CN216564516U - 一种分离式单线控制的智能开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种分离式单线控制的智能开关，其开关壳体内部的电路板上设有机械开关电路、电源电路、直流转换电路、开关检出电路、开关电路和无线控制接口；无线控制接口插接无线通信模块，机械开关电路根据按压操作在火线上加载对应的控制信号；电源电路将交流电压降压并转换为系统电压；直流转换电路将系统电压降压为工作电压给无线控制接口以及无线通信模块供电；开关检出电路检测火线上的控制信号并输出对应的开关信号给无线通信模块，无线通信模块根据开关信号输出对应的中继信号，开关电路根据中继信号控制受控负载的工作状态。通过机械开关电路将按压操作加载至火线上，实现机械开关的单线有线控制，不存在受控负载端漏电问题。

Description

一种分离式单线控制的智能开关

技术领域

本实用新型涉及智能开关技术领域，尤其涉及一种分离式单线控制的智能开关。

背景技术

智能开关是通过无线或者有线技术将传统开关设备连入互联网中，以实现远程以及自动化控制开关的目的。现有市面上主要分为单火线面板智能开关、双线面板智能开关、继电器开关和总线类智能开关。

单火线面板智能开关通过无线方式连接网关，从而接入互联网。由于采用的是单火线取电技术，漏电是其固有的缺陷，且只能采用zigbee(低功耗局域网协议)、蓝牙等低功耗无线通信方式；无法支持WiFi，NB-IOT(窄带物联网)等功耗稍微高一点的无线通信方式。

双线面板智能开关与单火线面板智能开关相比，区别在于其供电采用零线和火线供电的方式，从而避开了单火线取电的漏电问题。但由于室内的电力安装特性，在墙内的开关盒里一般只有火线，双线的面板开关限制了用户的安装。若要安装则需要增设安装室内的零线数，增加了安装难度和成本。

继电器开关也是零线和火线供电，常安装在受控端附近。只能通过无线控制，无法通过机械开关直接有线控制。无线网络不稳定时影响实际的用户使用。

总线类智能开关采用一些标准总线通过有线来控制开关端，如485总线，KNX(Konnex)总线等。但这些总线属于低压控制线路，与原有的电力线无法共用同一线，需要重新敷设低压控制线路，安装难度和成本都比较高。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种分离式单线控制的智能开关，以解决现有智能开关不能有线控制且漏电的问题。

本实用新型实施例提供一种分离式单线控制的智能开关，连接受控负载、火线和零线，其包括开关壳体，所述开关壳体内部的电路板上设有机械开关电路、电源电路、直流转换电路、开关检出电路、开关电路和无线控制接口；所述火线通过机械开关电路接入电源电路、开关检出电路和开关电路；电源电路连接零线、受控负载的一端、直流转换电路和开关电路；直流转换电路连接无线控制接口，开关检出电路连接无线控制接口，开关电路连接受控负载的另一端和无线控制接口；

所述无线控制接口用于插接无线通信模块，所述机械开关电路根据按压操作在火线上加载对应的控制信号；电源电路将交流电压降压并转换为系统电压，并输出给直流转换电路和开关电路供电；直流转换电路将系统电压降压为工作电压给无线控制接口以及无线通信模块供电；开关检出电路用于检测火线上的控制信号并输出对应的开关信号给无线通信模块，无线通信模块根据开关信号输出对应的中继信号，开关电路根据中继信号控制受控负载的工作状态。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述机械开关电路包括机械开关和第一二极管，所述机械开关的一端连接第一二极管的正极和火线，机械开关的另一端连接第一二极管的负极和电源电路。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述电源电路包括接线端子、第一保险丝、整流桥、电源芯片、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二二极管和第三二极管；

所述接线端子的第1脚连接零线和整流桥的A1脚；接线端子的第2脚连接机械开关的另一端、第一保险丝的一端和开关电路；接线端子的第3脚连接受控负载的另一端和开关电路，第一保险丝的另一端连接整流桥的A2脚和开关检出电路，整流桥的C4脚接地，整流桥的B3脚连接第一电感的一端和第一电容的一端，第一电感的另一端连接第二电容的一端和电源芯片的DRAIN脚，第一电容的另一端和第二电容的另一端接地；电源芯片的VDD/BP脚连接第一电阻的一端、第三电容的一端和第三二极管的负极；电源芯片的FB脚连接第一电阻的另一端和第二电阻的一端；电源芯片的GND/S脚连接第二电阻的另一端、第三电阻的一端、第二电感的一端、第三电容的另一端和第二二极管的负极；电源芯片的CS脚连接第三电阻的另一端；第二电感的另一端是第一供电端，连接第三二极管的正极、第四电阻的一端、第四电容的一端和第五电容的一端；第三二极管的负极、第四电阻的另一端、第四电容的另一端和第五电容的另一端均接地。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述电源电路还包括第五电阻、第六电容和第一稳压管；

所述第五电阻的一端连接第六电容的一端和接线端子的第1脚，第五电阻的另一端连接第一保险丝的另一端和第六电容的另一端，第一稳压管的负极连接第五电容的一端和第一供电端，第一稳压管的正极接地。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述直流转换电路包括电源控制芯片、第三电感、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二稳压管；

所述电源控制芯片的EN脚连接第六电阻的一端，电源控制芯片的VIN脚连接第六电阻的另一端、第七电容的一端和第一供电端；电源控制芯片的BS脚通过第八电容连接电源控制芯片的SW脚和第三电感的一端；电源控制芯片的FB脚连接第七电阻的一端、第八电阻的一端和第九电容的一端；第三电感的另一端是第二供电端，连接第七电阻的另一端、第九电容的另一端、第十电容的一端、第十一电容的一端和第二稳压管的负极；第七电容的另一端、电源控制芯片的GND脚、第十电容的另一端、第十一电容的另一端和第二稳压管的正极均接地。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述开关检出电路包括第四二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三稳压管和第十二电容；

所述第四二极管的正极连接整流桥的A2脚，第四二极管的负极通过第九电阻连接第十电阻的一端；第十电阻的另一端通过第十一电阻连接第十二电阻的一端、第十二电容的一端、第十三电阻的一端和第三稳压管的负极；第十三电阻的另一端连接无线控制接口的第12脚，第十二电阻的另一端、第十二电容的另一端和第三稳压管的正极均接地。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述开关电路包括继电器、第二保险丝、第十四电阻、第十三电容和开关管；

所述继电器的第8脚通过第二保险丝连接接线端子的第2脚，继电器的第5脚连接接线端子的第3脚，继电器的第1脚连接第十四电阻的一端和第十三电容的一端，第十四电阻的另一端连接第十四电容的另一端和第一供电端，继电器的第2脚连接开关管的漏极，开关管的栅极连接无线控制接口的第9脚，开关管的源极接地。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，所述开关电路还包括第五二极管、第十五电阻、第十四电容和第四稳压管；

所述第五二极管的正极连接继电器的第2脚和开关管的漏极，第五二极管的负极连接继电器的第1脚和第十三电容的一端，第十五电阻的一端连接开关管的栅极、第十四电容的一端和第四稳压管的负极；第十五电阻的另一端连接第十四电容的另一端、第四稳压管的正极和地。

可选地，所述的分离式单线控制的智能开关中，还包括用于指示受控负载的工作状态的指示电路，所述指示电路包括双色LED灯、第十六电阻、第十七电阻、第十五电容和第四电感；

所述双色LED灯的第2脚通过第十六电阻连接第二供电端，双色LED灯的第4脚通过第十七电阻连接第二供电端，双色LED灯的第1脚连接无线控制接口的第5脚，双色LED灯的第3脚连接无线控制接口的第3脚；无线控制接口的第1脚连接第二供电端和第十五电容的一端，第十五电容的另一端接地，无线控制接口的第2脚通过第四电感接地。

本实用新型实施例提供的技术方案中，分离式单线控制的智能开关连接受控负载、火线和零线，其包括开关壳体，所述开关壳体内部的电路板上设有机械开关电路、电源电路、直流转换电路、开关检出电路、开关电路和无线控制接口；所述火线通过机械开关电路接入电源电路、开关检出电路和开关电路；电源电路连接零线、受控负载的一端、直流转换电路和开关电路；直流转换电路连接无线控制接口，开关检出电路连接无线控制接口，开关电路连接受控负载的另一端和无线控制接口；所述无线控制接口用于插接无线通信模块，所述机械开关电路根据按压操作在火线上加载对应的控制信号；电源电路将交流电压降压并转换为系统电压，并输出给直流转换电路和开关电路供电；直流转换电路将系统电压降压为工作电压给无线控制接口以及无线通信模块供电；开关检出电路用于检测火线上的控制信号并输出对应的开关信号给无线通信模块，无线通信模块根据开关信号输出对应的中继信号，开关电路根据中继信号控制受控负载的工作状态。通过机械开关电路将按压操作加载至火线上，即可实现机械开关的单线有线控制；同时机械开关电路是物理性断开，非电子开关，所以不存在受控负载端漏电问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中分离式单线控制的智能开关的结构框图。

图2为本实用新型实施例中机械开关电路和电源电路的电路示意图。

图3为本实用新型实施例中直流转换电路的电路示意图。

图4为本实用新型实施例中开关检出电路的电路示意图。

图5为本实用新型实施例中开关电路的电路示意图。

图6为本实用新型实施例中指示电路的电路示意图。

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。本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的基于常闭回弹机械面板设计的一种低成本的分离式单线控制的智能开关连接受控负载(即图1中的

所示)、火线L和零线N，所述智能开关包括一开关壳体，所述开关壳体的表面设有常闭回弹机械面板，开关壳体内部的电路板上设有机械开关电路10、电源电路20、直流转换电路30、开关检出电路40、开关电路50和无线控制接口60；所述火线L通过机械开关电路10接入电源电路20、开关检出电路40和开关电路50；电源电路20连接零线N、受控负载的一端、直流转换电路30和开关电路50；直流转换电路30连接无线控制接口60，开关检出电路40连接无线控制接口60，开关电路50连接受控负载的另一端和无线控制接口60。

所述无线控制接口60是一个排针接口，用于插接如zigbee、wifi、蓝牙、zwave(无线组网规格)或NB-IOT等无线通信模块(包括MCU和无线收发)；在具体实施时根据需求选择，即可通过无线通信模块接收用户的无线开关指令并转换成对应的中继信号RELAY1，开关电路50根据中继信号RELAY1控制受控负载的工作状态(中继信号RELAY1为高电平时，内部的继电器开关闭合，受控负载开始工作；中继信号RELAY1为低电平时，继电器开关断开，受控负载被断电而停止工作)，从而实现开关的无线控制功能。

无线开关控制为现有技术，此处不做赘述，本实施例在现有无线开关控制的基础上增加分离式的单线有线控制，具体为：所述机械开关电路10位于常闭回弹机械面板的下方，机械开关电路10根据用户对该面板的按压操作在火线L上加载对应的控制信号；电源电路20将220V的交流电压降压并转换为12V的系统电压VCC_12V，并输出给直流转换电路30和开关电路50供电；直流转换电路30将系统电压VCC_12V进一步降压为3.3V的工作电压VCC_3V3给无线控制接口60以及无线通信模块供电；开关检出电路40用于检测火线L上的控制信号并输出对应的开关信号ADC3给无线通信模块，无线通信模块根据开关信号ADC3输出对应的中继信号RELAY1，开关电路50根据无线控制接口60输出的中继信号RELAY1控制受控负载的工作状态。

通过机械开关电路10将按压操作加载至火线L上，即可实现机械开关的单线有线控制；同时不存在受控负载端漏电问题，无线通信模块中的MCU既可以根据无线开关指令来输出中继信号RELAY1，又可以根据机械开关操作的开关信号ADC3来输出中继信号RELAY1，从而实现无线和有线的兼容开关控制。

请一并参阅图2，所述机械开关电路10包括机械开关K1和第一二极管D1，所述机械开关K1的一端连接第一二极管D1的正极和火线L，机械开关K1的另一端连接第一二极管D1的负极和电源电路20。

机械开关电路10主要是提供一种成本极低的、可有线开关、也可无线联网开关的开关装置。其中，所述机械开关K1为常闭回弹式机械开关，如常闭回弹机械开关面板86式或82式，或微动机械开关。第一二极管D1是过流等级16A的二极管。机械开关K1平时将火线L上的交流电压传输给后级的相关电路供电；当机械开关K1被按下时(进行开关操作)，火线L上正向的220VAC波被截断，只保留了负波，相当于将特定的开关信号加载到火线L上，之后通过开关检出电路进行识别。

所述电源电路20包括接线端子J1、第一保险丝F1、整流桥BD、电源芯片U1、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二二极管D2和第三二极管D3；所述接线端子J1的第1脚连接零线N和整流桥BD的A1脚；接线端子J1的第2脚连接机械开关K1的另一端、第一保险丝F1的一端和开关电路50；接线端子J1的第3脚连接受控负载的另一端和开关电路50，第一保险丝F1的另一端连接整流桥BD的A2脚和开关检出电路40，整流桥BD的C4脚接地，整流桥BD的B3脚连接第一电感L1的一端和第一电容C1的一端，第一电感L1的另一端连接第二电容C2的一端和电源芯片U1的DRAIN脚(DRAIN1脚至DRAIN4脚相互连接并组成DRAIN脚)，第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端接地；电源芯片U1的VDD/BP脚连接第一电阻R1的一端、第三电容C3的一端和第三二极管D3的负极；电源芯片U1的FB脚连接第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端；电源芯片U1的GND/S脚连接第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端、第二电感L2的一端、第三电容C3的另一端和第二二极管D2的负极；电源芯片U1的CS脚连接第三电阻R3的另一端；第二电感L2的另一端是第一供电端(输出系统电压VCC_12V)，连接第三二极管D3的正极、第四电阻R4的一端、第四电容C4的一端和第五电容C5的一端；第三二极管D3的负极、第四电阻R4的另一端、第四电容C4的另一端和第五电容C5的另一端均接地。

所述电源电路20为AC-DC(交流转直流)非隔离的电源电路，用于将220VAC的交流电压降压并转换为12V的系统电压VCC_12V，给开关电路50供电，还给直流转换电路提供电压转换基础。其中，接线端子J1的第1脚接零线N，第2脚接火线L，第3脚接负载线。第一保险丝F1起到过流保护作用，整流桥BD将220VAC交流电压转换为直流电压，直流电压经过第一电容C1、第一电感L1和第二电容C2组成的π型滤波电路滤波后、进一步稳定电压并滤除外接干扰。电源芯片U1优选型号为XD308H的AC-DC非隔离式电源芯片，可将滤波后的直流电压转换为第一PWM信号，并从GND/S脚输出。L2、C4和C5组成LC滤波电路，将第一PWM信号稳压为12V的系统电压VCC_12V。R1、R2、R3、C3和D3为电源反馈引脚上外围器件，用于稳定GND/S脚上的输出电压。CS脚对电流进行采集以便进行输出调整。第二二极管D2为续流二极管，以保证第二电感L2的电流连续。第四电阻R4为最小功率负载保持，用于当电源芯片U1的后级负载断开为零时还能保持系统电压VCC_12V的稳定。

优选地，所述电源电路20还包括第五电阻R5、第六电容C6和第一稳压管Z1；所述第五电阻R5的一端连接第六电容C6的一端和接线端子J1的第1脚，第五电阻R5的另一端连接第一保险丝F1的另一端和第六电容C6的另一端，第一稳压管Z1的负极连接第五电容C5的一端和第一供电端，第一稳压管Z1的正极接地。

其中，所述第五电阻R5为压敏电阻、起到过压保护作用。第六电容C6为差模滤波电容。第一稳压管Z1用于保护电源电路20的后级电路不受电网电压浪涌冲击而损坏。

请一并参阅图3，所述直流转换电路30包括电源控制芯片U2、第三电感L3、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第二稳压管Z2；所述电源控制芯片U2的EN脚连接第六电阻R6的一端，电源控制芯片U2的VIN脚连接第六电阻R6的另一端、第七电容C7的一端和第一供电端；电源控制芯片U2的BS脚通过第八电容C8连接电源控制芯片U2的SW脚和第三电感L3的一端；电源控制芯片U2的FB脚连接第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端和第九电容C9的一端；第三电感L3的另一端是第二供电端，连接第七电阻R7的另一端、第九电容C9的另一端、第十电容C10的一端、第十一电容C11的一端和第二稳压管Z2的负极；第七电容C7的另一端、电源控制芯片U2的GND脚、第十电容C10的另一端、第十一电容C11的另一端和第二稳压管Z2的正极均接地。

直流转换电路30将12V的系统电压VCC_12V进一步降压为3.3V的工作电压VCC_3V3。其中，所述电源控制芯片U2优选型号为HM2259的DC-DC电源控制芯片，根据系统电压VCC_12V生成对应的第二PWM信号并从SW脚输出，第二PWM信号通过L3、C10和C11组成的LC滤波电路转换为稳定的直流的3.3V的工作电压VCC_3V3。第七电容C7为电源前端输入滤波电容，对系统电压VCC_12V稳压后输出给电源控制芯片U2。第六电阻R6为电源控制芯片U2的使能电阻，让电源控制芯片U2可以采用软启动，避免上电时稳定性问题出现。第八电容C8为给电源控制芯片U的内部钳位电路提供钳位电压。第七电阻R7、第八电阻R8和第九电容C9组成输出反馈电阻，用于稳定SW脚上的输出电压。第二稳压管Z2为输出稳压二极管，用于保护后级电路不受电压异常波动的影响。

请一并参阅图4，所述开关检出电路40包括第四二极管D4、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第三稳压管Z3和第十二电容C12；所述第四二极管D4的正极连接整流桥BD的A2脚，第四二极管D4的负极通过第九电阻R9连接第十电阻R10的一端；第十电阻R10的另一端通过第十一电阻R11连接第十二电阻R12的一端、第十二电容C12的一端、第十三电阻R13的一端和第三稳压管Z3的负极；第十三电阻R13的另一端连接无线控制接口60的第12脚，第十二电阻R12的另一端、第十二电容C12的另一端和第三稳压管Z3的正极均接地。

其中，第九电阻R9至第十二电阻R12组成分压电路，当火线L上的正波被截掉时，开关信号ADC3(为模拟电压输出量)上会有电压的跳变，无线控制接口60内插接的无线通信模块根据该电压的跳变即可识别到有开关操作。第四二极管D4用于整流，保护电路不受反向电压冲击损坏。第十二电容C12为滤波电容，用于稳定输出的开关信号，滤除高频干扰以及电网的抖动。第三稳压管Z3用于保护开关信号ADC3所接的无线通信模块，避免电网波动导致过压损坏。第十三电阻R13为限流电阻，用于防止异常情况下电流灌入开关信号ADC3的信号线上，导致后级设备的损坏。

请一并参阅图5，所述开关电路50包括继电器K2、第二保险丝F2、第十四电阻R14、第十三电容C13和开关管Q1；所述继电器K2的第8脚通过第二保险丝F2连接接线端子J1的第2脚，继电器K2的第5脚连接接线端子J1的第3脚，继电器K2的第1脚连接第十四电阻R14的一端和第十三电容C13的一端，第十四电阻R14的另一端连接第十四电容C14的另一端和第一供电端，继电器K2的第2脚连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的栅极连接无线控制接口60的第9脚，开关管Q1的源极接地。

其中，所述继电器K2为机械式继电器，其第8脚为火线L的输入脚，第5脚为火线L的输出脚，第1脚和第2脚为低压控制输入引脚。开关管Q1为NMOS管，当中继信号RELAY1为高电平时，开关管Q1导通，继电器K2通电闭合，火线的输入和输出连接，受控负载开始工作。当中继信号RELAY1为低电平时，开关管Q1截止，继电器K2断开，火线的输入和输出断开连接，受控负载停止工作。

所述第二保险丝F2用于负载短路、或过载时保护继电器K2不受损坏。第十四电阻R14和第十三电容C13为继电器闭合的启动阻容，保护继电器K2不会过流，同时加快继电器K2的闭合速度。

优选地，所述开关电路50还包括第五二极管D5、第十五电阻R15、第十四电容C14和第四稳压管Z4；所述第五二极管D5的正极连接继电器K2的第2脚和开关管Q1的漏极，第五二极管D5的负极连接继电器K2的第1脚和第十三电容C13的一端，第十五电阻R15的一端连接开关管Q1的栅极、第十四电容C14的一端和第四稳压管Z4的负极；第十五电阻R15的另一端连接第十四电容C14的另一端、第四稳压管Z4的正极和地。

其中，第五二极管D5为反向续流二极管，用于保护开关管Q1在关断时不被感应高压损坏。第十五电阻R15和第十四电容C14组成滤波钳位电路，防止开关管Q1受干扰时引起继电器K2误动作。第四稳压管Z4为静电保护管。

为了方便用户了解工作状态，所述电路板上还设有指示电路70，用于指示受控负载的工作状态。请一并参阅图6，所述指示电路70包括双色LED灯D6、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十五电容C15和第四电感L4；所述双色LED灯D6的第2脚通过第十六电阻R16连接第二供电端，双色LED灯D6的第4脚通过第十七电阻R17连接第二供电端，双色LED灯D6的第1脚连接无线控制接口60的第5脚，双色LED灯D6的第3脚连接无线控制接口60的第3脚；无线控制接口60的第1脚连接第二供电端和第十五电容C15的一端，第十五电容C15的另一端接地，无线控制接口60的第2脚通过第四电感L4接地。

其中，所述双色LED灯D6为一个红(R)蓝(B)双色的LED灯，无线通信模块生成的灯控信号(LED1和LED2)通过无线控制接口60输出、来控制对应色灯的亮灭，灯的颜色及其对应的工作状态(如打开、关闭)可在出厂前设置并储存至无线通信模块中，或由用户在手机之类的终端上设置后，输出对应的设置信号通过无线通信模块接收并储存。双色LED灯D6安装在电路板上，可在开关壳体上设置一窗口(位于双色LED灯的上方)来显示灯光。

第十六电阻R16和第十七电阻R17用于给双色LED灯D6限流以进行保护。第十五电容C15和第四电感L4为无线控制接口处的输入滤波电容和电感，用于给外接的无线通信模块提供一个稳定的不受干扰的电源。

所述智能开关的工作原理为：上电后，用户按压一次机械开关K1，将特定的开关信号加载到火线L，通过第九电阻R9至第十二电阻R12分压后输出开关信号ADC3上会有电压的跳变，无线控制接口60内插接的无线通信模块根据该电压的跳变即可识别到有开关操作，输出高电平的中继信号RELAY1控制开关管Q1导通，继电器K2通电闭合，火线的输入和输出连接，受控负载开始工作。用户再按压一次机械开关K1，开关信号ADC3上的电压的跳变再次被检测到，无线通信模块输出与前次相反的电平，此时低电平的中继信号RELAY1，开关管Q1截止，继电器K2断开，火线的输入和输出断开连接，受控负载停止工作。

综上所述，本实用新型提供的分离式单线控制的智能开关，在常闭回弹式机械开关的面板处并联一个二极管(即D1)来配合负载端的无线智能开关模块工作，实现了传统机械常闭回弹机械面板控制，还支持目前流行的无声式微动机械开关控制，相比现有的市面上的方案增加的成本极低，实现了机械开关单线有线控制开关，由于不存在单线取电电路，因此不会存在EMI传导干扰。由于智能开关安装在面板端，此处常规布线是单火线；受控负载安装位置的常规布线是零火线的(如灯具安装在灯座处)，完全兼容现有室内的布线标准，不需要为安装智能设备增设零线；同时，由于受控负载通过机械式继电器来控制开关的，关闭后是物理性断开，非电子开关，所以不会存在受控负载端漏电问题。可兼容各种功耗的无线通信方式联网智能控制，支持各种类型以及功率的负载，如灯具类、电机类、家用电器类等。

以上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精神和范围。

Claims (9)

1.一种分离式单线控制的智能开关，连接受控负载、火线和零线，其特征在于，包括开关壳体，所述开关壳体内部的电路板上设有机械开关电路、电源电路、直流转换电路、开关检出电路、开关电路和无线控制接口；所述火线通过机械开关电路接入电源电路、开关检出电路和开关电路；电源电路连接零线、受控负载的一端、直流转换电路和开关电路；直流转换电路连接无线控制接口，开关检出电路连接无线控制接口，开关电路连接受控负载的另一端和无线控制接口；

所述无线控制接口用于插接无线通信模块，所述机械开关电路根据按压操作在火线上加载对应的控制信号；电源电路将交流电压降压并转换为系统电压，并输出给直流转换电路和开关电路供电；直流转换电路将系统电压降压为工作电压给无线控制接口以及无线通信模块供电；开关检出电路用于检测火线上的控制信号并输出对应的开关信号给无线通信模块，无线通信模块根据开关信号输出对应的中继信号，开关电路根据中继信号控制受控负载的工作状态。

2.根据权利要求1所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述机械开关电路包括机械开关和第一二极管，所述机械开关的一端连接第一二极管的正极和火线，机械开关的另一端连接第一二极管的负极和电源电路。

3.根据权利要求2所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述电源电路包括接线端子、第一保险丝、整流桥、电源芯片、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二二极管和第三二极管；

所述接线端子的第1脚连接零线和整流桥的A1脚；接线端子的第2脚连接机械开关的另一端、第一保险丝的一端和开关电路；接线端子的第3脚连接受控负载的另一端和开关电路，第一保险丝的另一端连接整流桥的A2脚和开关检出电路，整流桥的C4脚接地，整流桥的B3脚连接第一电感的一端和第一电容的一端，第一电感的另一端连接第二电容的一端和电源芯片的DRAIN脚，第一电容的另一端和第二电容的另一端接地；电源芯片的VDD/BP脚连接第一电阻的一端、第三电容的一端和第三二极管的负极；电源芯片的FB脚连接第一电阻的另一端和第二电阻的一端；电源芯片的GND/S脚连接第二电阻的另一端、第三电阻的一端、第二电感的一端、第三电容的另一端和第二二极管的负极；电源芯片的CS脚连接第三电阻的另一端；第二电感的另一端是第一供电端，连接第三二极管的正极、第四电阻的一端、第四电容的一端和第五电容的一端；第三二极管的负极、第四电阻的另一端、第四电容的另一端和第五电容的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述电源电路还包括第五电阻、第六电容和第一稳压管；

所述第五电阻的一端连接第六电容的一端和接线端子的第1脚，第五电阻的另一端连接第一保险丝的另一端和第六电容的另一端，第一稳压管的负极连接第五电容的一端和第一供电端，第一稳压管的正极接地。

5.根据权利要求3所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述直流转换电路包括电源控制芯片、第三电感、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二稳压管；

所述电源控制芯片的EN脚连接第六电阻的一端，电源控制芯片的VIN脚连接第六电阻的另一端、第七电容的一端和第一供电端；电源控制芯片的BS脚通过第八电容连接电源控制芯片的SW脚和第三电感的一端；电源控制芯片的FB脚连接第七电阻的一端、第八电阻的一端和第九电容的一端；第三电感的另一端是第二供电端，连接第七电阻的另一端、第九电容的另一端、第十电容的一端、第十一电容的一端和第二稳压管的负极；第七电容的另一端、电源控制芯片的GND脚、第十电容的另一端、第十一电容的另一端和第二稳压管的正极均接地。

6.根据权利要求3所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述开关检出电路包括第四二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三稳压管和第十二电容；

所述第四二极管的正极连接整流桥的A2脚，第四二极管的负极通过第九电阻连接第十电阻的一端；第十电阻的另一端通过第十一电阻连接第十二电阻的一端、第十二电容的一端、第十三电阻的一端和第三稳压管的负极；第十三电阻的另一端连接无线控制接口的第12脚，第十二电阻的另一端、第十二电容的另一端和第三稳压管的正极均接地。

7.根据权利要求3所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述开关电路包括继电器、第二保险丝、第十四电阻、第十三电容和开关管；

所述继电器的第8脚通过第二保险丝连接接线端子的第2脚，继电器的第5脚连接接线端子的第3脚，继电器的第1脚连接第十四电阻的一端和第十三电容的一端，第十四电阻的另一端连接第十四电容的另一端和第一供电端，继电器的第2脚连接开关管的漏极，开关管的栅极连接无线控制接口的第9脚，开关管的源极接地。

8.根据权利要求7所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，所述开关电路还包括第五二极管、第十五电阻、第十四电容和第四稳压管；

所述第五二极管的正极连接继电器的第2脚和开关管的漏极，第五二极管的负极连接继电器的第1脚和第十三电容的一端，第十五电阻的一端连接开关管的栅极、第十四电容的一端和第四稳压管的负极；第十五电阻的另一端连接第十四电容的另一端、第四稳压管的正极和地。

9.根据权利要求5所述的分离式单线控制的智能开关，其特征在于，还包括用于指示受控负载的工作状态的指示电路，所述指示电路包括双色LED灯、第十六电阻、第十七电阻、第十五电容和第四电感；

所述双色LED灯的第2脚通过第十六电阻连接第二供电端，双色LED灯的第4脚通过第十七电阻连接第二供电端，双色LED灯的第1脚连接无线控制接口的第5脚，双色LED灯的第3脚连接无线控制接口的第3脚；无线控制接口的第1脚连接第二供电端和第十五电容的一端，第十五电容的另一端接地，无线控制接口的第2脚通过第四电感接地。

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