CN217159673U - 用于单火线的取电电路以及单火线开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于单火线的取电电路以及单火线开关，其中取电电路用于串联于一个单火线上，取电电路包括一个继电器，继电器用于连接单火线的出线端，取电电路还包括：一个第一开关，第一开关分别与继电器和单火线的入线端连接；一个储能元件，储能元件的一端连接于第一开关和继电器之间，另外一端连接于单火线的入线端；一个控制器，控制器连接于第一开关，用于控制第一开关的断开与闭合；一个比较器，比较器的一端连接于第一开关，另外一端连接于储能元件和继电器之间，比较器的比较结果为储能元件的电压小于一个基准电压，则第一开关保持断开状态。这样能够保证储能元件的供电电压的建立。

Description

用于单火线的取电电路以及单火线开关

技术领域

本实用新型涉及单火线取电领域，特别是一种用于单火线的取电电路以及单火线开关。

背景技术

随着科技的飞速发展，单火线开关成为了传统墙壁开关的升级替代产品。单火线开关表示该开关连接于单根火线的入线端以及出线端，无需接入零线。该开关连接单根火线的入线端以获取电能，并通过单根火线的出线端为传统灯具提供电能。此外，该单火线开关还能够实现智能灯具或者智能电器的智能化控制，无须重新布线。

具体地，单火线开关的取电电路是通过流过灯具的电流给智能化产品进行供电的，单火线开关闭合后，智能化产品启动。如果单火线开关的取电电路未能在智能化产品启动之前及时建立好供电电压，可能该供电电压由于智能化产品需要消耗电能而一直无法建立，这样会导致造成智能化产品由于没有足够的供电电压而一直处于死机状态。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种用于单火线的取电电路，所述取电电路用于串联于一个单火线上，所述取电电路包括一个继电器，所述继电器用于连接所述单火线的出线端，所述取电电路还包括：

一个第一开关，所述第一开关分别与所述继电器和所述单火线的入线端连接；

一个储能元件，所述储能元件的一端连接于所述第一开关和所述继电器之间，另外一端连接于所述单火线的入线端；

一个控制器，所述控制器连接于所述第一开关，用于控制所述第一开关的断开与闭合；

一个比较器，所述比较器的一端连接于所述第一开关，另外一端连接于所述储能元件和所述继电器之间，所述比较器的比较结果为所述储能元件的电压小于一个基准电压，则所述第一开关保持断开状态。

根据如上所述的取电电路，可选地，还包括一个二极管，所述二极管的阴极连接于所述比较器和所述储能元件之间，所述二极管的阳极连接于所述继电器和所述第一开关之间。

根据如上所述的取电电路，可选地，所述第一开关为一个第一场效应管，所述继电器连接于所述第一开关的漏极，所述第一开关的源极连接于所述单火线的入线端，所述第一开关的栅极连接于所述比较器。

根据如上所述的取电电路，可选地，所述控制器的一端连接于所述第一开关的漏极，所述控制器的另外一端连接于所述第一开关的栅极。

根据如上所述的取电电路，可选地，所述储能元件为电容。

根据如上所述的取电电路，可选地，所述比较器包括：

一个第二场效应管，所述第二场效应管的漏极连接于所述第一开关，所述第二场效应管的源极接地；

一个第三场效应管，所述第三场效应管的源极接地，所述第三场效应管的漏极通过一个第一电阻连接于所述储能元件，所述第二场效应管的栅极连接于所述第三场效应管的漏极和所述第一电阻之间；

一个稳压二极管，所述稳压二极管的阳极连接于所述第三场效应管的栅极，所述稳压二极管的阴极通过一个第二电阻连接于所述储能元件。

根据如上所述的取电电路，可选地，所述比较器还包括：

一个第三电阻，所述第三电阻的一端连接于所述第三场效应管的栅极，另外一端接地；和/或

一个第四电阻，所述第四电阻的一端连接于所述第二场效应管的栅极，另外一端接地。

本实用新型还提供一种单火线开关，包括如上任一项所述的用于单火线的取电电路。

从上述方案中可以看出，通过取电电路中的比较器来确定储能元件的电压是否已经达到基准电压，在储能元件未达到基准电压之前，使得单火线一直为储能元件提供电能，这样能够保证储能元件的供电电压的建立，进而避免发生由储能元件进行供电的产品的死机的情况。该结构简单，成本较低。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本实用新型一实施例的用于单火线的取电电路结构示意图。

图2为根据本实用新型一实施例的比较器的具体结构示意图。

其中，附图标记如下：

11-单火线的出线端

12-单火线的入线端

2-取电电路

21-继电器

22-第一开关

23-储能元件

24-控制器

25-比较器

251-第二场效应管

252-第三场效应管

253-第一电阻

254-稳压二极管

255-第二电阻

256-第三电阻

257-第四电阻

26-二极管

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提供了一种用于单火线的取电电路，该取电电路可以设置在单火线开关中。

如图1所示，为根据本实用新型的用于单火线的取电电路的结构示意图。取电电路2用于串联于一个单火线上，即取电电路2的一端用于连接单火线的入线端12，另外一端用于连接单火线的出线端11。

该取电电路2包括一个继电器21，该继电器21用于连接单火线的出线端11。这里的单火线表示只有一根火线。图1示出的是在开灯状态下的单火线的取电电路，该继电器21处于常闭状态，进而能够保证供电回路的形成，该供电回路能够给连接在该取电电路2上的后端产品(图中未示出)进行供电。

本实用新型的取电电路2还包括一个第一开关22、一个储能元件23、一个控制器24和一个比较器25。

其中，第一开关22分别与继电器21和单火线的入线端12连接。该第一开关22具体可以是一个场效应管，如图1所示，继电器21连接于第一开关22的漏极，第一开关 22的源极连接于单火线的入线端12。第一开关具体可以是N沟道增强型MOS管。

储能元件23的一端连接于第一开关22和继电器21之间，另外一端连接于单火线的入线端12。在继电器21导通且第一开关22断开的情况下，储能元件23开始蓄能，以为后端连接的产品提供电力。该储能元件23可以是如图1所示的电容。

控制器24连接于第一开关22，用于控制第一开关22的断开与闭合。该控制器24可以控制第一开关22断开，以为储能元件23充电，也可以控制第一开关22闭合，以停止对储能元件23充电。现有技术中，如何通过控制器24来控制第一开关22的断开或闭合有很多种方式。作为一个示例性说明，第一开关22是场效应管的情况下，控制器24的一端连接于第一开关22的漏极，控制器24的另外一端连接于第一开关22的栅极。控制器24通过高电平和低电平来控制第一开关22的闭合和断开，控制器24输出高电平时，第一开关22闭合，控制器24输出低电平时，第一开关22断开。更为具体地，控制器 24可以包括一个比较电路(图中未示出)，该比较电路用于将第一开关22漏极的电压与一个预设电压进行比比较，即控制器24通过判断第一开关22的漏极是否达到一个预设电压来确定所输出的电平为高电平还是低电平，在第一开关22的漏极达到一个预设电压的情况下，控制器24输出高电平，在第一开关22的漏极未达到一个预设电压的情况下，控制器24输出低电平。需说明的是，由于火线是交流电，所以第一开关22的漏极的电压是周期性变化的。具体如何变化属于现有技术，在此不再赘述。

比较器25的一端连接于第一开关22，另外一端连接于储能元件23和继电器21之间，比较器25的比较结果为储能元件23的电压小于一个基准电压，则第一开关22保持断开状态。作为一个示例性说明，比较器25中可以具有一个存储元件，该存储元件中存储有一个基准电压的值，比较器25能够将储能元件23的实时电压与本身存储的基准电压进行比较，当然，该基准电压也可以通过比较器25中的元器件来实现，例如通过稳压二极管来实现，在储能元件23的电压小于该基准电压的情况下，比较器25输出该结果，第一开关22保持断开。此时，控制器24不能够控制第一开关22闭合。现有技术中，比较器25如何对两个电压进行比较属于现有技术，一个开关如何根据比较器25输出的结果来断开或闭合也属于现有技术，在此不再赘述。这里的基准电压可以是储能元件23需要建立起来的供电电压。

由于比较器25和控制器24均能够控制第一开关22的通断，实际应用中，可以通过多种方式来确定由比较器25最终决定第一开关22的通断还是由控制器24最终决定第一开关22的通断。例如，可以为比较器25和控制器24设置优先级，比较器25的优先级高于控制器24；或者，控制器24通过输出高电平控制第一开关22关闭，比较器25输出低电平控制第一开关22断开，同一线路上低电平和高电平同时存在的情况下，第一开关22接收到的仍然是低电平，其保持断开状态，后续比较器25输出高电平工作的情况下，控制器24输出的高电平能够闭合第一开关22，比较器25输出的低电平能够断开该第一开关22。当然，现有技术中还有很多种其它方式来实现第一开关22的通断，具体不再赘述。

可选地，本实用新型的取电电路2还包括一个二极管26，该二极管26的阴极连接于比较器25和储能元件23之间，二极管26的阳极连接于继电器21和第一开关22之间。该二极管26可以起到整流的作用。

实际应用中，单火线的出线端11的电压开始逐渐上升。此时，储能元件23逐渐储存电能。比较器25输出储能元件23的电压与基准电压的比较结果。在储能元件23的电压小于基准电压的情况下，比较器25所输出端的比较结果使得第一开关22保持断开状态。这样，单火线的输出端持续为储能元件23提供电能。在储能元件23到达第一基准电压的情况下，控制器24能够控制第一开关22的断开与闭合。实际中，在每个220V的电压周期中，第一开关22会断开很短的时间，以使得储能元件23能够充电。

本实用新型中，通过取电电路中的比较器25来确定储能元件23的电压是否已经达到基准电压，在储能元件23未达到基准电压之前，使得单火线一直为储能元件23提供电能，这样能够保证储能元件23的供电电压的建立，进而避免发生由储能元件23进行供电的产品的死机的情况。该结构简单，成本较低。

作为比较器25的一个示例性说明，如图2所示，该比较器25包括一个第二场效应管251、一个第三场效应管252、一个稳压二极管254。其中，第二场效应管251的漏极连接于第一开关22，第二场效应管251的源极接地；第三场效应管252的源极接地，第三场效应管252的漏极通过一个第一电阻253连接于储能元件23，第二场效应管251的栅极连接于第三场效应管252的漏极和第一电阻253之间；稳压二极管254的阳极连接于第三场效应管252的栅极，稳压二极管254的阴极通过一个第二电阻255连接于储能元件23。

这里的第二场效应管251和第三场效应管252均可以是N沟道增强型MOS管或者三极管。

可选地，该比较器25还包括一个第三电阻256和/或一个第四电阻257。该第三电阻256的一端连接于第三场效应管252的栅极，另外一端接地。第四电阻257的一端连接于第二场效应管251的栅极，另外一端接地。在第三场效应管252断开的情况下，第三电阻256能够释放掉第三场效应管252栅极的电荷，以保证第三场效应管252的完全关断。相似地，在第二场效应管251断开的情况下，第四电阻257能够释放掉第二场效应管251栅极的电荷，以保证第二场效应管251的完全关断。

该比较器25结构简单，不包括任何运放元件，成本较低。

下面采用具体的举例来说明该取电电路2的工作原理。该具体的举例中，第一开关22为一个场效应管，储能元件23为电容，控制器24包括一个比较电路，比较电路的一端连接于第一开关22的漏极，比较电路的另外一端连接于第一开关22的栅极。

在储能元件23的电压未建立起来之前，即未达到基准电压之前，比较器25一直输出低电平，该低电平用于使得第一开关22断开。控制器24用于将第一开关22的漏极的电压与一个预设电压进行比较，若漏极的电压大于或等于该预设阈值，则输出高电平，该高电平用于使第一开关22闭合，若漏极的电压小于预设阈值，则输出低电平，该低电平用于使第一开关22断开。在比较器25输出低电平且控制器24输出高电平的情况下，第一开关22仍然是断开的。这样，直至储能元件23的电压达到比较器25中预先设置的基准电压，比较器25输出高电平。第一开关22可以根据控制器24输出的高电平或者低电平来进行闭合与断开，也就是说，此时第一开关22完全由控制器24来进行控制。

具体地，如图2所示，储能地电压未达到基准电压之前，即储能元件23的电压低于稳压二极管254的稳压值的情况下，第三场效应管252未导通，第二场效应管251导通，第二场效应管251的漏极输出低电平，进而控制第一开关22断开。在储能元件23的电压达到基准电压之后，即储能元件23的电压大于或等于稳压二极管254的稳压值得情况下，第三场效应管252导通，第二场效应管251截止，第二场效应管251的漏极呈高阻态，不起控制作用，这种情况下，控制器24通过输出高电平或低电平来实现第一开关 22的断开与闭合。

储能元件23的电压达到基准电压之后，也就是建立起来了所需要的供电电压，这样可以持续为其它产品进行供电。

本实用新型还提供一个单火线开关，包括上述任一项的用于单火线的取电电路。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于单火线的取电电路，所述取电电路(2)用于串联于一个单火线上，所述取电电路(2)包括一个继电器(21)，所述继电器(21)用于连接所述单火线的出线端(11)，其特征在于，所述取电电路(2)还包括：

一个第一开关(22)，所述第一开关(22)分别与所述继电器(21)和所述单火线的入线端(12)连接；

一个储能元件(23)，所述储能元件(23)的一端连接于所述第一开关(22)和所述继电器(21)之间，另外一端连接于所述单火线的入线端(12)；

一个控制器(24)，所述控制器(24)连接于所述第一开关(22)，用于控制所述第一开关(22)的断开与闭合；

一个比较器(25)，所述比较器(25)的一端连接于所述第一开关(22)，另外一端连接于所述储能元件(23)和所述继电器(21)之间，所述比较器(25)的比较结果为所述储能元件(23)的电压小于一个基准电压，则所述第一开关(22)保持断开状态。

2.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，还包括一个二极管(26)，所述二极管(26)的阴极连接于所述比较器(25)和所述储能元件(23)之间，所述二极管(26)的阳极连接于所述继电器(21)和所述第一开关(22)之间。

3.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，所述第一开关(22)为一个第一场效应管，所述继电器(21)连接于所述第一开关(22)的漏极，所述第一开关(22)的源极连接于所述单火线的入线端(12)，所述第一开关(22)的栅极连接于所述比较器(25)。

4.根据权利要求3所述的取电电路，其特征在于，所述控制器(24)的一端连接于所述第一开关(22)的漏极，所述控制器(24)的另外一端连接于所述第一开关(22)的栅极。

5.根据权利要求1所述的取电电路，其特征在于，所述储能元件(23)为电容。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的取电电路，其特征在于，所述比较器(25)包括：

一个第二场效应管(251)，所述第二场效应管(251)的漏极连接于所述第一开关(22)，所述第二场效应管(251)的源极接地；

一个第三场效应管(252)，所述第三场效应管(252)的源极接地，所述第三场效应管(252)的漏极通过一个第一电阻(253)连接于所述储能元件(23)，所述第二场效应管(251)的栅极连接于所述第三场效应管(252)的漏极和所述第一电阻(253)之间；

一个稳压二极管(254)，所述稳压二极管(254)的阳极连接于所述第三场效应管(252)的栅极，所述稳压二极管(254)的阴极通过一个第二电阻(255)连接于所述储能元件(23)。

7.根据权利要求6所述的取电电路，其特征在于，所述比较器(25)还包括：

一个第三电阻(256)，所述第三电阻(256)的一端连接于所述第三场效应管(252)的栅极，另外一端接地；和/或

一个第四电阻(257)，所述第四电阻(257)的一端连接于所述第二场效应管(251)的栅极，另外一端接地。

8.单火线开关，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的用于单火线的取电电路。

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