要的供电功耗较小，稳压二极管T两端的电压差较小，不足以击穿稳压二极管T，则稳压二极管T处于截止状态，整流电路101输出的电流通过并联的限流电阻R被提供给电压输出电路103，限流电阻R可以对流通的电流具有限流作用，使得流过负载的电流可以较小，这样不足以点亮小功率的电灯，从而使电灯不会出现闪烁或微亮的问题。

在具体实施时，无线控制电路200可能会需要较高的供电功率，例如在断电后无线控制电路200重新启动时会需要较高的供电功率，此时限流电路102中限流电阻R两端的电压会快速升高，将稳压二极管T击穿，使电流通过击穿后的稳压二极管T进行传输，从而不需要通过限流电路102中的限流电阻R，避免了限流电阻R对无线控制电路200重新启动造成影响。

在具体实施时，稳压二极管T可以为瞬态二极管(Transient VoltageSuppressor，TVS)，在此不作限定。

在具体实施时，稳压二极管T的反向击穿电压可以为6V，当然，在实际应用中，稳压二极管T的反向击穿电压可以根据实际应用情况设计确定，在此不作限定。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，如图3所示，电压输出电路103可以包括：变压器113、稳压电路123、电压反馈电路133；

变压器113与限流电路102、稳压电路123、电压反馈电路133电连接；且变压器113用于将限流电路102输出的电压降压后输出给稳压电路；

稳压电路123与变压器113、电压反馈电路133、无线控制电路200电连接；稳压电路用于将变压器113输出的电压稳压后输出给无线控制电路200；

电压反馈电路133与变压器113、稳压电路123电连接；电压反馈电路133用于根据稳压电路123输出的电压调节变压器113。

在具体实施时，电压反馈电路133可以包括光耦和开关芯片，开关芯片具体可以选用LNK3202D芯片。在实际应用中，光耦和开关芯片的结构和工作原理可以与现有技术中的基本相同，在此不作赘述。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，如图4所示，整流电路101可以包括：全桥整流电路1011。在实际应用中，全桥整流电路1011的结构和工作原理可以与现有技术中的基本相同，在此不作赘述。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，如图4所示，智能开关系统还可以包括：第二取电电路400；第二取电电路400用于在继电器300闭合时给无线控制电路200供电；第二取电电路400包括：开关晶体管401、运算放大器402，储能稳压电路403；

开关晶体管401的第一端与火线L电连接，开关晶体管401的第二端与继电器300和储能稳压电路403电连接，开关晶体管401的控制端与运算放大器402的输出端电连接；开关晶体管401用于在运算放大器402的输出端的信号的控制下，将火线L与继电器300、储能稳压电路403导通；

运算放大器402的第一端与储能稳压电路403电连接；运算放大器402用于根据储能稳压电路403提供的电压，控制开关晶体管401导通或截止；

储能稳压电路403与无线控制电路200电连接；储能稳压电路403用于在开关晶体管401截止时充电，并向无线控制电路200和运算放大器402提供稳定的电压；

无线控制电路200还用于在继电器300闭合时，接收储能稳压电路403输出的电压，以采用储能稳压电路403输出的电压进行供电；以及，根据接受到的第二无线信号控制继电器300由闭合切换为断开。

在具体实施时，开关晶体管401可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(MetalOxide Scmiconductor，MOS)，在此不作限定。

需要说的是，可以将上述晶体管的控制端作为栅极，并且根据上述晶体管的类型不同以及晶体管的控制端的信号的不同，可以将上述晶体管的第一端作为源极，第二端作为漏极，或者将晶体管的第一端作为漏极，第二端作为源极，在此不作具体区分。

在具体实施时，运算放大器402的一个输入端与储能稳压电路403电连接，另一个输入端被提供参考电压，运算放大器402根据储能稳压电路403提供的电压和参考电压，当储能稳压电路403提供的电压大于参考电压时，运算放大器402的输出端输出使开关晶体管401导通的信号。

在具体实施时，储能稳压电路403中包括储能电容，当储能稳压电路403充电时储能电容充电，当储能稳压电路403向无线控制电路200和运算放大器402提供电压时储能电容用于供电。在实际应用中，储能稳压电路的结构和工作原理可以与现有技术中的基本相同，在此不作赘述。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，如图5所示，无线控制电路200可以包括Zigbee无线控制系统。在实际应用中，Zigbee无线控制系统的结构和工作原理可以与现有技术中的基本相同，在此不作赘述。

本实用新型实施例还提供了一种照明装置，如图5所示，包括负载和上述任一种智能开关系统，火线L依次通过智能开关系统和负载与零线N连接。其中，负载可以为电灯EL。

本实用新型实施例还提供了一种智能家居系统，包括上述任一种智能开关系统。

在具体实施时，第一无线信号和第二无线信号可以是由移动终端(例如手机)发出来的。或者，智能家居系统可以接收移动终端发出的控制无线信号，并根据接收到的控制无线信号向智能开关系统发送第一无线信号或第二无线信号。

下面结合图5，对本实用新型提供的智能开关系统的工作过程进行说明，其中，限流电阻R的阻值为68KΩ，稳压二极管T的反向导通电压为6V。

(1)Zigbee无线控制电路200接收到第二无线信号，控制继电器300由闭合切换为断开，这样可以使电灯EL由点亮切换为熄灭。

(2)继电器300断开，储能稳压电路403与火线L断开，储能稳压电路403仍然给Zigbee无线控制电路200供电，储能稳压电路403中的储能电容储存的电压逐渐下降直至停止给Zigbee无线控制电路200供电。并且，全桥整流电路1011与火线L电连接，交流电压被提供给全桥整流电路1011，全桥整流电路1011将交流电压整流为直流电压，并将直流电压提供给限流电路102。限流电路102中稳压二极管T截止，两个并联的68KΩ的限流电阻R将直流电压提供给变压器113。变压器113将直流电压降压后提供给稳压电路123，经过稳压电路123稳压后将电压提供给Zigbee无线控制电路200，以使Zigbee无线控制电路200保持供电。电压反馈电路133获取稳压电路123输出的电压，并根据获取的电压调节变压器113。

在实际应用中，Zigbee无线控制电路200此时所需的功率小于38.8mW，则根据变压器原理：假设I＝P/U＝38.8mW/220V＝176uA，则实际中通过回路限流电阻R回路的电流小于176uA。由于两个并联的68KΩ的限流电阻R的等效电阻的阻值为34KΩ，则限流电阻R两端的电压差小于6V，因此稳压二极管T两端的电压差小于6V，不足以将稳压二极管T反向击穿，稳压二极管T不导通。

由于两个并联的68KΩ的限流电阻R，可以将全桥整流电路1011与变压器113所在的电流路通路径的电流降低，从而可以使流经电灯EL的电流也减低，进而不足以使电灯EL点亮，从而使电灯EL不会出现闪烁或微亮的问题。

(4)Zigbee无线控制电路200接收到第一无线信号，控制继电器300由断开切换为闭合，这样可以使电灯EL由熄灭切换为点亮。

(5)继电器300闭合，储能稳压电路403与火线L导通，储能稳压电路403中的储能电容充电，储能稳压电路403将储能电容中储存的电压稳压后提供给Zigbee无线控制电路200，使Zigbee无线控制电路200保持供电。并且，储能稳压电路403将储能电容中储存的电压提供给运算放大器402的一个输入端，运算放大器402的另一个输入端会被提供一个参考电压。储能电容中储存的电压不断升高，当储能稳压电路403提供给运算放大器402的电压高于参考电压时，运算放大器402的输出端输出高电平信号，控制开关晶体管401导通。开关晶体管401导通，使电灯EL与火线L、零线N均导通。

(6)开关晶体管401导通，继电器300闭合，第一取电电路100被短接，停止对Zigbee无线控制电路200供电。

需要说明的是，在实际应用中，还会出现忽然断电，例如火线L断电了，这样使得Zigbee无线控制电路200停止工作。此时，继电器300断开，且第一取电电路100停止给Zigbee无线控制电路200供电。在火线L恢复供电时，交流电压被提供给全桥整流电路1011，全桥整流电路1011将交流电压整流为直流电压，并将直流电压提供给限流电路102。Zigbee无线控制电路200重新启动，此时所需的功率较大(一般大于38.8mW)，则根据变压器原理：I＝P/U＝38.8mW/220V＝176uA，实际中通过限流电阻R回路的电流大于176uA。并且由于两个并联的68KΩ的限流电阻R的等效电阻的阻值为34KΩ，则限流电阻R两端的电压差会大于6V，使得稳压二极管T两端的电压差大于6V，从而将稳压二极管T反向击穿。由于稳压二极管T反向击穿，电流通过击穿后的稳压二极管T进行传输，不需要通过限流电阻R，可以向Zigbee无线控制电路200提供足够的供电功率，从而使Zigbee无线控制电路200正常重新启动。

本实用新型实施例提供的一种智能开关系统，照明装置及智能家居系统，包括：第一取电电路、无线控制电路和继电器。第一取电电路包括：整流电路、限流电路和电压输出电路。通过设置有第一取电电路，可以在继电器断开时为无线控制电路供电，以确保无线控制电路可以正常工作，以根据接收到的第一无线信号控制继电器。并且，通过在第一取电电路中设置限流电路，在继电器断开时可以对整流电路和电压输出电路这个电流流通路径进行限流，从而减小电流对接入智能开关系统的负载的影响。例如，当负载为小功率电灯时，改善了继电器断开后电灯易出现闪烁或微亮的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能开关系统，其特征在于，包括：第一取电电路、无线控制电路和继电器；

所述第一取电电路包括：整流电路、限流电路和电压输出电路；

所述整流电路与火线电连接，用于在所述继电器断开时，将所述火线上的交流电压整流为直流电压后，输出给所述限流电路；

所述限流电路电连接于所述整流电路和所述电压输出电路之间；且所述限流电路用于进行限流；

所述电压输出电路用于将所述限流电路输出的电压进行输出；

所述无线控制电路用于在所述继电器断开时，接收所述电压输出电路输出的电压，以采用所述电压输出电路输出的电压进行供电；以及，根据接受到的第一无线信号控制所述继电器由断开切换为闭合。

2.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，所述限流电路包括：多个限流电阻；其中，各所述限流电阻的第一端与所述整流电路电连接，各所述限流电阻的第二端与所述电压输出电路电连接。

3.如权利要求2所述的智能开关系统，其特征在于，所述限流电路还包括：稳压二极管；其中，所述稳压二极管的阴极与所述整流电路电连接，所述稳压二极管的阳极与所述电压输出电路电连接；或者，

所述限流电路还包括：稳压晶体管；其中，所述稳压晶体管的栅极和第一端电连接，且所述稳压晶体管的栅极和所述电压输出电路电连接，所述稳压晶体管的第二端与所述整流电路电连接。

4.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，所述电压输出电路包括：变压器、稳压电路、电压反馈电路；

所述变压器与所述限流电路、所述稳压电路、所述电压反馈电路电连接；且所述变压器用于将限流电路输出的电压降压后输出给所述稳压电路；

所述稳压电路与所述变压器、所述电压反馈电路、所述无线控制电路电连接；所述稳压电路用于将变压器输出的电压稳压后输出给所述无线控制电路；

所述电压反馈电路与所述变压器、所述稳压电路电连接；所述电压反馈电路用于根据所述稳压电路输出的电压调节所述变压器。

5.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，所述整流电路包括：全桥整流电路。

6.如权利要求1-5任一项所述的智能开关系统，其特征在于，还包括：第二取电电路；所述第二取电电路用于在所述继电器闭合时给所述无线控制电路供电；所述第二取电电路包括：开关晶体管、运算放大器，储能稳压电路；

所述开关晶体管的第一端与所述火线电连接，所述开关晶体管的第二端与所述继电器和所述储能稳压电路电连接，所述开关晶体管的控制端与所述运算放大器的输出端电连接；所述开关晶体管用于在所述运算放大器的输出端的信号的控制下，将所述火线与所述继电器、所述储能稳压电路导通；

所述运算放大器的第一端与所述储能稳压电路电连接；所述运算放大器用于根据所述储能稳压电路提供的电压，控制所述开关晶体管导通或截止；

所述储能稳压电路与所述无线控制电路电连接；所述储能稳压电路用于在所述开关晶体管截止时充电，并向所述无线控制电路和所述运算放大器提供稳定的电压；

所述无线控制电路还用于在所述继电器闭合时，接收所述储能稳压电路输出的电压，以采用所述储能稳压电路输出的电压进行供电；以及，根据接受到的第二无线信号控制所述继电器由闭合切换为断开。

7.如权利要求1-5任一项所述的智能开关系统，其特征在于，所述无线控制电路包括Zigbee无线控制系统。

8.一种照明装置，其特征在于，包括：负载以及如权利要求1-7任一项所述的智能开关系统；

所述火线依次通过所述智能开关系统和所述负载与零线连接。

9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述负载包括电灯。

10.一种智能家居系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的智能开关系统。

Images