CN212850276U - 电源电路及单火线开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源电路及单火线开关，包括继电器单元，输入端与交流接线端连接；供电切换单元，输入端与所述继电器单元的输出端连接；开灯供电单元，输入端与所述供电切换单元的输出端连接；关灯供电单元，输入端分别与所述供电切换单元的输出端和所述交流接线端连接，所述关灯供电单元的第一输出端与所述继电器单元的电源端连接；IO接口，分别与所述继电器单元的控制端、所述开灯供电单元的输出端和所述关灯供电单元的第二输出端连接。供电切换单元根据继电器单元的工作状态在开灯供电单元和关灯供电单元之间切换，当外部的照明灯处于关闭状态时，关灯供电单元可以将交流电转换为直流电且当工作电流超限时可以关闭输出，避免照明灯闪烁。

Description

电源电路及单火线开关

技术领域

本实用新型涉及家电开关技术领域，特别涉及一种单火线开关的电源电路及单火线开关。

背景技术

传统的单火线开关一般包括火线接线端、零线接线端以及串联在火线接线端和零线接线端之间的机械开关。随着物联网技术的发展，传统的单火线开关已不能满足应用需求。为此，现有的单火线开关增加了多种功能电路，例如无线遥控电路和触摸感应电路等。

这些功能电路在单火线开关接通或断开时均需要供电，而目前单火线开关的供电方式大多为交流电供电，当这些单火线开关用作照明灯，例如节能灯或日光灯的控制开关时，且当单火线开关(照明灯)处于关闭状态时，若流经单火线开关的电流过大，则会导致照明灯每隔一段时间闪烁一下，影响用户体验。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种单火线开关的电源电路及单火线开关，能够自动切换供电电路，避免照明灯闪烁。

第一方面，根据本实用新型实施例的单火线开关的电源电路，包括继电器单元，输入端与交流接线端连接；供电切换单元，输入端与所述继电器单元的输出端连接；开灯供电单元，输入端与所述供电切换单元的输出端连接；关灯供电单元，输入端分别与所述供电切换单元的输出端和所述交流接线端连接，所述关灯供电单元的第一输出端与所述继电器单元的电源端连接，所述关灯供电单元用于进行电压转换以及根据工作电流进行输出控制；IO接口，分别与所述继电器单元的控制端、所述开灯供电单元的输出端和所述关灯供电单元的第二输出端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述关灯供电单元包括电源管理芯片U2、三极管Q3、三极管Q4和变压器T1，所述电源管理芯片U2的输出控制引脚DIS连接有电阻R16，并通过所述电阻R16与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的发射极还连接有电阻R11，并通过所述电阻R11与所述电源管理芯片U2的反馈引脚FB连接，所述三极管Q3的集电极依次连接有电阻R10、电阻R8和二极管D12，二极管D12的正极与所述关灯供电单元的输入节点HVDD连接，所述输入节点HVDD还连接有电容C1，并通过所述电容C1接地，所述电阻R10和所述电阻R8之间的连接节点还连接有电容C6，并通过所述电容C6与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的集电极与所述变压器T1主线圈的第二端连接，所述变压器T1主线圈的第一端与所述输入节点HVDD连接，所述三极管Q4的发射极与所述电源管理芯片U2的输出端OE连接，所述三极管Q4的发射极还连接有二极管D16，并通过所述二极管D16与所述电源管理芯片U2的电源输出端VDD连接，所述电源管理芯片U2的电源输出端VDD还连接有二极管D23，并通过所述二极管D23与所述IO接口连接，所述二极管D23的正极还连接有二极管C15，并通过所述电容C15接地，所述电源管理芯片U2的输出端OB与所述三极管Q4的基极连接，所述电源管理芯片U2的输出端P_O连接有MOS管Q5，并通过所述MOS管Q5与所述IO接口连接，所述变压器T1第一副线圈的第一端连接有第一整流滤波电路，并通过所述第一整流滤波电路与第一供电电路连接，所述变压器T1第一副线圈的第二端与所述变压器T1第二副线圈的第一端连接，所述变压器T1第二副线圈的第一端还连接有二极管D17，并通过所述二极管D17与所述电源管理芯片U2的电源输入端VDDIN连接，所述变压器T1第二副线圈的第二端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述变压器T1主线圈两端之间还连接有二极管D14、电容C7和电阻R9，所述电容C7和所述电阻R9并联后的第一端与所述变压器T1主线圈的第一端连接，所述电容C7和所述电阻R9并联后的第二端与所述二极管D14的负极连接，所述二极管D14的正极与所述变压器T1主线圈的第二端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电切换单元包括二极管D3、电容C2、稳压二极管D4、比较器U1、三极管Q2和MOS管Q8，所述二极管D3的正极与所述供电切换单元的输入节点LIN连接，所述二极管D3的负极通过所述电容C2接地，所述二极管D3的负极还与所述稳压二极管D4的负极连接，所述稳压二极管D4的正极分别连接有电容C3和电阻R3，并通过所述电容C3和所述电阻R3接地，所述稳压二极管D4的正极还与所述比较器U1的同相输入端连接，所述三极管Q2的集电极依次连接有电阻R6和电阻R7，所述电阻R7与所述IO接口连接，所述电阻R6和所述电阻R7之间的连接节点与所述比较器U1的反相输入端连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接有电阻R5，并通过所述电阻R5与所述比较器U1的输出端连接，所述比较器U1的输出端还连接有电阻R4，并通过所述电阻R4与所述MOS管Q8的栅极连接，所述MOS管Q8的漏极与所述输入节点LIN连接，所述MOS管Q8的源极接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述输入节点LIN还连接有瞬态抑制二极管TVS1，并通过所述瞬态抑制二极管TVS1接地。

根据本实用新型的一些实施例，开灯供电单元包括稳压芯片U3，所述稳压芯片U3的输入端连接有二极管D22，所述二极管D22的正极与所述供电切换单元连接，所述二极管D22的负极与所述稳压芯片U3连接，所述稳压芯片U3的输入端还连接有电容C10，并通过所述电容C10接地，所述稳压芯片U3的输出端连接有电容C11，并通过所述电容C11接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述继电器单元包括继电器K1、三极管Q1和三极管Q13，所述三极管Q1的基极连接有电阻R1，并通过所述电阻R1与所述IO接口连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述继电器K1线圈的第一控制引脚off连接，所述三极管Q13的基极连接有电阻R23，并通过所述电阻R23与所述IO接口连接，所述三极管Q13的发射极接地，所述三极管Q13的集电极与所述继电器K1线圈的第二控制引脚on连接，所述继电器K1线圈的第三控制引脚与所述关灯供电单元的第一输出端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述继电器单元的数量为一个或多个。

第二方面，根据本实用新型实施例的单火线开关，包括处理器以及分别与所述处理器连接的功能电路和上述的单火线开关的电源电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述功能电路为无线遥控电路、触摸开关电路或指示灯电路中的至少一种。

根据本实用新型实施例的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：

供电切换单元根据继电器单元的工作状态在开灯供电单元和关灯供电单元之间切换，当外部的照明灯处于关闭状态时，关灯供电单元可以将交流电转换为直流电且当工作电流超限时可以关闭输出，避免照明灯闪烁。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的电源电路的电路原理框图；

图2为本实用新型实施例的单火线开关的电路原理框图；

图3为本实用新型实施例的电源电路的关灯供电单元的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的电源电路的供电切换单元的电路原理图；

图5为本实用新型实施例的电源电路的开灯供电单元的电路原理图；

图6为本实用新型实施例的电源电路的继电器单元的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，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。

在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

请参照图1，本实施例公开了一种单火线开关的电源电路，包括继电器单元110、供电切换单元120、开灯供电单元130、关灯供电单元140和IO接口150，继电器单元110具有输入端、输出端、控制端和电源端，继电器单元110的输入端与交流接线端连接，供电切换单元120的输入端与继电器单元110的输出端连接，开灯供电单元130的输入端与供电切换单元120的输出端连接，关灯供电单元140的输入端分别与供电切换单元120的输出端和交流接线端连接，关灯供电单元140的第一输出端与继电器单元110的电源端连接，IO接口150分别与继电器单元110的控制端、开灯供电单元130的输出端和关灯供电单元140的第二输出端连接。

请参照图1和图2，在使用时，继电器单元110通过交流接线端与外部的照明灯连接，IO接口150用于连接外部主板200，主板200上设置有处理器210和至少一个功能电路，例如无线遥控电路220，IO接口150用于接收来自处理器210的控制信号以及给处理器210和功能电路供电，IO接口150将处理器210的控制信号发送给继电器单元110，以实现继电器单元110的接通和断开，从而实现照明灯的开启与关闭。供电切换单元120根据继电器单元110的工作状态在开灯供电单元130和关灯供电单元140之间切换，当继电器单元110处于接通状态，即照明灯开启时，开灯供电单元130通过IO接口150为处理器210和功能电路提供稳定的工作电压，当继电器单元110处于断开状态，即照明灯关闭时，开灯供电单元130停止工作，关灯供电单元140通过交流接线端接入交流电，并将交流电转换为直流电，为继电器单元110供电以及通过IO接口150为处理器210和功能电路提供稳定的工作电压，且关灯供电单元140可以对工作电流进行检测，当工作电流超限时，关闭输出，以避免照明灯闪烁。

请参照图3，关灯供电单元140包括电源管理芯片U2、三极管Q3、三极管Q4和变压器T1，电源管理芯片U2的输出控制引脚DIS连接有电阻R16，并通过电阻R16与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的发射极还连接有电阻R11，并通过电阻R11与电源管理芯片U2的反馈引脚FB连接，三极管Q3的集电极依次连接有电阻R10、电阻R8和二极管D12，二极管D12的正极与关灯供电单元140的输入节点HVDD连接，输入节点HVDD还连接有电容C1，并通过电容C1接地，请参照图6，输入节点HVDD与交流接线端之间连接有二极管D13，二极管D13与电容C1起到整流滤波作用，请参照图3，电阻R10和电阻R8之间的连接节点还连接有电容C6，并通过电容C6与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与变压器T1主线圈的第二端连接，变压器T1主线圈的第一端与输入节点HVDD连接，三极管Q4的发射极与电源管理芯片U2的输出端OE连接，三极管Q4的发射极还连接有二极管D16，并通过二极管D16与电源管理芯片U2的电源输出端VDD连接，电源管理芯片U2的电源输出端VDD还连接有二极管D23，并通过二极管D23与IO接口150连接，二极管D23的正极还连接有二极管C15，并通过电容C15接地，电源管理芯片U2的输出端OB与三极管Q4的基极连接，电源管理芯片U2的输出端P_O连接有MOS管Q5，并通过MOS管Q5与IO接口150连接，变压器T1第一副线圈的第一端连接有第一整流滤波电路，并通过第一整流滤波电路与第一供电电路连接，第一整流滤波电路包括二极管D18和电容C5，第一供电电路包括分压电阻R14和滤波电容C14，第一供电电路与继电器单元110的电源端连接，变压器T1第一副线圈的第二端与变压器T1第二副线圈的第一端连接，变压器T1第二副线圈的第一端还连接有二极管D17，并通过二极管D17与电源管理芯片U2的电源输入端VDDIN连接，变压器T1第二副线圈的第二端接地。

请参照图3和图6，变压器T1将交流电进行降压，变压器T1的第一副线圈将降压后的部分交流电输出至第一整流滤波电路和第一供电电路，并通过第一供电电路输出至继电器单元110，用以为继电器单元110供电。需要说明的是，继电器单元110的数量为一个或多个，第一供电电路的数量与继电器单元110的数量相适应，多个第一供电电路分别与第一整流滤波电路的输出端连接。变压器T1的第二副线圈将降压后的部分交流电输出至电源管理芯片U2，以给电源管理芯片U2供电。三极管Q3、电阻R10、电阻R8和二极管D12组成分压开关电路，当关灯供电单元140工作时，电源管理芯片U2控制三极管Q3导通以及控制三极管Q4的通断，电源管理芯片U2通过电阻R11对工作电流进行检测，当工作电流超限时，电源管理管理芯片U2分别控制三极管Q3和三极管Q4截止，以关闭输出。

请继续参照图3，为了提高电路的安全性，变压器T1主线圈两端之间还连接有二极管D14、电容C7和电阻R9，电容C7和电阻R9并联后的第一端与变压器T1主线圈的第一端连接，电容C7和电阻R9并联后的第二端与二极管D14的负极连接，二极管D14的正极与变压器T1主线圈的第二端连接。二极管D14可以为变压器T1的反向电动势提供消耗通路，延长变压器T1的使用寿命。

请参照图4，供电切换单元120包括二极管D3、电容C2、稳压二极管D4、比较器U1、三极管Q2和MOS管Q8，二极管D3的正极与供电切换单元120的输入节点LIN连接，二极管D3的负极通过电容C2接地，二极管D3的负极还与稳压二极管D4的负极连接，稳压二极管D4的正极分别连接有电容C3和电阻R3，并通过电容C3和电阻R3接地，稳压二极管D4的正极还与比较器U1的同相输入端连接，三极管Q2的集电极依次连接有电阻R6和电阻R7，电阻R7与IO接口150连接，电阻R6和电阻R7之间的连接节点与比较器U1的反相输入端连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接有电阻R5，并通过电阻R5与比较器U1的输出端连接，比较器U1的输出端还连接有电阻R4，并通过电阻R4与MOS管Q8的栅极连接，MOS管Q8的漏极与输入节点LIN连接，MOS管Q8的源极接地。

请继续参照图4，输入节点LIN还连接有瞬态抑制二极管TVS1，并通过瞬态抑制二极管TVS1接地，瞬态抑制二极管TVS1可以进行过压、过流保护，提高电路的安全性。

请参照图5，开灯供电单元130包括稳压芯片U3，稳压芯片U3的输入端连接有二极管D22，二极管D22的正极与供电切换单元120连接，二极管D22的负极与稳压芯片U3连接，稳压芯片U3的输入端还连接有电容C10，并通过电容C10接地，稳压芯片U3的输出端连接有电容C11，并通过电容C11接地。

请参照图6，继电器单元110包括继电器K1、三极管Q1和三极管Q13，三极管Q1的基极连接有电阻R1，并通过电阻R1与IO接口150连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与继电器K1线圈的第一控制引脚off连接，三极管Q13的基极连接有电阻R23，并通过电阻R23与IO接口150连接，三极管Q13的发射极接地，三极管Q13的集电极与继电器K1线圈的第二控制引脚on连接，继电器K1线圈的第三控制引脚与关灯供电单元140的第一输出端连接。

根据实际应用的需求，继电器单元110的数量为一个或多个，以便于分别控制多盏照明灯。

请参照图2，本实用新型实施例还公开一种单火线开关，包括处理器210以及分别与处理器210连接的功能电路和上述的单火线开关的电源电路100。

功能电路为无线遥控电路220、触摸开关电路230或指示灯电路240中的至少一种。

请参照图1和图2，供电切换单元120根据继电器单元110的工作状态在开灯供电单元130和关灯供电单元140之间切换，当外部的照明灯处于关闭状态时，关灯供电单元140可以将交流电转换为直流电且当工作电流超限时可以关闭输出，避免照明灯闪烁。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种单火线开关的电源电路，其特征在于，包括：

继电器单元(110)，输入端与交流接线端连接；

供电切换单元(120)，输入端与所述继电器单元(110)的输出端连接；

开灯供电单元(130)，输入端与所述供电切换单元(120)的输出端连接；

关灯供电单元(140)，输入端分别与所述供电切换单元(120)的输出端和所述交流接线端连接，所述关灯供电单元(140)的第一输出端与所述继电器单元(110)的电源端连接，所述关灯供电单元(140)用于进行电压转换以及根据工作电流进行输出控制；

IO接口(150)，分别与所述继电器单元(110)的控制端、所述开灯供电单元(130)的输出端和所述关灯供电单元(140)的第二输出端连接。

2.根据权利要求1所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，所述关灯供电单元(140)包括电源管理芯片U2、三极管Q3、三极管Q4和变压器T1，所述电源管理芯片U2的输出控制引脚DIS连接有电阻R16，并通过所述电阻R16与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的发射极还连接有电阻R11，并通过所述电阻R11与所述电源管理芯片U2的反馈引脚FB连接，所述三极管Q3的集电极依次连接有电阻R10、电阻R8和二极管D12，二极管D12的正极与所述关灯供电单元(140)的输入节点HVDD连接，所述输入节点HVDD还连接有电容C1，并通过所述电容C1接地，所述电阻R10和所述电阻R8之间的连接节点还连接有电容C6，并通过所述电容C6与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的集电极与所述变压器T1主线圈的第二端连接，所述变压器T1主线圈的第一端与所述输入节点HVDD连接，所述三极管Q4的发射极与所述电源管理芯片U2的输出端OE连接，所述三极管Q4的发射极还连接有二极管D16，并通过所述二极管D16与所述电源管理芯片U2的电源输出端VDD连接，所述电源管理芯片U2的电源输出端VDD还连接有二极管D23，并通过所述二极管D23与所述IO接口(150)连接，所述二极管D23的正极还连接有二极管C15，并通过所述电容C15接地，所述电源管理芯片U2的输出端OB与所述三极管Q4的基极连接，所述电源管理芯片U2的输出端P_O连接有MOS管Q5，并通过所述MOS管Q5与所述IO接口(150)连接，所述变压器T1第一副线圈的第一端连接有第一整流滤波电路，并通过所述第一整流滤波电路与第一供电电路连接，所述变压器T1第一副线圈的第二端与所述变压器T1第二副线圈的第一端连接，所述变压器T1第二副线圈的第一端还连接有二极管D17，并通过所述二极管D17与所述电源管理芯片U2的电源输入端VDDIN连接，所述变压器T1第二副线圈的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，所述变压器T1主线圈两端之间还连接有二极管D14、电容C7和电阻R9，所述电容C7和所述电阻R9并联后的第一端与所述变压器T1主线圈的第一端连接，所述电容C7和所述电阻R9并联后的第二端与所述二极管D14的负极连接，所述二极管D14的正极与所述变压器T1主线圈的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，所述供电切换单元(120)包括二极管D3、电容C2、稳压二极管D4、比较器U1、三极管Q2和MOS管Q8，所述二极管D3的正极与所述供电切换单元(120)的输入节点LIN连接，所述二极管D3的负极通过所述电容C2接地，所述二极管D3的负极还与所述稳压二极管D4的负极连接，所述稳压二极管D4的正极分别连接有电容C3和电阻R3，并通过所述电容C3和所述电阻R3接地，所述稳压二极管D4的正极还与所述比较器U1的同相输入端连接，所述三极管Q2的集电极依次连接有电阻R6和电阻R7，所述电阻R7与所述IO接口(150)连接，所述电阻R6和所述电阻R7之间的连接节点与所述比较器U1的反相输入端连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接有电阻R5，并通过所述电阻R5与所述比较器U1的输出端连接，所述比较器U1的输出端还连接有电阻R4，并通过所述电阻R4与所述MOS管Q8的栅极连接，所述MOS管Q8的漏极与所述输入节点LIN连接，所述MOS管Q8的源极接地。

5.根据权利要求4所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，所述输入节点LIN还连接有瞬态抑制二极管TVS1，并通过所述瞬态抑制二极管TVS1接地。

6.根据权利要求1所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，开灯供电单元(130)包括稳压芯片U3，所述稳压芯片U3的输入端连接有二极管D22，所述二极管D22的正极与所述供电切换单元(120)连接，所述二极管D22的负极与所述稳压芯片U3连接，所述稳压芯片U3的输入端还连接有电容C10，并通过所述电容C10接地，所述稳压芯片U3的输出端连接有电容C11，并通过所述电容C11接地。

7.根据权利要求1所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，所述继电器单元(110)包括继电器K1、三极管Q1和三极管Q13，所述三极管Q1的基极连接有电阻R1，并通过所述电阻R1与所述IO接口(150)连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述继电器K1线圈的第一控制引脚off连接，所述三极管Q13的基极连接有电阻R23，并通过所述电阻R23与所述IO接口(150)连接，所述三极管Q13的发射极接地，所述三极管Q13的集电极与所述继电器K1线圈的第二控制引脚on连接，所述继电器K1线圈的第三控制引脚与所述关灯供电单元(140)的第一输出端连接。

8.根据权利要求1、2、3或7所述的单火线开关的电源电路，其特征在于，所述继电器单元(110)的数量为一个或多个。

9.一种单火线开关，其特征在于，包括处理器(210)以及分别与所述处理器(210)连接的功能电路和权利要求1至8任意一项所述的单火线开关的电源电路(100)。

10.根据权利要求9所述的单火线开关，其特征在于，所述功能电路为无线遥控电路(220)、触摸开关电路(230)或指示灯电路(240)中的至少一种。

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