CN211908764U - 一种电子双路开关及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子双路开关及其系统。所述电子双路开关包括开态供电电路、关态供电电路、控制信号发生电路、状态指示电路、控制电路、单刀双掷继电器及驱动电路，所述控制电路输出端与驱动电路相连，用于通过与继电器驱动线圈相连的驱动电路改变所述单刀双掷继电器活动端置位。本实用新型所述二线制电子双路开关可完美替代传统的机械双路开关，在不改变布线的情况下直接替换，同时能支持无线远程控制，工作稳定，抗干扰能力强。

Description

一种电子双路开关及其系统

技术领域

本实用新型涉及一种电子开关，具体是指一种二线制电子双路开关及采用该电子双路开关的开关系统。

背景技术

现有电子双路开关主要分为两种：一种是带零线的双路开关；另一种为单火的电子开关，例如专利号为CN107241089A的中国专利中提出了一种解决方案。采用电容式触摸按键通过单片机程序逻辑处理判断是否有人操作，然后通过单片机指令驱动开关执行器控制灯具，单片机除了判断是否有人操作驱动开关执行器件控制灯具外，还将调制一个双路开关同步信号通过双路开关同步调制解调电路向外传输，将2只或多只双路开关连接在一起，则所有的双路开关都通过双路开关同步调制解调电路接收到双路开关同步信号，再输入单片机，单片机解调出双路开关同步信号解析出双路开关的状态，然后通过单片机指令驱动开关执行器件控制灯具。开关通过RCC状态取电电路和开态取电电路实现开关在“关闭”与“开启”两种状态单火取电。

上述方案将用于双路开关连接的两根线中的一根用于同步通讯，所以其本质上是将多个单控电子开关串联，通过通讯协助同步，实现多点控制。实际使用时，双路连接的两根电线颜色相同，对机械开关肓接没问题；但按上述技术方案，用户肓接后有５０％概率产品无法正常工作，如连接更多的开关，出错概率更高。该连接方式布线时，其用于同步通讯的连接线与负载供电的强电线并行走线，易受电网干扰，造成通讯异常。又因要实现多点控制，需将多个单控电子开关串联，此连接会造成关态电路供电电压随开关数量增加而下降，直至无法工作；此外该方案由于其中一根双路电线被专用于同步通讯，使得开关无法兼容现有的传统机械开关。

上述方案还存在严重缺陷，当多个双路开关串联使用时，如其中一个电子双路开关出现故障，则整条线路上的产品均无法正常工作。且用户在排查故障也无法简单的寻找到问题产品，需一一对产品进行拆卸检测。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种二线制电子双路开关。

本实用新型所述一种电子双路开关，包含：开态供电电路、关态供电电路、控制信号发生电路、控制电路、单刀双掷继电器及驱动电路，所述控制电路输出端与驱动电路相连，用于通过与继电器驱动线圈相连的驱动电路改变所述单刀双掷继电器活动端置位；其特征在于：控制信号发生电路与控制电路输入端相连用以启动控制电路对单刀双掷继电器的控制，所述开态供电电路和关态供电电路用于为负载和控制电路供电，且至少设置一个用于检测开态供电电路或关态供电电路供电状态的检测电路，检测电路与控制电路连接；控制电路通过检测电路持续监测负载的供电状态；当接收到控制信号发生电路输入的控制信号时，控制电路先判断检测电路的状态进而再发出相应的控制指令。

优选的，开态供电电路供电状态检测电路或关态供电电路供电状态检测电路包括串联在开态供电电路或关态供电电路与地线之间的分压电阻，分压电阻中点连接控制电路的信号输入端。

开态供电电路供电状态检测电路或关态供电电路供电状态检测电路均通过一个串联的隔离二极管与控制电路的电源输入端相联。

优选的，所述控制信号发生电路至少有一路包含有用于远程遥控控制的无线接收模块。

优选的，所述控制信号发生电路中至少有一个本地手工操作装置。

优选的，还包括与控制电路相连的状态指示电路，控制电路通过检测电路检测到的信号实时控制状态指示电路的状态，显示负载供电回路的接通与关闭。

优选的，状态指示电路中包含有无线发射模块，用于实时向外传输所述电子双路开关的工作状态。

具体的，所述本地手工操作装置包括触摸开关或机械开关、微动开关。

本实用新型还提供一种双路开关系统，包含多个双路开关及遥控装置，且各个双路开关串行连接用于控制同一负载，其特征在于：多个双路开关中至少一个采用上述的电子双路开关。所述双路开关系统中任意一个双路开关接收到操作信号时，相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，如有对应的控制电路，则控制电路通过检测电路确认开态或关态供电电路供电状态进而判断负载供电回路的开/关状态并记录；如果系统中有另一个相同的电子双路开关，其控制电路也通过检测电路确认开态或关态供电电路供电状态进而判断负载供电回路的开/关状态并记录。当任一电子双路开关的收到控制指令时，其控制电路比对控制指令与记录的电路现状，确定是否控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，如果指令与电路现状相同则不动作，否则控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位。

优选的，所述电子双路开关通过状态指示电路实时显示检测到的负载供电回路的开/关状态。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：（1）所述电子双路开关结构简洁、接线方便，能与传统机械开关直接兼容，无需改动传统机械开关布线，且工作可靠性高；（2）所述电子双路开关系统中各个双路开关串联且独立工作，无需信号连接即可实现状态互通，其中一路开关损坏不影响其他开关和负载工作，方便维修维护；（3）所述双路开关系统可以随时方便的加入中途开关，实向无限多点控制。

附图说明

图1是本实用新型所述电子双路开关的原理框图；

图2为本实用新型所述电子双路开关的优选实施例的原理框图；

图3为本实用新型所述电子双路开关的优选实施例的原理图；

图4是所述电子双路开关系统中采用两个开关串联方式的实施例框图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的详细阐述。

如图1所示，本实用新型所述电子双路开关，包含开态供电电路、关态供电电路、控制信号发生电路、控制电路、单刀双掷继电器、驱动电路及状态指示电路。所述控制电路输出端与驱动电路相连，用于通过与继电器驱动线圈相连的驱动电路改变所述单刀双掷继电器活动端置位；所述关态供电电路两端分别与继电器两个不动端连接；至少有一个控制信号发生电路与控制电路输入端相连，用于启动控制电路对继电器的控制。其中，所述控制信号发生电路可以是按键传感、触摸传感、人体感应、红外遥控、无线控制等电路。图1中，所述开态供电电路和关态供电电路之中至少有一个内部设有与控制电路1.6连接的用于检测负载供电回路通断的检测电路。

如图2为本实用新型所述电子双路开关的优选实施例。本实施例中所述电子双路开关包括开态供电电路1.2、关态供电电路1.1、控制信号发生电路1.5、控制电路1.6、单刀双掷继电器1.3、驱动电路1.4及状态指示电路1.7。 该实施例中，分别设置了开态检测电路1.8和关态检测电路1.11，用于对开态供电电路1.2和关态供电电路1.1进行监测，所述开态检测电路1.8或关态检测电路1.11分别通过一个串联的隔离二极管与控制电路1.6的电源输入端相联，避免相互干扰。控制电路1.6可根据开态检测电路1.8或关态检测电路1.11的检测结果，控制指示灯（状态指示电路）的状态显示。本电子双路开关可无线受邀和无线发送状态信息，即状态指示电路可以是指示灯，也可以是无线发射模块，或者集成指示灯及无线发射模块功能，用于传输控制电路的工作状态，将状态向外部传送，指示灯便于现场查看，而无线发射模块方便远程监控。控制信号发生电路1.5中包括了本机手机操作面板和无线接收模块。例如手机通过APP对所述电子双路开关发起状态查询邀请，开关控制电路将检测结果发送给手机，方便操作者远程查看和监控，避免无人但负载空开的情况，节约用电。

图3为图2所示实施例的电路原理示意图。如图2、3所示，对开态供电电路及关态供电电路分别设置状态检测电路。所述电子双路开关包括L火线、L1输出端、L2输出端、1.1关态供电电路、1.2开态供电电路、1.3继电器、1.4继电器驱动电路、1.5控制信号发生电路、1.6控制电路、1.7LED状态指示电路、1.8开态检测电路、1.9隔离二极管D6、1.10隔离二极管D4、1.11关态检测电路组成，具体连接关系见图3所示。电源火线L依次通过开态供电电路1.2、继电器常闭触点接负载输出L2端，同时依次通过开态供电电路1.2、稳压器U5输出为控制芯片提供工作电源。此时，负载回路接通，负载开启。开态检测电路包括串联电阻R12、R13，R12另一端连接开态供电电路VB端，R13另一端接地，二者连接点作为信号检测端连接控制电路一个输入端口PA4。此时开关检测电路有信号输出则控制电路判断负载为开启状态，可记录或显示该状态。具体实施时，可单独设置该开态检测电路，有信号则表示开态供电电路工作，负载开启。无信号则表示关态供电电路工作，负载关闭。

关态供电电路1.1一端同时连接负载输出端L1及继电器1.3常开触点,另一端通过隔离二极管D4连接稳压器U5输入端。当继电器触点动作固定触点与常开触点连接时，负载断电处于关闭状态。电源依次通过关态供电电路1.1、二极管D4、稳压器U5输出为控制电路供电。关态检测电路1.11包括串联电阻R10、R11，R10另一端连接关态供电电路，R11另一端接地，二者连接点作为信号检测端连接控制电路一个输入端口PA5。此时关态检测电路有信号输出则控制电路判断负载为关闭状态，可记录或显示该状态。当电子双路开关的收到控制指令时，比对控制指令与记录的电路现状，如果指令与电路现状相同则不动作，否则控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位。具体实施时，可单独设置该关态检测电路，有信号则表示关态供电电路工作，负载关闭。无信号则表示开态供电电路工作，负载开启。

本实施例中，开态和关态检测电路均设置，控制电路判断更为准确，有效避免干扰信号产生误判。待机状态下，如1.3继电器的常闭端将1.2开态供电电路与L2输出端相联，1.6控制电路通过1.8开态检测电路和1.11关态检测电路的检测结果可判断出开态和关态供电电路是否处于接通的状态；如当开态检测电路1.8检测出有效信号时则说明开态供电电路处于接通状态，此时1.2开态供电电路为1.6控制电路提供电源，负载回路接通，负载开启。反之，1.11关态检测电路检测出有效信号，开态检测电路1.8无有效信号，则说由关态供电电路为控制电路提供电源，而负载回路未接通处于关闭状态。如通过检测判断出负载回路处于接通状态，则1.6控制电路控制1.7LED状态指示电路显示该接通状态。此状态下，1.6控制电路持续监测1.8开态检测电路和1.11关态检测电路的输出信号，从而控制1.7LED状态指示电路工作状态。1.9隔离二极管D6和1.10隔离二极管D4，可隔离开态检测电路和关态检测电路与控制电路的电源输入端连接，避免相互干扰。

当1.3继电器的常闭端将1.2开态供电电路与L1输出端相联时，1.6控制电路通过1.8开态检测电路或1.11关态检测电路检测出负载回路接通状态下；当1.6控制电路检测到1.5按键控制信号发生电路有人操作按键时，1.6控制电路通过1.4继电器驱动电路驱动1.3继电器，使1.2开态供电路与L2输出端连接，同时1.6控制电路通过对1.8开态检测电路或1.11关态检测电路的检测结果判断出电路是否处于关闭的状态，如检测出电路处于关闭状态，则1.6控制电路控制1.7LED状态指示电路关闭显示。此时1.1关态供电电路为1.6控制电路提供电源。控制电路1.6仍持续监测开态供电电路和关态供电电路的工作状态。

本实用新型所述电子双路开关可以单独使用，直接替换单点控制的机械开关，例如控制信号发生电路1.5设置一个手工面板按键以及用于远程遥控的无线接收模块。两个信号发生电路分别与控制电路的信号输入端连接。手工面板开关控制，继电器触点切换，控制电路检测到相应状态后记录并可显示，当有无线接收模块接收到远程控制信号时，控制电路会判断当前状态与控制指令是否相同，相同则不动作，不同则控制继电器触点切换。

本实用新型所述电子双路开关也可以与传统机械开关或同类电子双路开关组成系统，各个开关串联连接在负载的负载供电回路中。例如直接替换现有双控开关中的其中一个开关。当系统中任何一个开关动作，改变开关状态时，系统中的电子双路开关均可通过控制电路对开态或关态供电电路通断的检测电路检测到任一开关状态的改变进而更新显示自身状态，或者进一步的向外发送这个变化后的状态。同样，双路开关系统中的其他双路开关的工作情况也是类似，每当双路开关受到本机面板手工操作时，相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，则相应控制电路通过检测电路确认负载供电回路的“开/关”状态进行记录并可显示以及远程发送给遥控端。如果系统中有另一个相同的电子双路开关，其控制电路也通过检测电路确认负载供电回路的“开/关”状态，根据设定或硬件配置进行记录并可显示以及远程发送给遥控端。当所述电子双路开关的无线接收模块收到控制指令时，控制电路首先比对指令与电路现状，确定是否控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，指令与电路现状相同则不动作，否则控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位。

如图4实施例所示，采用一个传统机械开关与一个电子双路开关串联组成系统。其中负载一端与电源零线N连接，另一端与机械开关固定端连接，机械开关可动端分别连接电子双路开关的L1输出端、L2输出端。电子双路开关另一端接电源火线L。

由于两个开关是同时串联在一根线上，第一个机械开关是否工作，可以通过第二个开关的开态检测电路或关态检测电路进行判断，不需要单独发信号。当人为操作双控开关A，开关状态倒换一次置位，本图中由连接L1输出端倒换到连接L2输出端，电源经过开态供电电路1.2及继电器常闭触点、L2端输出为负载供电，负载开启。则控制电路1.6通过开态检测电路1.8的有效信号确认负载供电回路的“开”状态进行记录并可显示以及远程发送给遥控端，同时对开态供电电路也为控制电路1.6提供电源，控制电路1.6进入监测状态。如果系统中有另一个相同的电子双路开关，其控制电路也通过自身的检测电路确认负载供电回路的“开”状态，根据设定或硬件配置进行记录并可显示以及远程发送给遥控端，并进入实时监测状态。当图中双控开关B(电子双路开关)的控制信号发生电路1.5收到控制指令时，控制电路1.6首先比对指令与电路现状，确定是否控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，指令与电路现状相同则不动作，否则控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位。如果有其他电子双路开关其工作方式类似，不赘述。

应用本实用新型所述电子双路开关和开关系统，可有效避免智能家居控制或酒店等公共场所中对同一负载多点控制时，操作者无法直观了解某一点的控制开关对负载的控制状态时，需要反复操作尝试的问题。

本实用新型所述二线制电子双路开关可完美替代传统的机械双路开关，在不改变布线的情况下直接替换，同时能支持无线远程控制，工作稳定，抗干扰能力强。同时所述电子双路开关还可与传统机械双路开关、遥控双路开关或同类电子双路开关连接，通过系统的检测与判断，可完美解决多点同步控制的连接问题，结构稳定，性能可靠。

本实用新型未具体介绍的部分，均可采用现有技术中的常用手段，例如开态供电电路和关态供电电路的具体实施方式，在此不赘述。

上述实施例仅为本实用新型的较佳的实施方式，除此之外，本实用新型还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本实用新型构思的前提下，任何显而易见的微小变化和等同替换均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子双路开关，包含：开态供电电路、关态供电电路、控制信号发生电路、控制电路、单刀双掷继电器及驱动电路，所述控制电路输出端与驱动电路相连，用于通过与继电器驱动线圈相连的驱动电路改变所述单刀双掷继电器活动端置位；其特征在于：控制信号发生电路与控制电路输入端相连用以启动控制电路对单刀双掷继电器的控制，所述开态供电电路和关态供电电路用于为负载和控制电路供电，且至少设置一个用于检测开态供电电路或关态供电电路供电状态的检测电路，检测电路与控制电路连接；控制电路通过检测电路持续监测负载的供电状态；当接收到控制信号发生电路输入的控制信号时，控制电路先判断检测电路的状态进而再发出相应的控制指令。

2.根据权利要求1所述的电子双路开关，其特征在于：开态供电电路供电状态检测电路或关态供电电路供电状态检测电路包括串联在开态供电电路或关态供电电路与地线之间的分压电阻，分压电阻中点连接控制电路的信号输入端。

3.根据权利要求1所述的电子双路开关，其特征在于：开态供电电路供电状态检测电路或关态供电电路供电状态检测电路均通过一个串联的隔离二极管与控制电路的电源输入端相联。

4.根据权利要求1所述的电子双路开关，其特征在于：所述控制信号发生电路至少有一路包含用于远程遥控控制的无线接收模块。

5.根据权利要求1所述的电子双路开关，其特征在于：所述控制信号发生电路中至少有一个本地手工操作装置。

6.根据权利要求5所述的电子双路开关，其特征在于：所述本地手工操作装置包括触摸开关或机械开关、微动开关。

7.根据权利要求1所述的电子双路开关，其特征在于：还包括与控制电路相连的状态指示电路，控制电路通过检测电路检测到的信号实时控制状态指示电路的状态，显示负载供电回路的接通与关闭。

8.根据权利要求7所述的电子双路开关，其特征在于：状态指示电路中包含有无线发射模块，用于实时向外传输所述电子双路开关的工作状态。

9.一种双路开关系统，包含多个双路开关及遥控装置，且各个双路开关串行连接用于控制同一负载，其特征在于：多个双路开关中至少一个采用如权利要求1-8中任一项所述的电子双路开关；

所述双路开关系统中任意一个双路开关接收到操作信号时，相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，如有对应的控制电路，则控制电路通过检测电路确认开态或关态供电电路供电状态进而判断负载供电回路的开/关状态并记录；如果系统中有另一个相同的电子双路开关，其控制电路也通过检测电路确认开态或关态供电电路供电状态进而判断负载供电回路的开/关状态并记录；

当任一电子双路开关收到控制指令时，其控制电路比对控制指令与记录的电路现状，确定是否控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位，如果指令与电路现状相同则不动作，否则控制相对应的单刀双掷继电器倒换一次置位。

10.根据权利要求9所述的双路开关系统，其特征在于：所述电子双路开关通过状态指示电路实时显示检测到的负载供电回路的开/关状态。

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