一种单火智能开关电源控制系统

技术领域

本发明是一种单火智能开关电源控制系统，属于智能开关领域。

背景技术

智能开关是智能家居的一部分，可以实现灯光、窗帘、风扇等设备的本地和远程控制以及与其他设备的联动控制。单火智能开关是针对开关处只有火线输入和输出而设计的一种智能开关。

但是现有单火智能开关具有不稳定性，其不稳定最直接体现就是关灯后，电灯还会出现闪烁的现象，这是行业内普遍存在的现象

现有技术中，单火智能开关的电子开关常常采用采用继电器的机械触点来接通和断开负载，适用于大功率灯具或电器，市场上的大功率单火线智能开关一般采用普通电磁继电器，由于其动作线圈驱动电流较大，即使通过一些低功耗优化后可以兼营绝大部分灯具，但是仍然无法做到像零火线开关那样接任何灯具都不闪烁，还是有极个别的特殊灯具出现关灯闪烁（如一些极端的小电流驱动的高效小功率节能灯或LED灯），无法满足追求完美的中高端智能开关的需要。

因为单火智能开关只有单线进出，在开关闭合时，开关两端电压几乎为零，电子开关的自身供电难以解决；况且又由于开关所控制的负载不确定性，单火开关取电方式也成为一种问题。

最为重要的是在灯具关闭时，单火智能开关是和灯具串联后接入电网的，所以流过智能开关和灯具的电流大小是一样的，电流小就会导致智能开关电路不能工作，如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪光或白炽灯关闭时有红丝等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种单火智能开关电源控制系统，解决单火智能开关中电子开关的供电问题以及关灯后灯泡频闪的问题，实现电源电路的稳压操作，将交流电转换为稳定的低压直流电流，同时满足根据断态供电、通态供电时电路获取稳定的电流，保证智能开关正常工作。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种单火智能开关电源控制系统，包括恒流电路单元、稳压电路单元、变压器电路单元、整流电路单元、滤波电路单元和电源供给电路单元；所述变压器电路单元连接有恒流电路单元和整流电路单元，整流电路单元连接滤波电路单元，恒流电路单元连接有稳压电路单元，稳压电路单元连接有电源供给电路单元。

进一步的，所述恒流电路单元包括芯片U1，芯片U1的型号为SM2082G，所述芯片U1的3脚连接有电阻R10一端，电阻R10另一端连接芯片U1的2脚，芯片U1的1脚连接有电容C12一端、电阻R16一端、电容C4一端和整流桥D4的1脚，芯片U1的2脚连接有电容C12另一端、电阻R16另一端、电容C4另一端和整流桥D4的2脚，整流桥D4的3脚连接有电阻R13一端并接电源VZ，电阻R13另一端连接有电容C11一端，电容C11另一端连接有稳压电路单元的可控硅SCR4一端、稳压管ZD3一端、变压器电路单元的变压器B1的2脚一端和变压器B2的2脚一端，并接电源线L1，整流桥D4的1脚连接有变压器电路单元的变压器B2的1脚。

进一步的，所述稳压电路单元包括可控硅SCR4、稳压管ZD3和稳压管ZD4，所述二极管ZD3另一端连接有二极管ZD4一端，二极管ZD4另一端连接有电阻R11一端，电阻R11另一端连接可控硅SCR4另一端并接电源VZ。

进一步的，所述变压器电路单元包括变压器B1和变压器B2，所述变压器B1的1脚连接有电源VD，变压器B1的3脚连接有整流电路单元中整流桥D3的4脚，变压器B1的4脚连接有整流桥D3的3脚，整流桥D3的1脚连接有整流桥D8的1脚和整流电路单元中稳压管ZD1一端，并接电源+10V，整流桥D3的2脚接地，稳压管ZD1另一端接地；变压器B2的3脚连接有整流电路单元中整流桥D8的4脚，变压器B2的4脚连接有整流桥D8的3脚，整流桥D8的2脚接地。

进一步的，所述整流电路单元包括电压检测器U2和电压检测器U3，所述电压检测器U2的1脚连接有电阻R5另一端和场效应管Q2的栅极一端，场效应管Q2的漏极连接有电阻R4另一端和场效应管Q1的栅极一端，场效应管Q2的源极一端和电压检测器U2的3脚接地，电阻R5另一端、电阻R4另一端和电压检测器U2的2脚接电源+10V；场效应管Q1的漏极连接有电容C9一端、电阻R6一端和电压检测器U3的1脚，并接滤波电路单元芯片U4的3脚，场效应管Q1的源极和电压检测器U3的2脚接电源+10V，电容C9、电阻R6和电源检测器U3的3脚接地。

进一步的，所述滤波电路单元包括芯片U4，芯片U4的型号为ME6214C，所述芯片U4的5脚连接有电容C7一端和电容C5一端，并接电源+3.3V，电容C7另一端和电容C5另一端接地；芯片U4的1脚连接有电容C6一端和电容C8一端，并接电源+10V，芯片U4的2脚、电容C8另一端和电容C6另一端接地。

进一步的，所述电源供给电路单元包括接插件P1，所述接插件P1的1脚接电源+3.3V，接插件P1的2脚接地，接插件P1的3脚连接电源VZ，接插件P1的4脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端连接有电源线N3；接插件P1的5脚连接有电阻R2一端，电阻R2另一端连接有电源线N2；接插件P1的6脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有电源线N1。

进一步的，所述接插件P1的7脚连接有可控硅SCR3一端并接电源VZ，可控硅SCR3另一端连接有电源线N3；接插件P1的8脚连接有电容C3一端，并接电源线N3，电容C3另一端连接有电阻R7一端，电阻R7另一端连接电源VZ。

进一步的，所述接插件P1的9脚连接有可控硅SCR1一端并接电源VZ，可控硅SCR1另一端连接有电源线N2；接插件P1的10脚连接有电容C2一端，并接电源线N2，电容C2另一端连接有电阻R8一端，电阻R8另一端连接电源VZ。

进一步的，所述接插件P1的11脚连接有可控硅SCR2一端并接电源VZ，可控硅SCR2另一端连接有电源线N1；接插件P1的12脚连接有电容C1一端，并接电源线N1，电容C1另一端连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接电源VZ；接插件P1的13脚接地，接插件P1的14脚接电源VD。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本发明采用可控硅的方式做为电子开关来接通和断开负载，其电子开关寿命长，驱动控制电路简单、生产制造成本较低，可以控制各类负载类型；根据可控硅的导通与截止，采用通态供电和断态供电两者交替供电的方式解决了智能开关中电子开关的自身供电问题，实现单火开关取电，本发明还增加了稳压电路单元、整流电路单元和滤波电路单元实现了交流电转换为平滑直流电的过程，保证了电源电路提供稳定的低压直流电，解决了智能电路中电流过大或者过小所带来的影响，解决了电灯的频闪现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，一种单火智能开关电源控制系统包括恒流电路单元、稳压电路单元、变压器电路单元、整流电路单元、滤波电路单元和电源供给电路单元；所述变压器电路单元连接有恒流电路单元和整流电路单元，整流电路单元连接滤波电路单元，恒流电路单元连接有稳压电路单元，稳压电路单元连接有电源供给电路单元。

所述恒流电路单元包括芯片U1，芯片U1的型号为SM2082G，所述芯片U1的3脚连接有电阻R10一端，电阻R10另一端连接芯片U1的2脚，芯片U1的1脚连接有电容C12一端、电阻R16一端、电容C4一端和整流桥D4的1脚，芯片U1的2脚连接有电容C12另一端、电阻R16另一端、电容C4另一端和整流桥D4的2脚，整流桥D4的3脚连接有电阻R13一端并接电源VZ，电阻R13另一端连接有电容C11一端，电容C11另一端连接有稳压电路单元的可控硅SCR4一端、稳压管ZD3一端、变压器电路单元的变压器B1的2脚一端和变压器B2的2脚一端，并接电源线L1，整流桥D4的1脚连接有变压器电路单元的变压器B2的1脚。

所述恒流电流单元输出电流在范围5mA至60mA内可调，输出电流偏差小于±4%，且具有过热保护功能，并支持可控硅调光应用电路，为电路提供恒定电流。

所述稳压电路单元包括可控硅SCR4、稳压管ZD3和稳压管ZD4，所述二极管ZD3另一端连接有二极管ZD4一端，二极管ZD4另一端连接有电阻R11一端，电阻R11另一端连接可控硅SCR4另一端并接电源VZ。

所述稳压电路单元用来稳定电源电路的输出电压具有无噪音、寿命长以及通过改变控制极上触发脉冲到来的时间，来进一步调节负载上输出电压的平均值，达到可控整流的作用。

所述变压器电路单元包括变压器B1和变压器B2，所述变压器B1的1脚连接有电源VD，变压器B1的3脚连接有整流电路单元中整流桥D3的4脚，变压器B1的4脚连接有整流桥D3的3脚，整流桥D3的1脚连接有整流桥D8的1脚和整流电路单元中稳压管ZD1一端，并接电源+10V，整流桥D3的2脚接地，稳压管ZD1另一端接地；变压器B2的3脚连接有整流电路单元中整流桥D8的4脚，变压器B2的4脚连接有整流桥D8的3脚，整流桥D8的2脚接地。

所述变压器电路单元主要解决电流问题，断态变压器因电路电流不可超过100微安，所以需要通过变压器变压比对于电路电压进行降低，进而提高电路电流，使得电流趋于100微安；电路不稳的原因就是电源不稳造成的，通态变压器取代开关电源，提供稳定的电源，保证电路的稳定。所述整流电路单元包括电压检测器U2和电压检测器U3，所述电压检测器U2的1脚连接有电阻R5另一端和场效应管Q2的栅极一端，场效应管Q2的漏极连接有电阻R4另一端和场效应管Q1的栅极一端，场效应管Q2的源极一端和电压检测器U2的3脚接地，电阻R5另一端、电阻R4另一端和电压检测器U2的2脚接电源+10V；场效应管Q1的漏极连接有电容C9一端、电阻R6一端和电压检测器U3的1脚，并接滤波电路单元芯片U4的3脚，场效应管Q1的源极和电压检测器U3的2脚接电源+10V，电容C9、电阻R6和电源检测器U3的3脚接地。

所述整理电路用于将交流电转换为直流电，进行电路的稳压，保护电路中的电子元器件，防止其被高电流击穿。

所述滤波电路单元包括芯片U4，芯片U4的型号为ME6214C，所述芯片U4的5脚连接有电容C7一端和电容C5一端，并接电源+3.3V，电容C7另一端和电容C5另一端接地；芯片U4的1脚连接有电容C6一端和电容C8一端，并接电源+10V，芯片U4的2脚、电容C8另一端和电容C6另一端接地。

所述滤波电路具有功耗低、低压差的优点。可以有使能控制输出电容自动放电功能，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑

所述电源供给电路单元包括接插件P1，所述接插件P1的1脚接电源+3.3V，接插件P1的2脚接地，接插件P1的3脚连接电源VZ，接插件P1的4脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端连接有电源线N3；接插件P1的5脚连接有电阻R2一端，电阻R2另一端连接有电源线N2；接插件P1的6脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有电源线N1。

所述接插件P1的7脚连接有可控硅SCR3一端并接电源VZ，可控硅SCR3另一端连接有电源线N3；接插件P1的8脚连接有电容C3一端，并接电源线N3，电容C3另一端连接有电阻R7一端，电阻R7另一端连接电源VZ。

所述接插件P1的9脚连接有可控硅SCR1一端并接电源VZ，可控硅SCR1另一端连接有电源线N2；接插件P1的10脚连接有电容C2一端，并接电源线N2，电容C2另一端连接有电阻R8一端，电阻R8另一端连接电源VZ。

所述接插件P1的11脚连接有可控硅SCR2一端并接电源VZ，可控硅SCR2另一端连接有电源线N1；接插件P1的12脚连接有电容C1一端，并接电源线N1，电容C1另一端连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接电源VZ；接插件P1的13脚接地，接插件P1的14脚接电源VD。

单火智能开关电源的供电方法如下：本发明分成两部份来实现对控制电路的供电：断态供电和通态供电；变压器电路单元包括变压器B1和变压器B2，变压器B1作用是进行断态供电，因电路电流不可超过100微安，所以需要通过变压器变压比对于电路电压进行降低，进而提高电路电流，使得电流趋于100微安，；变压器B2作用是进行通态供电取代开关电源，两者根据可控硅的导通与截至进行交替供电，为防止通过变压器线圈的电流过大，通过恒流电路单元提供恒定电流，保证通过线圈的电流不会超过线圈所能承受的最大极限；恒流电路单元并联稳压电路单元，通过稳压电路单元中的可控硅以及稳压管对电路电流进行稳压，然后经过变压器线圈，到达整流电路单元将交流电压通过整流电路单元转换成单向脉动性的直流电压，后续的滤波电路单元尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分,保留其直流成分,使输出电压纹波系数降低,形成波形平滑的直流电，进行供电。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。