本发明涉及一种智能开关电路，该电路包括第一电源部分，用于在上电时或所采样的负载电流不大于预设电流值时，通过所述电源管理部分为所述控制部分供电；第二电源部分，用于在负载通电后采样负载电流，并输出至所述控制部分，且在所采样负载电流大于预设电流值时通过所述电源管理部分为所述控制部分供电；控制部分，用于根据接收到的开或关信号驱动开关管部分相应的开或关，并根据所采样的负载电流确定所述控制部分由所述第一电源部分供电或由所述第二电源部分供电.实施本发明的技术方案，在判断采样电流大于预设电流值时，将第二电源部分采样的电流能量转换为电能为控制部分供电，这样，开关管部分的发热损耗就不会很大，使电路良好运行。
1.一种智能开关电路，与负载串联在火线和零线之间，用于控制负载的通断，其特征在于，包括第一电源部分（100）、第二电源部分（200）、电源管理部分（300）、控制部分（400）和开关管部分（500），其中，第一电源部分（100），用于在上电时或所采样的负载电流不大于预设电流值时，通过所述电源管理部分（300）为所述控制部分（400）供电；以及用于采样其输出的电压，并输出至所述控制部分（400）；
第二电源部分（200），用于在负载通电后采样负载电流，并输出至所述控制部分（400），且在所采样负载电流大于预设电流值时通过所述电源管理部分（300）为所述控制部分（400）供电；
控制部分（400），用于根据接收到的开或关信号驱动开关管部分（500）相应的开或关，并根据所采样的负载电流确定所述控制部分（400）由所述第一电源部分（100）供电或由所述第二电源部分（200）供电；以及用于在判断所采样的负载电流大于预设电流值时，控制开关管部分（500）一直开启；在判断所采样的负载电流不大于预设电流值时，根据所述第一电源部分（100）的输出电压控制开关管部分（500）在所述输出电压的过零点开启。
2.根据权利要求1所述的智能开关电路，其特征在于，所述第二电源部分（200）包括电流互感器（T1）、第二整流器（DB2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4），所述电流互感器（T1）的原边第一端接所述负载的一端，所述电流互感器（T1）的原边第二端接所述开关管部分（500），所述电流互感器（T1）副边两端分别接所述第二整流器（DB2）的两输入端，所述第二整流器（DB2）的第一输出端分别连接所述第三二极管（D3）的正极和所述第四二极管（D4）的正极，所述第三二极管（D3）的负极连接所述电源管理部分（300），所述第四二极管（D4）的负极连接所述控制部分（400），所述第二整流器（DB2）的第二输出端接地。
3.根据权利要求2所述的智能开关电路，其特征在于，所述第二电源部分（200）还包括第十二电阻（R12）和第十三电阻（R13），所述第十二电阻（R12）和第十三电阻（R13）串联在所述第四二极管（D4）的负极和地之间，所述第十二电阻（R12）和第十三电阻（R13）的连接点接所述控制部分（400）。
4.根据权利要求2或3任一项所述的智能开关电路，其特征在于，所述开关管部分
（500）包括可控硅（Q5）、光耦（U3）、第十四电阻（R14），所述光耦（U3）的输入端正极通过所述第十四电阻（R14）接高电平，所述光耦（U3）的输入端负极接所述控制部分（400），所述光耦（U3）的输出端正极接所述可控硅（Q5）的控制极，所述光耦（U3）的输出端负极接所述可控硅（Q5）的阴极，所述可控硅（Q5）的阳极接火线，所述可控硅（Q5）的阴极接所述电流互感器（T1）的原边第二端。
5.根据权利要求4所述的智能开关电路，其特征在于，所述第一电源部分（100）包括第一整流器（DB1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、稳压二极管（ZD1）、第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第三三极管（Q3）、第四三极管（Q4）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2），所述第一整流器（DB1）的两输入端分别接所述负载的一端和火线，所述稳压二极管（ZD1）的负极通过所述第一电阻（R1）接所述第一整流器（DB1）的第一输出端，所述第二电阻（R2）连接在所述稳压二极管（ZD1）的负极和所述第一三极管（Q1）的基极之间，所述第一三极管（Q1）的发射极接所述第一整流器（DB1）的第一输出端，所述第一三极管（Q1）的集电极接所述第七电阻（R7）的一端，所述第三电阻（R3）连接在所述第一三极管（Q1）的集电极和所述第二三极管（Q2）的基极之间，所述第二三极管（Q2）的集电极通过所述第四电阻（R4）接所述第一整流器（DB1）的第一输出端，所述第三三极管（Q3）的基极连接所述第二三极管（Q2）的集电极，所述第三三极管（Q 3）的集电极通过所述第六电阻（R6）接所述第四三极管（Q4）的基极，所述第四三极管（Q4）的发射极接所述第一整流器（DB1）的第一输出端，所述第五电阻（R5）连接在所述第四三极管（Q4）的发射极和所述第三三极管（Q3）的集电极之间，所述第一整流器（DB1）的第二输出端、所述稳压二极管（ZD1）的正极、所述第七电阻（R7）的另一端、所述第二三极管（Q2）的发射极、所述第三三极管（Q3）的发射极分别接地，所述第一二极管（D1）的正极和所述第二二极管（D2）的正极分别连接所述第四三极管（Q4）的集电极，所述第一二极管（D1）的负极连接所述电源管理部分（300），所述第二二极管（D2）的负极连接所述控制部分（400）。
6.根据权利要求5所述的智能开关电路，其特征在于，所述电源管理部分（300）包括稳压芯片（U1），所述稳压芯片（U1）的输入端连接所述第一二极管（D1）的负极和所述第三二极管（D3）的负极，所述稳压芯片（U1）的输出端接所述控制部分（400）。
7.根据权利要求6所述的智能开关电路，其特征在于，所述控制部分（400）包括单片机（U2）、按键（S1）和通信芯片（U3），所述单片机（U2）的电源端接所述稳压芯片（U1）的输出端，所述单片机（U2）的第一输入端接所述第二二极管（D2）的负极，所述单片机（U2）的第二输入端接第四二极管（D4）的负极，所述单片机（U2）的第一输出端接所述光耦（U3）的输入端负极，所述按键（S1）连接在所述单片机（U2）的第三输入端和地之间，所述通信芯片（U3）的两输出端连接所述单片机（U2）的第四输入端和第五输入端之间。
8.根据权利要求7所述的智能开关电路，其特征在于，所述通信芯片（U3）为RF通信芯片或IR通信芯片。
一种智能开关电路
技术领域
[0001] 本发明涉及电子技术，更具体地说，涉及一种智能开关电路。
背景技术
[0002] 目前，墙壁开关广泛用于控制电灯、吊扇等负载开和关。如图1所示，市面上的墙壁开关一般都是单线控制的，开关S11与负载L1串联在火线L和零线N之间，这种开关是最节省布线的，但不适合智能开关。如图2示出的现有技术的智能开关的电路图中，上电时直流电源U11为单片机U12供电，当单片机接收到“开”的命令时，单片机U12通过控制三极管Q15使可控硅Q11导通，可控硅Q11在开启工作时，其上会产生30V-50V的电压，并用该电压为单片机U12供电。然而，当负载L1的功率加大时，流过可控硅Q11的电流会变大，从而使可控硅Q11的损耗发热会变大，另外，在电路的负载L1增大时，可控硅Q11不在过零点开启，会产生强的开关干扰，从而影响电路运行。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述负载功率大时，智能开关损耗发热大的缺陷，提供一种智能开关电路，能减小损耗发热。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能开关电路，与负载串联在火线和零线之间，用于控制负载的通断，包括第一电源部分、第二电源部分、电源管理部分、控制部分和开关管部分，其中，
[0005] 第一电源部分，用于在上电时或所采样的负载电流不大于预设电流值时，通过所述电源管理部分为所述控制部分供电；
[0006] 第二电源部分，用于在负载通电后采样负载电流，并输出至所述控制部分，且在所采样负载电流大于预设电流值时通过所述电源管理部分为所述控制部分供电；
[0007] 控制部分，用于根据接收到的开或关信号驱动开关管部分相应的开或关，并根据所采样的负载电流确定所述控制部分由所述第一电源部分供电或由所述第二电源部分供电。
[0008] 在本发明所述的智能开关电路中，所述第一电源部分还用于采样其输出的电压，并输出至所述控制部分。
[0009] 在本发明所述的智能开关电路中，所述控制部分还用于在判断所采样的负载电流大于预设电流值时，控制开关管部分一直开启；在判断所采样的负载电流不大于预设电流值时，根据所述第一电源部分的输出电压控制开关管部分在所述输出电压的过零点开启。
[0010] 在本发明所述的智能开关电路中，所述第二电源部分包括电流互感器T、第二整流器B、第三二极管、第四二极管，所述电流互感器T的原边第一端接所述负载的一端，所述电流互感器的原边第二端接所述开关管部分，所述电流互感器T副边两端分别接所述第二整流器的两输入端，所述第二整流器B的第一输出端分别连接所述第三二极管的正极和所述第四二极管的正极，所述第三二极管的负极连接所述电源管理部分，所述第四二极管的负极连接所述控制部分，所述第二整流器的第二输出端接地。
[0011] 在本发明所述的智能开关电路中，所述第二电源部分还包括第十二电阻和第十三电阻，所述第十二电阻和第十三电阻串联在所述第四二极管的负极和地之间，所述第十二电阻和第十三电阻的连接点接所述控制部分。
[0012] 在本发明所述的智能开关电路中，所述开关管部分包括可控硅、光耦、第十四电阻，所述光耦的输入端正极通过所述第十四电阻接高电平，所述光耦的输入端负极接所述控制部分，所述光耦的输出端正极接所述可控硅的控制极，所述光耦的输出端负极接所述可控硅的阴极，所述可控硅的阳极接火线，所述可控硅的阴极接所述电流互感器T的原边第二端。
[0013] 在本发明所述的智能开关电路中，所述第一电源部分包括第一整流器B、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十电阻、第十一电阻、稳压二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一二极管、第二二极管，所述第一整流器的两输入端分别接所述负载的一端和火线，所述稳压二极管的负极通过所述第一电阻接所述第一整流器的第一输出端，所述第二电阻连接在所述稳压二极管的负极和所述第一三极管的基极之间，所述第一三极管的发射极接所述第一整流器的第一输出端，所述第一三极管的集电极接所述第七电阻的一端，所述第三电阻连接在所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的基极之间，所述第二三极管的集电极通过所述第四电阻接所述第一整流器的第一输出端，所述第三三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第三三极管的集电极通过所述第六电阻接所述第四三极管的基极，所述第四三极管的发射极接所述第一整流器的第一输出端，所述第五电阻连接在所述第四三极管的发射极和所述第三三极管的集电极之间，所述第一整流器的第二输出端、所述稳压二极管的正极、所述第七电阻的另一端、所述第二三极管的发射极、所述第三三极管的发射极分别接地，所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极分别连接所述第四三极管的集电极，所述第一二极管的负极连接所述电源管理部分，所述第二二极管的负极连接所述控制部分。
[0014] 在本发明所述的智能开关电路中，所述电源管理部分包括稳压芯片，所述稳压芯片的输入端连接所述第一二极管的负极和所述第三二极管的负极，所述稳压芯片的输出端接所述控制部分。
[0015] 在本发明所述的智能开关电路中，所述控制部分包括单片机、按键和通信芯片，所述单片机的电源端接所述稳压芯片的输出端，所述单片机的第一输入端接所述第二二极管的负极，所述单片机的第二输入端接第四二极管的负极，所述单片机的第一输出端接所述光耦的输入端负极，所述按键连接在所述单片机的第三输入端和地之间，所述通信芯片的两输出端连接所述单片机的第四输入端和第五输入端之间。
[0016] 在本发明所述的智能开关电路中，所述通信芯片为RF通信芯片或IR通信芯片。
[0017] 实施本发明的智能开关电路，在上电时，由第一电源部分通过电源管理部分为控制部分供电，当控制部分接收到开的输入信号时，控制部分控制开关管部分开启，这时第二电源部分采样负载电流，控制部分根据该采样电流，并在判断采样电流大于预设电流值时，将第二电源部分采样的电流能量转换为电能为控制部分供电，这样，开关管部分的发热损耗就不会很大，使电路良好运行；在判断采样电流不大于预设电流值时，由第一电源部分通过电源管理部分为控制部分供电。
[0018] 另外，在负载较大时，即负载电流不大于预设电流值时，控制部分根据第一电源部分所采样的输出电压，控制开关管部分在该输出电压的过零点的时刻开启，就不会产生强的开关干扰，使电路良好运行。
附图说明
[0019] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0020] 图1是现有技术的一种开关电路的电路图；
[0021] 图2是现有技术的一种智能开关电路的电路图；
[0022] 图3是本发明智能开关与负载电路实施例一的逻辑图；
[0023] 图4是本发明智能开关与负载电路实施例二的逻辑图；
[0024] 图5是本发明智能开关电路实施例一的电路图。
具体实施方式
[0025] 如图3所示，在本发明的智能开关与负载电路实施例一的逻辑图中，该智能开关与负载电路包括负载和与负载串联的智能开关电路，该智能开关电路用于控制负载的通、断电，该智能开关电路包括第一电源部分100、第二电源部分200、电源管理部分300、控制部分400和开关管部分500，其中，第一电源部分100用于在上电时或采样的负载电流不大于预设电流值时，通过电源管理部分300为控制部分500供电；第二电源部分200用于在负载通电后采样负载电流，并输出至控制部分400，且在所采样负载电流大于预设电流值时通过电源管理部分300为控制部分400供电；控制部分400用于根据接收到的开或关信号驱动开关管部分500相应的开或关，以实现负载的通电或断电，并根据所采样的负载电流确定控制部分400由第一电源部分100供电或由第二电源部分200供电。
[0026] 如图2所示，在本发明的智能开关与负载电路实施例二的逻辑图中，该智能开关与负载电路包括负载和与负载串联的智能开关电路，且智能开关电路用于控制负载的通、断电，该智能开关电路包括第一电源部分100、第二电源部分200、电源管理部分300、控制部分400和开关管部分500，其中，该实施例中的第一电源部分100、第二电源部分200、电源管理部分300、控制部分400和开关管部分500与实施例一中第一电源部分100、第二电源部分200、电源管理部分300、控制部分400和开关管部分500的相同地方，在此不做赘述，以下仅说明其不同的地方，第一电源部分100还用于采样其输出的电压，并输出至控制部分400；控制部分400还用于在判断所采样的负载电流大于预设电流值时，控制开关管部分500一直开启；在判断所采样的负载电流不大于预设电流值时，根据第一电源部分100的输出电压控制开关管部分500在输出电压的过零点开启。
[0027] 在图3示出的本发明的智能开关电路实施例一的电路图中，该智能开关包括第一电源部分100、第二电源部分200、电源管理部分300、控制部分400和开关管部分500，以下将结合图3详细说明每一部分及其功能：
[0028] 在第一电源部分100中，整流器DB1的两输入端分别接负载的一端A1和火线A2，稳压二极管ZD1的负极通过电阻R1接整流器DB1的第一输出端，电阻R2连接在稳压二极管ZD1的负极和三极管Q1的基极之间，三极管Q1的发射极接整流器DB1的第一输出端，三极管Q1的集电极接电阻R7的一端，电阻R3连接在三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极之间，三极管Q2的集电极通过电阻R4接整流器DB1的第一输出端，三极管Q3的基极连接三极管Q2的集电极，三极管Q3的集电极通过电阻R6接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接整流器DB1的第一输出端，电阻R5连接在三极管Q4的发射极和三极管Q3的集电极之间，整流器DB1的第二输出端、稳压二极管ZD1的正极、电阻R7的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极分别接地，二极管D1的正极连接三极管Q4的集电极，二极管D1的负极连接电源管理部分300，二极管D2的正极连接三极管Q4的集电极，二极管D2的负极连接控制部分400。
[0029] 在第二电源部分200中，电流互感器T1的原边第一端接负载的一端A1，电流互感器T1的原边第二端接开关管部分500，电流互感器T1副边两端分别接整流器DB2的两输入端，整流器DB2的第一输出端分别接二极管D3的正极和二极管D4的正极，二极管D3的负极连接电源管理部分300，电阻R12和电阻R13串联在二极管D4的负极和地之间，电阻R12和电阻R13的连接点接控制部分400，电阻R12和电阻R13起分压作用，避免烧坏控制部分400，整流器DB2的第二输出端接地。
[0030] 在电源管理部分300中，稳压芯片U1的输入端连接二极管D1的负极和二极管D3的负极，稳压芯片U1的输出端接控制部分400。
[0031] 在控制部分400中，单片机U2的电源端接稳压芯片U1的输出端，单片机U2的第一输入端接二极管D2的负极，单片机U2的第二输入端接二极管D4的负极，按键S1连接在单片机U2的第三输入端和地之间，通信芯片U3的两输出端连接单片机U2的第四输入端和第五输入端之间。
[0032] 在开关管部分500中，光耦U3的输入端正极通过电阻R14接高电平，光耦U3的输入端负极接单片机U2的第一输出端，光耦U3的输出端正极接可控硅Q5的控制极，光耦U3的输出端负极通过电阻R8、R9接可控硅Q5的阴极，可控硅Q5的阳极接火线端A2，可控硅Q5的阴极接电流互感器T1的原边第二端。
[0033] 该智能开关电路的工作原理为：在上电时，整流器DB1将火线和零线之间的交流电压转换为直流电压，该直流电压经稳压、滤波后，一路通过稳压芯片U1稳压后给单片机U2供电，一路输出至单片机U2的第一输入口，单片机U2根据其第一输入口的输入电压检测第一电源部分输出的电压的状态，这样整个系统就工作了。当单片机U2接收到开的输入信号后，该输入信号可来自按键S1或通信芯片U3，通信芯片U3可以是RF通信芯片或IR通信芯片，单片机U2控制其第一输出口输出低电平，光耦U3导通，进而可控硅Q5导通，整个电路形成闭合的回路，负载开始工作，电流互感器T1采样负载电流，并经整流器DB2整流后，一路经二极管D3滤波后输出至稳压芯片U1的输入端，一路经二极管D4滤波后输出至单片机U2的第二输入端，单片机U2根据其第二输入端输入的电压判断所采样的负载电流是否超过预设值，例如0.5A，若超过，则单片机U2通过其第一输出口控制可控硅Q5一直导通，此时，由电流互感器T1输出的电能为单片机U2供电，这样，可控硅Q5的发热损耗就不会很大；若所采样的负载电流没有超过预设电流值，说明负载很大，则单片机U2根据所检测的第一电源部分输出的电压状态，通过其第一输出口控制可控硅Q5在该输出电压的过零点开启，这样就不会产生强的开关干扰，使电路运行良好，此时，由第一电源部分为单片机U2供电。当单片机U2接收到关的输入信号时，同样地，该输入信号可来自按键S1或通信芯片U3，单片机U2通过控制其第一输出口控制可控硅Q5断开，负载停止工作，此时，由第一电源部分为单片机U2供电。
[0034] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，例如，图3示出的实施例中的三极管可替换为场效应管。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
