一种智能开关与机械开关的双控电路

技术领域

本发明涉及双控开关电路的技术领域，特别涉及一种智能开关与机械开关的双控电路。

背景技术

单火线智能开关凭借“单火线”供电技术，可以在原有线路的基础上对传统机械开关进行替换，将设备控制开关升级“智能化”。智能开关可以通过语音控制，手机APP控制，具备场景设置等功能，给人们带来更好的使用体验。日常生活中，普遍存在通过两个传统开关，控制同一个受控设备（灯具）的现象，如：房间中，一般在门口和床头位置分别设置开关来控制房间的灯具，以方便使用。在此条件下，目前用户想将传统开关升级成智能开关，需要将控制同一受控设备（灯具）的两个传统开关同时进行替换（房间的例子中，床头和门口位置的开关均需替换）。

目前，在两个传统机械双控开关一起控制一个灯负载的场合，将其中一个传统机械双控开关更换为智能开关以后，另外一个传统机械双控开关将会无法使用，不再具有双控功能，需要再购买一个无线开关（如墙贴开关）代替另外一个传统机械双控开关来实现双控功能，增加了家居智能化改造的成本，不利于智能开关的推广和普及。

现有的方案，在两个开关控制同一灯具条件下，如果需要将需要传统开关升级成智能开关控制，需要将两个开关替换成智能开关或替换成支持与智能开关通信的遥控设备，才能完成整体升级。

发明内容

本发明的第一发明目的在于提供一种智能开关与机械开关协同控制，便于升级智能化控制设备的智能开关与机械开关的双控电路。

本发明的第一发明目的是这样实现的：

一种智能开关与机械开关的双控电路，包括智能开关、机械开关、受控设备以、第一导线、第二导线及用于检测受控设备的工作状态的电流检测子电路，所述智能开关、机械开关以及受控设备依次串联连接，所述智能开关包括主控单元、无线信号处理单元和开关执行器，所述开关执行器包括电磁线圈和开关，所述开关包括第一公共连接端、常开连接触点和常闭连接触点，所述主控单元与电磁线圈电性连接,所述第一公共连接端可选择地与常开连接触点或常闭连接触点闭合，所述主控单元供电给电磁线圈，电磁线圈驱动第一公共连接端与常开连接触点或常闭连接触点闭合，所述机械开关包括第二公共连接端、常开触点和常闭触点，第二公共连接端可选择地与常开触点或常闭触点闭合，所述常开触点与常开连接触点电性连接，所述常闭触点与常闭连接触点电性连接，所述第一公共连接端与市电中的火线连接，所述第二公共连接端与受控设备连接，所述受控设备与市电中的零线连接。本发明双控电路工作时，由主电路提供电流输入，主控单元发出控制信号（正电压）给电磁线圈，电磁线圈产生磁力，电磁线圈控制第一公共连接端与常开连接触点闭合，相反，当主控单元发出控制信号（负电压）给电磁线圈，电磁线圈控制第一公共连接端与常开连接触点断开，而第一公共连接端与常闭连接触点闭合；同理，机械开关是采用手动按压的方式，第二公共连接端可选择地与常开触点或常闭触点闭合，由此实现受控设备的双端控制功能。

本发明还可以作以下进一步改进。

还包括场效应管电压转换子电路和用于检测受控设备的工作状态的电流检测子电路，所述场效应管电压转换子电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一场效应管、第二场效应管，所述电流检测子电路包括电流检测端、第四电阻、第一电容、第二电容、光电耦合器、TVS二极管以及电流检测端，所述第一场效应管的栅极与第一电阻的一端连接，所述第一场效应管的栅极与第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的另一端并联，所述第一场效应管的漏极与市电中的火线连接，所述第二场效应管的漏极与第一场效应管的源极连接，所述第三电阻、第四电阻、第一电容、TVS二极管、以及光电耦合器的第一输入端和第二输入端并联连接在所述第二场效应管的源极与继电器的第一公共连接端之间，所述光电耦合器的第一输出端与电流检测端连接，所述光电耦合器的第二输出端接地，第二电容并联在光电耦合器的第一输出端和第二输出端之间，所述电流检测端与主控单元电性连接，无线信号处理单元与主控单元电性连接。

当电流检测子电路检测到电路中有无电流之后，主控单元从而获知受控设备的工作状态，然后主控单元通过无线信号处理单元发送信号到用户的移动终端，用户从而获知受控设备的工作状态，然后进行下一步的操控。

所述开关执行器是继电器。

所述受控设备是灯具。

所述光电耦合器是双极性光电耦合器。

所述常开连接触点与常开触点通过第一导线相连，所述常闭连接触点与常闭触点通过第二导线相连。

本发明的第二发明目的在于提供一种智能开关与机械开关协同控制，便于升级智能化控制设备的智能开关与机械开关的双控电路。

本发明的第二发明目的是这样实现的：

一种智能开关与机械开关的双控电路，包括智能开关、机械开关以及受控设备，所述机械开关、智能开关以及受控设备依次串联连接，所述智能开关包括主控单元、无线信号处理单元和开关执行器，所述开关执行器包括电磁线圈和开关，其特征是，所述开关包括第一公共连接端、常开连接触点和常闭连接触点，所述主控单元与电磁线圈电性连接，所述第一公共连接端可选择地与常开连接触点或常闭连接触点闭合，所述机械开关包括第二公共连接端、常开触点和常闭触点，第二公共连接端可选择地与常开触点或常闭触点闭合，所述常开触点与常开连接触点电性连接，所述常闭触点与常闭连接触点电性连接，所述第二公共连接端与市电中的火线连接，所述第一公共连接端与受控设备连接，所述受控设备与市电中的零线连接。

本发明的有益效果如下：

（一）本发明提供的智能开关与传统机械开关协同控制的双控电路，可以实现传统开关与智能开关对受控灯具的协同控制，智能开关可以兼容传统开关的接线方式，与传统开关协同控制，实现对同一受控设备的控制，如此，在原来的基础上，只需要更换其中一个开关，就可以实现保留多开关控制受控设备和将受开关控制的设备升级智能化控制的目的。

（二）另外，本发明在两个传统机械双控开关一起控制一个负载的控制电路中，将其中任意一个传统机械双控开关升级更换为智能开关以后，另外一个传统机械双控开关仍然可以继续正常使用且无需增加任何零件，智能开关与传统机械双控开关之间也无需额外增加任何布线，降低了改造难度和成本，有利于智能开关的推广和普及。

（三）而且，本发明提供的双控电路方案，不仅可实现一组开关执行器对单个受控设备的双端控制功能，也保留了多组执行器对多个受控设备双端控制的拓展空间，即可在单路设备基础上实现双路、三路以及多路设备等等。其中的每一路都可以实现利用智能开关替换传统机械开关的方式，达到最简单、最便捷、最低成本的智能化升级目的。

（四）还有，本发明通过电流检测子电路来检测电路中是否有电流流过，智能开关便能获知受控设备的工作状态，然后智能开关将受控设备的工作状态信息发送到用户移动终端，方便用户查看和控制受控设备，从而达到智能化控制的目的。

附图说明

图1是本发明智能开关与机械开关的双控电路实施例一的电路简化图。

图2是本发明智能开关与机械开关的双控电路的电路图。

图3是本发明智能开关与机械开关的双控电路实施例二的电路简化图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

实施例一，如图1至图2所示，一种智能开关与机械开关的双控电路，包括整流桥电压转换子电路15、场效应管电压转换子电路16、第一导线10、第二导线11、智能开关1、机械开关2、受控设备3以及用于检测受控设备的工作状态的电流检测子电路，所述智能开关1、机械开关2以及受控设备3依次串联连接，所述场效应管电压转换子电路16电性连接于市电火线与智能开关1之间，所述整流桥电压转换子电路15的输入端与火线连接，所述整流桥电压转换子电路15的电性连接于机械开关与智能开关1之间，所述智能开关1包括主控单元8、无线信号处理单元9和开关执行器6，所述无线信号处理单元9用于接收用户移动终端发送过来的无线信号和发出无线信号到用户移动终端，所述开关执行器6包括电磁线圈5和开关7，所述开关包括第一公共连接端COM1、常开连接触点NO和常闭连接触点NC，所述主控单元8与电磁线圈5电性连接，所述第一公共连接端COM1可选择地与常开连接触点NO或常闭连接触点NC闭合，所述机械开关2包括第二公共连接端COM2、常开触点L1和常闭触点L2，第二公共连接端COM2可选择地与常开触点L1或常闭触点L2闭合，所述常开触点L1与常开连接触点NO电性连接，所述常闭触点L2与常闭连接触点NC电性连接，所述第一公共连接端COM1与市电中的火线L连接，所述第二公共连接端COM2与受控设备连接，所述受控设备与市电中的零线N连接。

作为本发明更具体的技术方案。

所述场效应管电压转换子电路16包括第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻18、第一场效应管Q1以及第二场效应管Q2，所述电流检测子电路包括电流检测端test1、第四电阻、第一电容C13、第二电容C14、光电耦合器U6、TVS二极管D10以及电流检测端test1，所述第一场效应管Q1的栅极与第一电阻R2的一端连接，所述第一场效应管Q1的栅极与第二电阻R3的一端连接，第一电阻R2的另一端与第二电阻R3的另一端并联，所述第一场效应管Q1的漏极与市电中的火线连接，所述第二场效应管Q2的漏极与第一场效应管Q1的源极连接，所述第三电阻18、第四电阻、第一电容C13、TVS二极管D10以及光电耦合器U6的第一输入端和第二输入端并联连接在所述第二场效应管Q2的源极与继电器的第一公共连接端COM1之间，所述光电耦合器U6的第一输出端与电流检测端test1连接，所述光电耦合器U6的第二输出端接地，第二电容C14并联在光电耦合器U6的第一输出端和第二输出端之间，所述主控单元8与电流检测端test1电性连接。

所述开关执行器6是继电器。

所述光电耦合器U6是双极性光电耦合器。

所述受控设备3是灯具。

所述常开连接触点NO与常开触点L1通过第一导线10相连，所述常闭连接触点NC与常闭触点L2通过第二导线11相连。所述整流桥电压转换子电路15的两输出端分别连接于第一导线10和第二导线11上。

本发明的取电的工作原理是：

本发明的智能开关通过单火线与灯具串联取电，从而为智能开关内部的主控单元8和无线信号处理单元9提供稳定供电；本发明的取电情况有两种：

第一种情况，当灯具亮的时候，图2中的信号FEG为低电平，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2截止，市电通过火线接入整流桥电压转换子电路15，零线经灯具，从传统开关线路接入电压转换电路，经过电压转换电路后，供智能开关的主控单元8和无线信号处理单元9使用，智能开关的开关执行器6与传统开关常开常闭合形成通路，光电耦合器的第一输入端的电压比第二输入端的电压高，光电耦合器有电流通过，电流检测端test1反馈电平信号为低电平。

第二种情况，当灯具灭的时候，当图2中的信号FEG为高电平，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2导通，市电经过火线、场效应管电压转换子电路后，流入储能单元（图中未示出）供智能开关的主控单元8和无线信号处理单元9使用，此时，开关执行器6的开关7断开，市电无回路，光电耦合器U6不工作，电流检测端test1反馈电平信号为高电平。

本发明的电流检测子电路的检测受控设备的工作状态的工作原理是：

当市电L10V断开时，即关灯状态下，电路断电，图2中的Relyon_in与Relyon1之间无电流经过，光电耦合器不工作，电流检测端test1输出原始上拉电平（高电平）。

当市电L10V导通时，即开灯状态下，电路通电，图2中的Relyon_in与Relyon1之间有电流经过，在交流电的正半周期，电流从Relyon_in流向Relyon1；在交流电的负半周期，电流从Relyon1流向Relyon_in，无论是正半周期还是负半周期，光电耦合器都可以正常工作，此时光电耦合器U6的第一、第二输出端相当于短路，电流检测端test1的电压被地线拉低，此时输出低电平。

当电流检测子电路检测到电路中有无电流之后，主控单元8从而获知受控设备的工作状态，然后主控单元8通过无线信号处理单元9发送信号到用户的移动终端，用户从而获知受控设备的工作状态，然后进行下一步的操控。

实施例二，如图3所示，实施例二与实施例一的实施方式相似，唯一的不同点在于：所述机械开关2、智能开关1以及受控设备3依次串联连接，所述第二公共连接端COM2与市电中的火线L连接，所述第一公共连接端COM1与受控设备3连接，所述受控设备3与市电中的零线L连接。实施例二与实施例一的工作原理相似，在此不再详细描述。