[发明专利]单火线电子开关全波自给取电电路

说明书

本发明设计一种单火线电子开关交流全波自给取电电路，利用本电路可以使得工作在单火线供电的电子开关，在负载工作时，可以直接从负载串联回路里取得一定电能。本电路是解决现实难题而发明出来的，为单火线电子开关从小功率负载上获取较大功率提供完美解决方案，可以解决单火线电子开关的供电取电稳定性问题，为从单火线供电系统获取更多用于控制的电能给出完美的解决方案。

技术领域

本发明设计一种单火线电子开关自给取电电路，利用本电路可以使得工作在单火线供电的电子开关，在负载工作时，可以直接从负载串联回路工作的交流电正负半波分别取得一定电能。本电路是解决现实难题而发明出来的，可以单独应用在需要小电流的单火线电子开关内，也可以作为供电补偿或后备供电应用于需要较大负载能力的大电流单火线供电开关内。为单火线电子开关从小功率负载上获取较大功率提供完美解决方案，可以解决单火线电子开关的供电取电稳定性问题，改善半波自给取电能量不足及负载功率不对称导致灯闪烁等问题，为从单火线供电系统获取更多用于控制的电能给出完美的解决方案。

背景技术

目前我们市面上见到的电子开关种类有如下几种：传统的声控、光控、人体红外感应控制开关，一般应用于公共走廊等场合，需要人来开灯人走关灯；还有一种是无线遥控或红外遥控开关，在不少家庭有了不少应用，解决了用户一定的问题；另外还有一种开关是这几年新开发出来智能开关，它不仅具有以往开关的所有功能，还能具有联网远程控制、定时控制、电能功耗测量及故障保护功能，是家居智能化及物联网的核心产品，然而，由于有智能化功能，开关自身需要又控制系统电路，自身功耗必然较大，这给它在目前主流是单火线供电的系统推广带来了不少困难，本电路就是在解决现实应用难题而发明出来的，它不仅可以应用在供电电流较小的ZIGBEE、蓝牙为通讯方式的智能单火线供电电子开关系统中，还可以用在采用WIFI为通讯媒介的功率较大消耗系统中，为WIFI的单火线供电智能开关应用和推广铺平了道路。

发明内容

本发明内容是单火线电子开关全波自给取电电路，解决单火线电子开关电源工作稳定性问题，以及负载工作正负半波对称问题。在电子开关所接负载功率较大，电子开关可以从负载获取足够电能时，自给取电电路可以不工作，系统控制输出使得开关管导通，该电路对原系统没有任何影响。当单火线电子开关后端所接负载功率较小，电子开关从负载不能获取足够能量确保自给稳定工作时，系统打开全波自给取电电路，当系统电源低于设置开启电压时，全波自给取电采样电路将实时采集系统电源，当系统电压低于设置电压时，关闭对应半波的开关管，使得负载电源的电流从开关的电源回路流过。当系统电源的电压高于设置电压加一个迟滞电压时，采样电路采集到系统高压，输出信号打开全波取电的两个开关管使其导通，关闭全波自给取电电路。当系统电压再次下降到采样电路动作输出时，采样电路再次输出信号关闭自给取电取电开关管并开始取电。如此反复实现自动自给取电。本电路可以由板载软件确定是否选用自给取电，或由硬件比较器通过预先设置的电压门限自动切换。

附图说明

附图1是单火线电子开关全波自给取电电路实现原理图，ACLIN是单火线开关的外部的电源公共输入端子，OUTPUT1、OUTPUT2是两个开关输出接线端子，由D1、D2、Q1、Q2、C1、C2及电压检测控制单元为核心组成的全波电源自给电路是串在电源输入公共端和两个开关汇接端的。由D3、D4、D5、D6、D7、D8及AC/DC电源构成设备启动电源供电回路，在设备和开关上电，开关还没有导通时，单火线电子开关和所接设备串联在电源回路中，通过AC/DC电源给各控制单元供电。

具体实施方式

当单火线电子开关全波自给取电电路及其系统主电路接入负载回路第一次上电时，开关1和开关2没有打开，没有电流流过全波自给取电回路，全波自给取电电路不工作。电源通过D3-D8及AC/DC电源取电，供给系统各个模块，包括电压检测和控制单元。当开关1或开关2导通或二者同时导通时，并且检测控制单元使能了全波自给取电电路，全波自给取电电路将介入工作。当监测到C1、C2两端电压低于设定电压时，电压检测控制单元对AUTOSELFPOWER信号（两个开关管的公用控制脚）输出低电平，使得负载回路的电流经过D1、D2及Q1、Q2体内的寄生二极管，及电压检测控制单元及其它板上负载回路流过。具体来说，当正半波电流为开关1或开关2流到ACLIN时，电流流经D1、板上负载回路、地线、Q2体内寄生二极管到ACLIN端；同理当负半波电流由ACLIN流到两个开关端时，电流经过ACLIN、D2、板上负载回路、地线、Q1的体内寄生二极管到两个开关端。当C1、C2端电压达到设定的阈值电压时，电压检测控制单元检测到电压合格信号，输出高电平到AUTOSELFPOWER信号管脚，两个开关管导通，相当于把两个开关的公共端和ACLIN端短接，暂停由外部负载串联回路取电。当C1、C2端电压低于某一阈值时，再次触发启动全波自给取电电路取电，电压检测控制单元输出低电平到AUTOSELFPOWER信号，关闭两个开关管，开启自给取电而循环自给工作。