JP7174097B2 - スイッチ回路及びその制御方法、スマートスイッチ及び制御システム - Google Patents

スイッチ回路及びその制御方法、スマートスイッチ及び制御システム Download PDF

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Description

本開示はスマートスイッチ技術分野に関し、特にスイッチ回路及びその制御方法、スマートスイッチ及び制御システムに関する。
スマート住宅業界が勢いよく発展すると共に、スマート電気器具はますます普及しており、従来の機械式スイッチはもはやスマート電気器具の使用に適応できなくなるため、無線通信モジュール付きのスマートスイッチは機運に乗じて生じた。しかしながら、現在ではほとんどのスイッチ配線は電圧線だけで配線するため、スマートスイッチは電気器具の中性線に依存する必要があり、例えば、スマートスイッチは照明器具を介して中性線に接続しているため、照明器具は消灯状態においても照明器具を通過する電流がある。電流が大きい場合は照明器具を点滅させる現象が発生し、中国においては俗に「鬼火」現象という。そのため、当該課題を解決できるスイッチ回路及びスマートスイッチを提供することは極めて重要である。
本開示は改良されたスイッチ回路及びその制御方法、スマートスイッチ及び制御システムを提供する。
本開示の一態様はスイッチ回路を提供し、前記スイッチ回路は、
無線通信モジュールと、
中性線に接続される負荷に接続されるスイッチモジュールと、
前記無線通信モジュールに接続されるエネルギー蓄積回路と、
導通電力取得回路であって、入力側が電圧線に接続され、前記導通電力取得回路が第１の負荷接続側及び第１の電力供給側を含み、前記第１の負荷接続側が前記スイッチモジュールに接続され、前記第１の電力供給側が前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記導通電力取得回路が前記スイッチモジュールの導通に応答することに用いられ、前記第１の電力供給側が前記エネルギー蓄積回路に第１の電流を出力する導通電力取得回路と、
切断電力取得回路であって、入力側が前記電圧線に接続され、前記切断電力取得回路が第２の負荷接続側及び第２の電力供給側を含み、前記第２の負荷接続側が前記負荷と前記スイッチモジュールとの間に接続され、前記第２の電力供給側が前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記切断電力取得回路が前記スイッチモジュールの切断に応答することに用いられ、前記第２の電力供給側が前記エネルギー蓄積回路に第２の電流を出力し、前記第２の電流が前記第１の電流より小さい切断電力取得回路と、を含む。
選択的に、前記切断電力取得回路は、交流直流変換器及び定電流ユニットを含み、前記交流直流変換器の入力側は前記電圧線に接続され、前記交流直流変換器は第１の出力側及び第２の出力側を含み、前記第１の出力側は前記第２の負荷接続側とされ、前記第２の出力側は前記定電流ユニットに接続され、前記定電流ユニットの出力側は前記第２の電力供給側とされ、前記定電流ユニットは前記第２の電流とされる定電流を出力することに用いられる。
選択的に、前記切断電力取得回路は降圧変圧器をさらに含み、前記降圧変圧器の入力側は前記交流直流変換器の第２の出力側に接続され、前記降圧変圧器の出力側は前記定電流ユニットに接続される。
選択的に、前記定電流ユニットは、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、及び第１の抵抗を含み、前記第１のトランジスタは第１のベース電極、第１の極、及び第２の極を含み、前記第２のトランジスタは第２のベース電極、第３の極、及び第４の極を含み、
前記第１の抵抗の一端及び前記第１の極は前記降圧変圧器の出力側に接続され、前記第１の抵抗の他端は前記第３の極に接続され、前記第１のベース電極は前記抵抗と前記第３の極との間に接続され、前記第２の極は前記第２のベース電極に接続され、前記第４の極は前記エネルギー蓄積回路に接続される。
選択的に、前記エネルギー蓄積回路はエネルギー蓄積ユニットを含み、前記エネルギー蓄積ユニットは電気二重層コンデンサを含み、前記電気二重層コンデンサの一端は前記無線通信モジュール、前記第１の電力供給側、及び前記第２の電力供給側に接続され、他端は接地する。
選択的に、前記エネルギー蓄積回路は、前記エネルギー蓄積ユニットの両端に並列接続されるフィルタユニットをさらに含む。
選択的に、前記エネルギー蓄積ユニットは第１の一方向導通部品及び第２の一方向導通部品を含む。
前記第１の一方向導通部品は前記第１の電力供給側と前記エネルギー蓄積ユニットとの間に接続され、前記第１の一方向導通部品の導通方向は前記第１の電力供給側から前記エネルギー蓄積ユニットへ向かい、
前記第２の一方向導通部品は前記第２の電力供給側と前記エネルギー蓄積ユニットとの間に接続され、前記第２の一方向導通部品の導通方向は前記第２の電力供給側から前記エネルギー蓄積ユニットへ向かう。
選択的に、前記スイッチ回路は、前記無線通信モジュール及び前記スイッチモジュールに接続される制御モジュールをさらに含み、前記制御モジュールは、前記無線通信モジュールが出力した信号に基づいて前記スイッチモジュールのオン・オフを制御することに用いられる。
本開示の他の一態様はスイッチ回路の制御方法を提供し、前記スイッチ回路は、無線通信モジュール、中性線が接続される負荷に接続されるスイッチモジュール、エネルギー蓄積回路、導通電力取得回路、及び切断電力取得回路を含み、前記エネルギー蓄積回路は前記無線通信モジュールに接続され、前記導通電力取得回路の入力側は電圧線に接続され、前記導通電力取得回路は第１の負荷接続側及ぶ第１の電力供給側を含み、前記第１の負荷接続側は前記スイッチモジュールに接続され、前記第１の電力供給側は前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記切断電力取得回路の入力側は前記電圧線に接続され、前記切断電力取得回路は第２の負荷接続側及び第２の電力供給側を含み、前記第２の負荷接続側は前記負荷と前記スイッチモジュールとの間に接続され、前記第２の電力供給側は前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記制御方法は、
前記導通電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの導通に応答し、前記第１の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に第１の電流を出力するステップと、
前記切断電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの切断に応答し、前記第２の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に前記第１の電流より小さい第２の電流を出力するステップと、を含む。
選択的に、前記切断電力取得回路は定電流ユニットを含み、前記定電流ユニットの出力側は前記第２の電力供給側とされ、前記切断電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの切断に応答し、前記第２の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に第２の電流を出力するステップは、
前記切断電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの切断に応答し、前記定電流ユニットを介して、前記第２の電流とされる定電流を前記エネルギー蓄積回路に出力するステップを含む。
選択的に、前記スイッチ回路は、前記無線通信モジュール及び前記スイッチモジュールに接続される制御モジュールをさらに含み、前記制御方法は、
前記制御モジュールを介して、前記無線通信モジュールが出力した信号に基づいて前記スイッチモジュールのオン・オフを制御するステップをさらに含む。
本開示の他の一態様はスマートスイッチを提供し、前記スマートスイッチは上記の前記スイッチ回路を含む。
本開示の他の一態様は制御システムを提供し、前記制御システムは、
上記の、電圧線に接続される前記スマートスイッチと、
中性線及び前記スマートスイッチに接続される負荷と、
前記スマートスイッチ無線ネットワークに接続され、前記スマートスイッチのオン・オフを制御するための端末と、を含む。
本開示が提供する技術案は少なくとも以下の有益な効果を有する。
スイッチモジュールが導通する際に、導通電力取得回路は電圧線から電力を取得してエネルギー蓄積回路を充電し、スイッチモジュールが切断された際に、切断電力取得回路は電圧線から電力を取得してエネルギー蓄積回路を充電する。切断電力取得回路が無線通信モジュールに直接接続されるのではなく、エネルギー蓄積回路に接続されるため、無線通信モジュールのパワーが高い場合、エネルギー蓄積回路は無線通信モジュールに高いパワーの電力を直接出力し、これは切断電力取得回路がエネルギー蓄積回路に出力する第２の電流の大きさに影響しないため、負荷を通過する第３の電流がその動作電流まで増加することはなく、したがって、負荷はスイッチモジュールが切断された状況において動作することもない。さらに、第２の電流が第１の電流より小さいことによって、負荷を通過する第３の電流は小さく、スイッチモジュールが導通する際に導通電力取得回路は素早くエネルギー蓄積回路を充電し、スイッチモジュールが切断された時に切断電力取得回路はエネルギー蓄積回路が無線通信モジュールに出力する電力を補充する。
関連技術が提供するスマートスイッチのスイッチ回路の概略図である。 本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示した制御システムの概略図である。 本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスマートスイッチのスイッチ回路の概略図である。 本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスイッチ回路のスイッチモジュールの切断の等価回路図である。 本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスイッチ回路の部分回路図である。 本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスイッチ回路の制御方法のフローチャートである。
ここでは、例示的な実施例を説明し、その例示は図面に示されている。次の説明は図面に関連する場合、別途で表示されていない限り、異なる図面の同じ数字は同じ又は類似する要素を表す。以下の例示的な実施例において説明された実施例は、本開示と一致するすべての実施例を表すものではない。むしろ、添付の特許請求の範囲において詳述され、本開示の一部の態様に一致する装置及び方法の例に過ぎない。
本開示で使用される用語は特定の実施例を説明することのみを目的とし、本開示を制限すること目的とするものではない。特に定義されていない限り、本開示で使用される技術用語又は科学用語は当業者が理解する通常の意味であるべきである。本開示の明細書及び特許請求の範囲で使用される「第１」「第２」及び類似する用語はいかなる順序、数又は重要性を示すものではなく、異なる構成部分を区別するためのものに過ぎない。同様に、「１つ」又は「一」などの類似する用語も数量を制限しておらず、少なくとも１つが存在することを表す。特に明記されていない限り、「含む」又は「包含」などの類似する用語は、「含む」又は「包含」の前に現れる部品や物品が、「含む」又は「包含」の後に列挙される部品や物品およびその同等のものをカバーすることを指し、他の部品又は物品を除外しない。「接続」又は「繋がる」などの類似する用語は物理的又は機械的な接続に限定されず、直接的又は間接的な電気的接続を含んでも良い。
本開示の明細書および添付の特許請求の範囲で使用される単数形の「一種」、「前記」、および「当該」は、前後文で他の意味が明記されていない限り、同様に複数形を含む。なお、本明細書で使用される用語の「及び／又は」は１つ又は複数の列挙される項目を含むあらゆる可能な組み合わせを指す。
図１は関連技術が提供するスマートスイッチのスイッチ回路１００の概略図である。図１を参照すると、スイッチ回路１００は、無線通信モジュール１１０、スイッチモジュール１２０、制御モジュール１３０、導通電力取得回路１４０、及び切断電力取得回路１５０を含む。スイッチモジュール１２０は負荷１６０に接続され、負荷１６０は中性線Ｎ１に接続される。導通電力取得回路１４０は入力側、第１の負荷接続側、及び第１の電力供給側を含み、切断電力取得回路１５０は入力側、第２の負荷接続側、及び第２の電力供給側を含む。導通電力取得回路１４０の入力側は電圧線Ｌ１に接続され、第１の負荷接続側はスイッチモジュール１２０に接続され、第１の電力供給側は無線通信モジュール１１０に接続される。切断電力取得回路１５０の入力側は電圧線Ｌ１に接続され、第２の負荷接続側は負荷１６０とスイッチモジュール１２０との間に接続され、第２の電力供給側は無線通信モジュール１１０に接続される。
制御モジュール１３０は無線通信モジュール１１０が出力した導通信号に基づいてスイッチモジュール１２０を導通するように制御する場合、導通電力取得回路１４０は電圧線Ｌ１及び中性線Ｎ１に導通し、導通電力取得回路１４０は電力を取得して無線通信モジュール１１０に供給し、同時に負荷１６０は動作する。制御モジュール１３０は無線通信モジュール１１０が出力した切断信号に基づいてスイッチモジュール１２０を切断するように制御する場合、切断電力取得回路１５０は電圧線Ｌ１及び中性線Ｎ１に導通し、切断電力取得回路１５０は電力を取得して無線通信モジュール１１０に供給し、同時に負荷１６０は動作を停止する。
しかし、無線通信モジュール１１０のパワーが高い場合、切断電力取得回路１５０を通過する電流が大きいため、切断電力取得回路１５０は負荷１６０に大きい電流を出力して、スイッチモジュール１２０が切断された状況において負荷１６０が動作するという場合を引き起こしやすい。負荷１６０が照明器具である場合、「鬼火」という現象を引き起こす。
上記課題を解決するために、本開示はスイッチ回路及び制御方法、スマートスイッチ及び制御システムを提供する。以下、図面と併せて詳しく説明する。
図２に示すのは、本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示した制御システムの概略図である。本開示の一部の実施例が提供する制御システムはスマートスイッチ２００、負荷３００、及び端末４００を含む。スマートスイッチ２００は電圧線Ｌ２に接続され、負荷３００は中性線Ｎ２及びスマートスイッチ２００に接続される。即ち、スマートスイッチ２００は電圧線だけで制御されるスマートスイッチであり、スマートスイッチ２００は負荷３００の中性線Ｎ２によって回路を形成する。端末４００はスマートスイッチ２００無線ネットワークに接続され、スマートスイッチ２００のオン・オフを制御することに用いられる。端末４００が負荷３００と電圧線Ｌ２を導通させるようにスマートスイッチ２００を制御すると、負荷３００は動作し、端末４００が負荷３００と電圧線Ｌ２を切断すると、負荷３００は動作を停止する。
例示的に、負荷３００は照明器具、カーテン、及びファンなどのスマート電気器具を含む。端末４００は、携帯電話、タブレット、ｉＰａｄ（登録商標）、デジタル放送端末、メッセージ送受信機器、ゲームコンソール、医療設備、フィットネス機器、パーソナルデジタルアシスタント、スマートウェアラブルデバイス、スマートテレビ、掃除ロボット、及びスマートスピーカーなどを含むが、これらに限定されない。
一部の実施例では、スマートスイッチ２００はスイッチ回路２０１を含む。図３に示すのは、本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスマートスイッチ２００のスイッチ回路２０１の概略図である。図３を参照すると、スイッチ回路２０１は、無線通信モジュール２１０、スイッチモジュール２２０、エネルギー蓄積回路２３０、導通電力取得回路２４０、及び切断電力取得回路２５０を含む。
無線通信モジュール２１０は端末４００との無線接続に用いられ、それによってスマートスイッチ２００と端末４００との間のインタラクションを実現する。
スイッチモジュール２２０は負荷３００に接続され、負荷３００は中性線Ｎ２に接続される。
導通電力取得回路２４０の入力側は電圧線Ｌ２に接続され、導通電力取得回路２４０は第１の負荷接続側及び第１の電力供給側を含み、第１の負荷接続側はスイッチモジュール２２０に接続され、第１の電力供給側はエネルギー蓄積回路２３０に接続される。導通電力取得回路２４０はスイッチモジュール２２０の導通に応答することに用いられ、第１の電力供給側はエネルギー蓄積回路２３０に第１の電流を出力することに用いられる。即ち、スイッチモジュール２２０が導通する時、電圧線Ｌ２、導通電力取得回路２４０の第１の負荷接続側、スイッチモジュール２２０、負荷３００、及び中性線Ｎ２は回路を形成し、負荷３００は動作する。導通電力取得回路２４０は電圧線Ｌ２から電力を取得して、エネルギー蓄積回路２３０が電力を蓄積するように、第１の電力供給側を介してエネルギー蓄積回路２３０に第１の電流を出力する。
例示的に、導通電力取得回路２４０はスイッチ２４１を含み、スイッチ２４１は電圧線Ｌ２及びスイッチモジュール２２０に接続され、スイッチ２４１はスイッチモジュール２２０の導通に応答して導通することにより、切断電力取得回路２５０を短絡させ、導通電力取得回路２４０と電圧線Ｌ２及び負荷３００とを導通させる。スイッチ２４１はスイッチモジュール２２０の切断に応答して切断され、それによって導通電力取得回路２４０をオープン状態にする。
切断電力取得回路２５０の入力側は電圧線Ｌ２に接続され、切断電力取得回路２５０は第２の負荷接続側及び第２の電力供給側を含み、第２の負荷接続側は負荷３００とスイッチモジュール２２０との間に接続され、第２の電力供給側はエネルギー蓄積回路２３０に接続される。切断電力取得回路２５０は、スイッチモジュール２２０の切断に応答することに用いられ、第２の電力供給側はエネルギー蓄積回路２３０に第２の電流を出力し、第２の電流は第１の電流より小さい。即ち、スイッチモジュール２２０が切断される場合、電圧線Ｌ２、切断電力取得回路２５０の第２の負荷接続側、負荷３００、及び中性線Ｎ２は回路を形成するが、負荷３００は動作しない。切断電力取得回路２５０は電圧線Ｌ２から電力を取得し、エネルギー蓄積回路２３０が無線通信モジュール２１０に出力する電力を補充するように、第２の電力供給側を介してエネルギー蓄積回路２３０に第２の電流を出力する。
電圧線Ｌ２、切断電力取得回路２５０の第２の負荷接続側、負荷３００、及び中性線Ｎ２の間に形成された回路における第３の電流は、第２の電流と正の相関を呈する。スイッチモジュール２２０が切断される状況では、負荷３００を通過する第３の電流がちょうど負荷３００の動作電流である場合、負荷３００は動作し、切断電力取得回路２５０は閾値の高さを参照した電流をエネルギー蓄積回路２３０に出力する。本開示の実施例では、第２の電流が参照された閾値より低い場合、負荷３００を通過する第３の電流は負荷３００の動作電流より小さく、負荷３００は動作しない。無線通信モジュール２１０のパワーが高い場合、切断電力取得回路２５０が無線通信モジュール２１０に電力を直接供給するのではなく、エネルギー蓄積回路２３０はそれに電力を供給し、これは切断電力取得回路２５０の第２の電力供給側がエネルギー蓄積回路２３０に出力した第２の電流の大きさに影響せず、かつ第２の電流が第１の電流より小さいため、負荷３００を通過する電流は負荷３００の動作電流より小さい。負荷３００が照明器具である場合、「鬼火」という現象は発生しない。
上記に基づいて、スイッチモジュール２２０が導通する際に、導通電力取得回路２４０は電圧線Ｌ２から電力を取得してエネルギー蓄積回路２３０を充電し、スイッチモジュール２２０が切断されると、切断電力取得回路２５０は電圧線Ｌ２から電力を取得してエネルギー蓄積回路２３０を充電する。切断電力取得回路２５０が無線通信モジュール２１０に直接接続されるのではなく、エネルギー蓄積回路２３０に接続されることによって、無線通信モジュール２１０のパワーが高い時、エネルギー蓄積回路２３０は無線通信モジュール２１０に高いパワーの電力を直接出力し、切断電力取得回路２５０がエネルギー蓄積回路２３０に出力した第２の電流の大きさに影響を与えないため、負荷３００を通過する第３の電流をその動作電流まで増加させることなく、したがって負荷３００はスイッチモジュール２２０が切断されている状況において動作することはない。第２の電流が第１の電流より小さいことによって、負荷３００を通過する第３の電流を小さくし、スイッチモジュール２２０が導通する際に導通電力取得回路２４０は素早くエネルギー蓄積回路２３０を充電し、スイッチモジュール２２０が切断されると、切断電力取得回路２５０はエネルギー蓄積回路２３０が無線通信モジュール２１０に出力した電力を補充する。
例示的に、負荷３００が照明器具である場合、照明器具を通過する電流がその動作電流に達することはないため、「鬼火」という現象が現れることはない。
図４に示すのは、本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスイッチ回路２０１におけるスイッチモジュール２２０切断の等価回路図である。一部の実施例では、図４を参考すると、切断電力取得回路２５０は交流直流変換器２５１及び定電流ユニット２５２をさらに含み、交流直流変換器２５１の入力側は電圧線Ｌ２に接続され、交流直流変換器２５１は第１の出力側及び第２の出力側を含み、第１の出力側は第２の負荷接続側とされ、第１の出力側は負荷３００に接続され、第２の出力側は定電流ユニット２５２に接続され、定電流ユニット２５２の出力側は第２の電力供給側とされ、エネルギー蓄積回路２３０に接続され、定電流ユニット２５２は第２の電流とされる定電流を出力することに用いられる。なお、交流直流（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＡＣ－ＤＣ）変換器２５１の第１の出力側が負荷３００に出力した電流は交流直流変換器２５１によって変換されていないものである。交流直流変換器２５１を介して電圧線Ｌ２が入力した交流電流を直流電流に変換した後、定電流ユニット２５２に出力することは、定電流ユニット２５２が定電流を出力することに役立つ。スイッチモジュール２２０が切断されている状況では、無線通信モジュール２１０のパワーが高い場合、エネルギー蓄積回路２３０は無線通信モジュール２１０に高いパワーを出力するのに対し、切断電力取得回路２５０の定電流ユニット２５２はエネルギー蓄積回路２３０に定電流を出力し、当該定電流が変化しないため、負荷３００を通過する第３の電流も変化することなく、それによって負荷は動作することはない。
一部の実施例では、引き続き図４を参照すると、切断電力取得回路２５０は、降圧変圧器２５３をさらに含み、降圧変圧器２５３の入力側は交流直流変換器２５１の第２の出力側に接続され、降圧変圧器２５３の出力側は定電流ユニット２５２に接続される。このように、降圧変圧器２５３を介して交流直流変換器２５１が出力した直流を降圧した後に定電流ユニット２５２に出力することによって、定電流ユニット２５２が小さい定電流を出力することに役立ち、負荷３００を通過する第３の電流を小さくし、負荷３００は動作することはない。
例示的に、降圧変圧器２５３はＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐｏｕｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ、低損失型リニアレギュレータ）又はＤＣ－ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ、直流チョッパ）を含む。
本開示の実施例では、定電流ユニット２５２は複数の形態で配置することができ、シンプルな構造という前提で以下の実施例を与える。
図５に示すのは、本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスイッチ回路２０１の部分回路図である。一部の実施例では、図５を参照すると、定電流ユニット２５２は、第１のトランジスタＱ１、第２のトランジスタＱ２、及び第１の抵抗Ｒ１を含み、第１のトランジスタＱ１は第１のベース電極ｂ１、第１の極、及び第２の極を含み、第２のトランジスタＱ２は第２のベース電極ｂ２、第３の極、及び第４の極を含む。第１の抵抗Ｒ１の一端及び第１の極は降圧変圧器２５３の出力側ＯＵＴに接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端は第３の極に接続され、第１のベース電極ｂ１は第１の抵抗Ｒ１と第３の極との間に接続され、第２の極は第２のベース電極ｂ２に接続され、第４の極は無線通信モジュール２１０に電流を出力する。このように、第１の抵抗Ｒ１両端の電圧を第１の極と第１のベース電極ｂ１との間の電圧差とし、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値が変わらないことによって、定電流ユニット２５２が定電流を出力する。
例示的に、第１のトランジスタＱ１及び第２のトランジスタＱ２はＮＰＮ型トランジスタである。第１のトランジスタＱ１の第１の極は第１のエミッターｅ１であり、第２の極は第１の集電極（コレクタ）ｃ１であり、第２のトランジスタＱ２の第３の極は第２のエミッターｅ２であり、第４の極は第２の集電極ｃ２である。第１の抵抗Ｒ１の一端及び第１のトランジスタＱ１の第１のエミッターｅ１は降圧変圧器２５３の出力側ＯＵＴに接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端は第２のエミッターｅ２に接続され、第１のトランジスタＱ１の第１のベース電極ｂ１は第１の抵抗Ｒ１と第２のエミッターｅ２との間に接続され、第１の集電極ｃ１は第２のベース電極ｂ２に接続され、第２の集電極ｃ２はエネルギー蓄積回路２３０に接続される。さらに、第１のベース電極ｂ１はさらに第２の抵抗Ｒ２を介して第１の抵抗Ｒ１と第２のエミッターｅ２との間に接続することができ、第２のベース電極ｂ２はさらに第３の抵抗Ｒ３を介して第１の集電極ｃ１に接続することができ、第１の集電極ｃ１はさらに第４の抵抗Ｒ４を介して接地することができる。このように、第１のトランジスタＱ１の第１のベース電極ｂ１及び第１のエミッターｅ１の間の電圧Ｖｂｅと第１の抵抗Ｒ１との商は大体定電流ユニット２５２が出力した定電流である。第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を調整することによって定電流を調整することができ、このようにして、負荷３００を通過する電流を負荷３００の動作電流より小さくする。
他の一部の実施例では、第１のトランジスタＱ１及び第２のトランジスタＱ２はＰＮＰ型トランジスタである。
一部の実施例では、引き続き図５を参照すると、エネルギー蓄積回路２３０はエネルギー蓄積ユニット２３１を含み、エネルギー蓄積ユニット２３１は電気二重層コンデンサＣ１を含み、電気二重層コンデンサＣ１の一端は無線通信モジュール２１０、導通電力取得回路２４０の第１の電力供給側、切断電力取得回路２５０の第２の電力供給側に接続され、他端は接地する。スイッチモジュール２２０が切断されると、無線通信モジュール２１０の一部の動作状態でのパワーが大きい場合、切断電力取得回路２５０が無線通信モジュール２１０に電力を直接供給するのではなくて電気二重層コンデンサＣ１が無線通信モジュール２１０に電力を供給するため、電気二重層コンデンサＣ１は無線通信モジュール２１０の動作要件を満たすように、無線通信モジュール２１０に大きい電流を出力し、これは切断電力取得回路２５０が負荷３００に出力した電流の大きさに影響することはない。
一部の実施例では、引き続き図５を参照すると、エネルギー蓄積回路２３０は、フィルタリングの役割を果たして、電気二重層コンデンサＣ１が安定的に無線通信モジュール２１０に電力を供給することを確保するために、エネルギー蓄積ユニット２３１の両端に並列接続されるフィルタユニット２３２をさらに含む。例示的に、フィルタユニット２３２は、電気二重層コンデンサＣ１の両端に並列接続される少なくとも２つのコンデンサＣ２を含む。
一部の実施例では、引き続き図５を参照すると、エネルギー蓄積ユニット２３１は第１の一方向導通部品２３３及び第２の一方向導通部品２３４をさらに含む。第１の一方向導通部品２３３は導通電力取得回路２４０の第１の電力供給側とエネルギー蓄積ユニット２３１との間に接続され、第１の一方向導通部品２３３の導通方向は第１の電力供給側からエネルギー蓄積ユニット２３１へ向かう。第２の一方向導通部品２３４は切断電力取得回路２５０の第２の電力供給側とエネルギー蓄積ユニット２３１との間に接続され、第２の一方向導通部品２３４の導通方向は第２の電力供給側からエネルギー蓄積ユニット２３１へ向かう。導通電力取得回路２４０がエネルギー蓄積ユニット２３１に電力を供給する際に、第２の一方向導通部品２３４によって、導通電力取得回路２４０が切断電力取得回路２５０に電流を出力して損失を引き起こすことを回避する。切断電力取得回路２５０がエネルギー蓄積ユニット２３１に電力を供給する際に、第１の一方向導通部品２３３によって、第２の電力供給側が導通電力取得回路２４０に電流を出力して損失を引き起こすことを回避する。
例示的に、第１の一方向導通部品２３３は第１のダイオードＤ１を含み、第１のダイオードＤ１の正極は導通電力取得回路２４０の第１の電力供給側に接続され、負極はエネルギー蓄積ユニット２３１に接続される。例示的に、第２の一方向導通部品２３４は第２のダイオードＤ２を含み、第２のダイオードＤ２の正極は切断電力取得回路２５０の第２の電力供給側に接続され、負極はエネルギー蓄積ユニット２３１に接続される。
一部の実施例では、引き続き図３を参考すると、スイッチ回路２０１は無線通信モジュール２１０及びスイッチモジュール２２０に接続される制御モジュール２６０をさらに含み、制御モジュール２６０は無線通信モジュール２１０が出力した信号に基づいてスイッチモジュール２２０のオン・オフを制御することに用いられる。例示的に、外部の端末４００は無線通信モジュール２１０に接続され、端末４００は無線通信モジュール２１０に導通信号を送信し、無線通信モジュール２１０は導通信号を制御モジュール２６０に送信し、制御モジュール２６０は導通信号に基づいてスイッチモジュール２２０の導通を制御する。端末４００は無線通信モジュール２１０に切断信号を送信し、無線通信モジュール２１０は切断信号を制御モジュール２６０に送信し、制御モジュール２６０は切断信号に基づいてスイッチモジュール２２０の切断を制御する。このように、無線通信モジュール２１０及び制御モジュール２６０を合わせてスイッチモジュール２２０のオン・オフを制御する。
例示的に、スイッチモジュール２２０はリレーを含む。
図６に示すのは、本開示に係る例示的な一実施例に基づいて示したスイッチ回路の制御方法のフローチャートである。本開示の一部の実施例はスイッチ回路の制御方法をさらに提供し、スイッチ回路は、無線通信モジュール、中性線が接続される負荷に接続されるスイッチモジュール、エネルギー蓄積回路、導通電力取得回路、及び切断電力取得回路を含み、導通電力取得回路の入力側は電圧線に接続され、導通電力取得回路は第１の負荷接続側及び第１の電力供給側を含み、第１の負荷接続側はスイッチモジュールに接続され、第１の電力供給側はエネルギー蓄積回路に接続され、エネルギー蓄積回路は無線通信モジュールに接続され、切断電力取得回路の入力側は電圧線に接続され、切断電力取得回路は第２の負荷接続側及び第２の電力供給側を含み、第２の負荷接続側は負荷とスイッチモジュールとの間に接続され、第２の電力供給側はエネルギー蓄積回路に接続される。図６を参照すると、制御方法は以下のステップ６１とステップ６２を含む。
ステップ６１では、導通電力取得回路を介してスイッチモジュールの導通に応答して、導通電力取得回路の第１の電力供給側を介してエネルギー蓄積回路に第１の電流を出力する。
スイッチモジュールが導通すると、電圧線、導通電力取得回路の第１の負荷接続側、スイッチモジュール、負荷、及び中性線が導通して回路を形成し、導通電力取得回路は電圧線から電力を取得して、エネルギー蓄積回路を充電し、エネルギー蓄積回路は無線通信モジュールに電力を供給する。
ステップ６２では、切断電力取得回路を介してスイッチモジュールの切断に応答し、切断電力取得回路の第２の電力供給側を介してエネルギー蓄積回路に第２の電流を出力し、第２の電流は第１の電流より小さい。
スイッチモジュールが切断されると、電圧線、切断電力取得回路の第２の負荷接続側、負荷、及び中性線が導通して回路を形成し、切断電力取得回路は電圧線から電力を取得し、エネルギー蓄積回路を充電し、エネルギー蓄積回路は無線通信モジュールに電力を供給する。負荷を通過する第３の電流と第２の電流との間は正の相関を呈し、切断電力取得回路が無線通信モジュールに電力を直接供給するのではなくエネルギー蓄積回路が無線通信モジュールに電力を供給することによって、第２の電流は無線通信モジュールのパワーの増加とともに増加することはないため、第３の電流も増加することなく、それによって第３の電流は負荷の動作電流に達して負荷を動作させることはない。
上記に基づいて、導通電力取得回路を介してスイッチモジュールの導通に応答し、第１の電力供給側を介してエネルギー蓄積回路に第１の電流を出力し、切断電力取得回路を介してスイッチモジュールの切断に応答し、第２の電力供給側を介してエネルギー蓄積回路に第２の電流を出力し、第２の電流は第１の電流より小さい。切断電力取得回路が無線通信モジュールに直接接続されるのではなくエネルギー蓄積回路に接続されるため、無線通信モジュールのパワーが高い場合、エネルギー蓄積回路は無線通信モジュールに高いパワーの電力を直接出力し、これは切断電力取得回路がエネルギー蓄積回路に出力する第２の電流の大きさに影響を与えることはないため、負荷を通過する第３の電流がその動作電流まで増加することはなく、スイッチモジュールが切断されている状況で負荷が動作することはない。第２の電流は第１の電流より小さいことによって、負荷を通過する第３の電流を小さくし、スイッチモジュール導通時に導通電力取得回路が素早くエネルギー蓄積回路を充電するため、スイッチモジュールが切断されると、切断電力取得回路はエネルギー蓄積回路が無線通信モジュールに出力した電力を補充する。
一部の実施例では、切断電力取得回路は定電流ユニットを含み、定電流ユニットの出力側は第２の電力供給側とされ、ステップ６２は、
切断電力取得回路を介してスイッチモジュールの切断に応答し、定電流ユニットを介してエネルギー蓄積回路に第２の電流とされる定電流を出力するステップを含む。
このように、スイッチモジュールが切断されている場合、無線通信モジュールのパワーが高く、エネルギー蓄積回路は無線通信モジュールに高いパワーを出力するが、切断電力取得回路の定電流ユニットはエネルギー蓄積回路に定電流を出力し、当該定電流は変化することはないため、負荷を通過する第３の電流も変化することはなく、それによって負荷は動作することはない。
一部の実施例では、スイッチ回路は無線通信モジュール及びスイッチモジュールに接続される制御モジュールをさらに含み、本開示の一部の実施例が提供する制御方法は、
制御モジュールを介して、無線通信モジュールが出力した信号に基づいてスイッチモジュールのオン・オフを制御するステップをさらに含む。
例示的に、外部端末は無線通信モジュールに接続され、端末は無線通信モジュールに導通信号を送信し、無線通信モジュールは導通信号を制御モジュールに送信し、制御モジュールは導通信号に基づいてスイッチモジュールの導通を制御する。端末は無線通信モジュールに切断信号を送信し、無線通信モジュールは切断信号を制御モジュールに送信し、制御モジュールは切断信号に基づいてスイッチモジュールの切断を制御する。このように、無線通信モジュールと制御モジュールとを合わせることによってスイッチモジュールのオン・オフを制御することによって、端末を介してスマートスイッチのオン・オフを制御することができ、したがって負荷を動作させるか否かをスマートに制御することを実現する。
例示的な実施例では、プログラムが記憶されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体をさらに提供し、当該プログラムはプロセッサによって実行される際に、上記言及されたいずれかのスイッチ回路の制御方法を実現する。ここで、読み取り可能な記憶媒体はＲＯＭ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク及び光データ記憶装置などであってもよい。
方法の実施例について、それが基本的に装置の実施例に対応するため、関連する箇所は装置の実施例の部分を参照すればよい。方法の実施例と装置の実施例とは互いに補完する。
本開示の上記各実施例は、衝突がない限り、互いに補完することができる。
以上に記載されたのは本開示の好ましい実施例に過ぎず、本開示を制限するものではない。本開示の趣旨と原則を逸脱しない限り、行われたすべての修正、同等の置換、改善などは、いずれも本開示の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (13)

  1. スイッチ回路であって、前記スイッチ回路は、
    無線通信モジュール、スイッチモジュール、エネルギー蓄積回路、導通電力取得回路、及び切断電力取得回路を含み、
    前記無線通信モジュールは、前記スイッチモジュールのオン・オフを制御し、
    前記スイッチモジュールは、前記導通電力取得回路に一端で接続され、中性線に接続される負荷に他端で接続され、
    前記エネルギー蓄積回路は、前記無線通信モジュールと、前記導通電力取得回路と、前記切断電力取得回路とに接続され、前記無線通信モジュールに電力を出力し、
    前記導通電力取得回路は、入力側が電圧線に接続され、前記導通電力取得回路が第１の負荷接続側及び第１の電力供給側を含み、前記第１の負荷接続側が前記スイッチモジュールの一端に接続され、前記第１の電力供給側が前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記導通電力取得回路は、前記スイッチモジュールの導通に応答して前記第１の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に第１の電流を出力し、
    前記切断電力取得回路は、入力側が前記電圧線に接続され、前記切断電力取得回路が第２の負荷接続側及び第２の電力供給側を含み、前記第２の負荷接続側が前記負荷と前記スイッチモジュールとの間に接続され、前記第２の電力供給側が前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記切断電力取得回路は、前記スイッチモジュールの切断に応答して前記第２の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に第２の電流を出力し、前記第２の電流が前記第１の電流より小さい、
    ことを特徴とするスイッチ回路。
  2. 前記切断電力取得回路は、交流直流変換器及び定電流ユニットを含み、前記交流直流変換器の入力側は前記電圧線に接続され、前記交流直流変換器は第１の出力側及び第２の出力側を含み、前記第１の出力側は前記第２の負荷接続側とされ、前記第２の出力側は前記定電流ユニットに接続され、前記定電流ユニットの出力側は前記第２の電力供給側とされ、前記定電流ユニットは前記第２の電流とされる定電流を出力することに用いられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
  3. 前記切断電力取得回路は降圧変圧器をさらに含み、前記降圧変圧器の入力側は前記交流直流変換器の前記第２の出力側に接続され、前記降圧変圧器の出力側は前記定電流ユニットに接続される、
    ことを特徴とする請求項２に記載のスイッチ回路。
  4. 前記定電流ユニットは、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、及び第１の抵抗を含み、前記第１のトランジスタは、第１のベース電極、第１の極、及び第２の極を含み、前記第２のトランジスタは第２のベース電極、第３の極、及び第４の極を含み、
    前記第１の抵抗の一端及び前記第１の極が前記降圧変圧器の出力側に接続され、前記第１の抵抗の他端は前記第３の極に接続され、前記第１のベース電極は前記第１の抵抗と前記第３の極との間に接続され、前記第２の極は前記第２のベース電極に接続され、前記第４の極及び前記エネルギー蓄積回路に接続される、
    ことを特徴とする請求項３に記載のスイッチ回路。
  5. 接地電位を有する端部をさらに含み、前記エネルギー蓄積回路はエネルギー蓄積ユニットを含み、前記エネルギー蓄積ユニットは電気二重層コンデンサを含み、前記電気二重層コンデンサの一端は前記無線通信モジュール、前記第１の電力供給側、及び前記第２の電力供給側に接続され、他端は前記端部に接続される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
  6. 前記エネルギー蓄積回路は、前記エネルギー蓄積ユニットの両端に並列接続されるフィルタユニットをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項５に記載のスイッチ回路。
  7. 前記エネルギー蓄積ユニットは、第１の一方向導通部品及び第２の一方向導通部品をさらに含み、
    前記第１の一方向導通部品は前記第１の電力供給側と前記エネルギー蓄積ユニットとの間に接続され、前記第１の一方向導通部品の導通方向は前記第１の電力供給側から前記エネルギー蓄積ユニットへ向かい、
    前記第２の一方向導通部品は前記第２の電力供給側と前記エネルギー蓄積ユニットとの間に接続され、前記第２の一方向導通部品の導通方向は前記第２の電力供給側から前記エネルギー蓄積ユニットへ向かう、
    ことを特徴とする請求項５に記載のスイッチ回路。
  8. 前記スイッチ回路は、前記無線通信モジュール及び前記スイッチモジュールに接続される制御モジュールをさらに含み、前記制御モジュールは、前記無線通信モジュールが出力した信号に基づいて前記スイッチモジュールのオン・オフを制御することに用いられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
  9. スイッチ回路の制御方法であって、前記スイッチ回路は、無線通信モジュール、スイッチモジュール、エネルギー蓄積回路、導通電力取得回路、及び切断電力取得回路を含み、前記無線通信モジュールは、前記スイッチモジュールのオン・オフを制御し、前記スイッチモジュールは、前記導通電力取得回路に一端で接続され、中性線が接続される負荷に他端で接続され、前記エネルギー蓄積回路は前記無線通信モジュールと、前記導通電力取得回路と、前記切断電力取得回路とに接続され、前記無線通信モジュールに電力を出力し、前記導通電力取得回路の入力側は電圧線に接続され、前記導通電力取得回路は第１の負荷接続側及ぶ第１の電力供給側を含み、前記第１の負荷接続側は前記スイッチモジュールの一端に接続され、前記第１の電力供給側は前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記切断電力取得回路の入力側は前記電圧線に接続され、前記切断電力取得回路は第２の負荷接続側及び第２の電力供給側を含み、前記第２の負荷接続側は前記負荷と前記スイッチモジュールとの間に接続され、前記第２の電力供給側は前記エネルギー蓄積回路に接続され、前記制御方法は、
    前記導通電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの導通に応答し、前記第１の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に第１の電流を出力するステップと、
    前記切断電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの切断に応答し、前記第２の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に前記第１の電流より小さい第２の電流を出力するステップと、を含む。
    ことを特徴とするスイッチ回路の制御方法。
  10. 前記切断電力取得回路は定電流ユニットを含み、前記定電流ユニットの出力側は前記第２の電力供給側とされ、前記切断電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの切断に応答し、前記第２の電力供給側を介して前記エネルギー蓄積回路に第２の電流を出力するステップは、
    前記切断電力取得回路を介して前記スイッチモジュールの切断に応答し、前記定電流ユニットを介して、前記第２の電流とされる定電流を前記エネルギー蓄積回路に出力するステップを含む。
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
  11. 前記スイッチ回路は、前記無線通信モジュール及び前記スイッチモジュールに接続される制御モジュールをさらに含み、前記制御方法は、
    前記制御モジュールを介して、前記無線通信モジュールが出力した信号に基づいて前記スイッチモジュールのオン・オフを制御するステップをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
  12. スマートスイッチであって、前記スマートスイッチは請求項１～８のいずれか一項に記載のスイッチ回路を含む、
    ことを特徴とするスマートスイッチ。
  13. 制御システムであって、前記制御システムは、
    請求項１２に記載の、電圧線に接続されるスマートスイッチと、
    中性線及び前記スマートスイッチに接続される負荷と、
    前記スマートスイッチの無線ネットワークに接続され、前記スマートスイッチのオン・オフを制御するための端末と、を含む、
    ことを特徴とする制御システム。
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