一种单火线开关及单火线开关的控制器供电方法

摘要

本发明公开了一种单火线开关及单火线开关的控制器供电方法，涉及智能开关技术领域，该单火线开关包括：继电器，其连接在火线与负载之间；控制器，其与所述继电器连接，用于输出第一控制信号，以控制所述继电器的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；闭态取电电路，其连接在所述火线与所述控制器之间，用于根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器供电。本发明的有益效果是：不仅能够在火线处于等电位的情况下进行单火线取电，以维持单火线开关的工作，而且不会影响到负载的正常工作。

权利要求

1.一种单火线开关，其特征在于，包括：

继电器，其连接在火线与负载之间；

控制器，其与所述继电器连接，用于输出第一控制信号，以控制所述继电器的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；

闭态取电电路，其连接在所述火线与所述控制器之间，用于根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器供电；

所述闭态取电电路包括：

取电单元，其连接所述火线和所述控制器，用于根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差；

供电单元，其连接所述取电单元和所述控制器，用于在所述负载与所述火线的连接连通时，利用所述取电单元建立的电势差为所述控制器供电；

所述取电单元包括：

场效应管，所述场效应管的漏极与所述火线的输入端连接，所述场效应管的源极与所述继电器的火线输入端连接，且所述场效应管的栅极与所述控制器的信号输出端连接，以接收所述控制器输出的第二控制信号；其中，所述第二控制信号设置成，使得所述场效应管和所述继电器的两端的电压能够形成周期性的截止角。

2.根据权利要求1所述的单火线开关，其特征在于，所述第二控制信号包括PWM信号。

3.根据权利要求1所述的单火线开关，其特征在于，所述场效应管包括N沟道型场效应管。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的单火线开关，其特征在于，所述供电单元包括：电容，所述电容的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容的第二端与所述继电器的火线输出端连接，且所述电容的第一端以及第二端分别与所述控制器的供电端连接，以向所述控制器供电。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的单火线开关，其特征在于，所述供电单元包括：电容，所述电容的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容的第二端与所述继电器的火线输出端连接；

稳压器，所述稳压器的第一输入端和第二输入端与所述电容的第一端和第二端分别连接，所述稳压器的输出端与所述控制器的供电端连接。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的单火线开关，其特征在于，所述供电单元包括：续流二极管，所述续流二极管的阳极与所述火线的输入端连接；

电容，所述电容的第一端与所述续流二极管的阴极连接，所述电容的第二端与所述继电器的火线输出端连接；

稳压器，所述稳压器的第一输入端和第二输入端与所述电容的第一端和第二端分别连接，所述稳压器的输出端与所述控制器的供电端连接。

7.一种单火线开关的控制器供电方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至6中任一项所述的单火线开关，所述方法包括：利用所述控制器输出第一控制信号控制所述继电器的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；

利用所述闭态取电电路根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器供电。

8.根据权利要求7所述的单火线开关的控制器供电方法，其特征在于，所述第二控制信号包括PWM信号。

说明书

一种单火线开关及单火线开关的控制器供电方法

技术领域

[0001] 本发明属于智能开关技术领域，尤其涉及一种单火线开关及单火线开关的控制器供电方法。

背景技术

[0002] 随着智能家居的不断普及，越来越多的家庭开始使用智能面板开关。目前，市面上存在两种智能面板开关，零火线面板开关和单火线面板开关。其中，零火线面板开关由零线和火线两根线供电，单火线面板开关则在一根火线上取电。然而，要使用零火线面板开关，则需要重新布线，耗时耗力并且成本高，从而大多数人采用单火线面板开关，直接替换老式面板开关。但是，智能面板开关在只有火线的情况下，如何取电供智能面板开关正常工作又不影响负载的供电成为智能面板开关开发的难点之一。

发明内容

[0003] 本发明正是基于上述技术问题，提出了一种能够在单火线为等电位的情况下，进行单火线取电，以为该单火线开关进行供电的单火线开关及单火线开关的控制器供电方法。

[0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种单火线开关，包括：

[0005] 继电器，其连接在火线与负载之间；

[0006] 控制器，其与所述继电器连接，用于输出第一控制信号，以控制所述继电器的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；

[0007] 闭态取电电路，其连接在所述火线与所述控制器之间，用于根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器供电。

[0008] 进一步，所述闭态取电电路包括：

[0009] 取电单元，其连接所述火线和所述控制器，用于根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差；

[0010] 供电单元，其连接所述取电单元和所述控制器，用于在所述负载与所述火线的连接连通时，利用所述取电单元建立的电势差为所述控制器供电。

[0011] 进一步，所述取电单元包括：

[0012] 场效应管，所述场效应管的漏极与所述火线的输入端连接，所述场效应管的源极与所述继电器的火线输入端连接，且所述场效应管的栅极与所述控制器的信号输出端连接，以接收所述控制器输出的第二控制信号；其中，所述第二控制信号设置成，使得所述场效应管和所述继电器的两端的电压形成周期性的截止角。

[0013] 进一步，所述第二控制信号包括PWM信号。

[0014] 进一步，所述场效应管包括N沟道型场效应管。

[0015] 根据本发明的一个实施例，所述供电单元包括：

[0016] 电容，所述电容的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容的第二端与所述继电器的火线输出端连接，且所述电容的第一端以及第二端分别与所述控制器的供电端连接，以向所述控制器供电。

[0017] 根据本发明的另一实施例，所述供电单元包括：

[0018] 电容，所述电容的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容的第二端与所述继电器的火线输出端连接；

[0019] 稳压器，所述稳压器的第一输入端和第二输入端与所述电容的第一端和第二端分别连接，所述稳压器的输出端与所述控制器的供电端连接。

[0020] 根据本发明的又一实施例，所述供电单元包括：

[0021] 续流二极管，所述续流二极管的阳极与所述火线的输入端连接；

[0022] 电容，所述电容的第一端与所述续流二极管的阴极连接，所述电容的第二端与所述继电器的火线输出端连接；

[0023] 稳压器，所述稳压器的第一输入端和第二输入端与所述电容的第一端和第二端分别连接，所述稳压器的输出端与所述控制器的供电端连接。

[0024] 第二方面，本发明实施例还提供了一种单火线开关的控制器供电方法，所述方法应用上述的单火线开关，所述方法包括：

[0025] 利用所述控制器输出第一控制信号控制所述继电器的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；

[0026] 利用所述闭态取电电路根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器供电。

[0027] 进一步，所述第二控制信号包括PWM信号。

[0028] 根据本发明实施例提供的一种单火线开关及单火线开关的控制器供电方法，通过所述闭态取电电路，在所述负载与所述火线的连接连通时，根据所述控制器输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，以利用所述电势差为所述控制器供电。可见，本发明实施例提供的一种单火线开关及单火线开关的控制器供电方法，不仅能够在火线处于等电位的情况下进行单火线取电，以维持单火线开关的工作，而且不会影响到负载的正常工作。

附图说明

[0029] 通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：

[0030] 图1示出了本发明实施例一提出的单火线开关的组成示意图；

[0031] 图2示出了图1所示提出的单火线开关的闭态取电电路的组成示意图；

[0032] 图3示出了图2所示闭态取电电路的取电单元的结构示意图；

[0033] 图4示出了图3所示闭态取电电路的供电单元的一种结构示意图；

[0034] 图5示出了图3所示闭态取电电路的供电单元的又一种结构示意图；

[0035] 图6示出了图3所示闭态取电电路的供电单元的另一种结构示意图；

[0036] 图7示出了图6所示单火线开关中的闭态取电电路的工作原理示意图。

具体实施方式

[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

[0038] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0039] 实施例一

[0040] 根据本发明的实施例，提供了一种单火线开关，图1示出了本发明实施例一提出的一种单火线开关的结构示意图，如图1所示，一种单火线开关，包括：

[0041] 继电器10，其连接在火线与负载之间；

[0042] 控制器20，其与所述继电器10连接，用于输出第一控制信号，以控制所述继电器10的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；

[0043] 闭态取电电路30，其连接在所述火线与所述控制器20之间，用于根据所述控制器20输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器20供电。

[0044] 这里，所述负载连接在火线与零线之间，所述继电器10则连接在火线与负载的连线之间，用于控制所述火线与所述负载的连接的通断；所述控制器20的信号输出端则与所述继电器10的信号输入端连接，以控制所述继电器10的开合，进而通过所述继电器10的开合控制所述负载与所述火线的连接的通断。

[0045] 其中，在继电器10处于闭合状态时，即负载连通火线处于工作状态时，火线上的电位是相等的。由于没有电势差，导致在火线上无法直接进行取电，以给单火线开关供电。通过所述闭态取电电路30，在所述继电器10处于闭合状态时，在所述火线上建立电势差，从而利用该电势差为所述控制器20供电，以使单火线开关的工作不被影响。

[0046] 在本实施例中，通过所述闭态取电电路30，能够在火线处于等电位的情况下，进行单火线取电，以从火线上取电为所述控制器20供电。不仅能够在火线处于等电位的情况下进行单火线取电，以维持单火线开关的工作，而且不会影响到负载的正常工作。

[0047] 图2示出了本发明实施例二提出的单火线开关的闭态取电电路的组成示意图。如图2所示，所述闭态取电电路30包括：

[0048] 取电单元301，其连接所述火线和所述控制器20，用于根据所述控制器20输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差；

[0049] 供电单元302，其连接所述取电单元301和所述控制器20，用于在所述负载与所述火线的连接连通时，利用所述取电单元301建立的电势差为所述控制器20供电。

[0050] 这里，所述取电单元301接收到所述控制器20输出的第二控制信号后，在所述火线上建立电势差。使得火线在等电位的情况下，通过所述取电单元301能够在所述火线上建立用于取电的电势差。然后所述供电单元302利用所述取电单元301建立的电势差为所述控制器20供电，使得所述单火线开关能够在火线等电位的情况下进行取电。

[0051] 图3示出了图2所示闭态取电电路的取电单元的结构示意图。如图3所示，所述取电单元301可以包括：

[0052] 场效应管Q，所述场效应管Q的漏极与所述火线的输入端连接，所述场效应管Q的源极与所述继电器10的火线输入端连接，且所述场效应管Q的栅极与所述控制器20的信号输出端连接，以接收所述控制器20输出的第二控制信号；其中，所述第二控制信号设置成，使得所述场效应管Q和所述继电器10的两端的电压能够形成周期性的截止角。

[0053] 这里，所述场效应管Q的栅极在接收控制器20输出的第二控制信号后，所述场效应管Q导通，使得所述场效应管Q和所述继电器10的两端的电压能够形成周期性的截止角，从而建立电势差。即根据所述第二控制信号将所述场效应管Q进行导通，通过场效应管Q中的寄生二极管D，形成周期性截止角，从而产生电势差。

[0054] 值得说明的是，所述第二控制信号可以是PWM信号，即所述控制器20的信号输出端输出PWM信号，进而通过所述PWM信号控制所述场效应管Q的通断。其中，所述场效应管Q可以是N沟道型场效应管Q。

[0055] 图4示出了图3所示闭态取电电路的供电单元的一种结构示意图。在一个可选的实施方式中，如图4所示，所述供电单元302包括：

[0056] 电容C，所述电容C的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容C的第二端与所述继电器10的火线输出端连接，且所述电容C的第一端以及第二端分别与所述控制器20的供电端连接，以向所述控制器20供电。

[0057] 这里，所述电容C的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容C的第二端与所述继电器10的火线输出端连接，使得所述取电单元301在所述火线上建立电势差后，所述电容C能够上电，进而通过电容C给所述控制器20供电。

[0058] 图5示出了图3所示闭态取电电路的供电单元的又一种结构示意图。在另一个实施方式中，如图5所示，所述供电单元302可以包括：

[0059] 电容C，所述电容C的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容C的第二端与所述继电器10的火线输出端连接；

[0060] 稳压器，所述稳压器的第一输入端和第二输入端与所述电容C的第一端和第二端分别连接，所述稳压器的输出端与所述控制器20的供电端连接。

[0061] 这里，所述电容C的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容C的第二端与所述继电器10的火线输出端连接，使得所述取电单元301在所述火线上建立电势差后，所述电容C能够上电，进而通过所述稳压器给所述控制器20供电。

[0062] 这里，由于控制器20是有一个工作电压的，通常是12V的直流电压。通过所述稳压器来控制输入所述控制器20的电压，能够使得电容C输出的电压稳定维持在控制器20的工作电压上，以使得控制器20能够维持稳定工作。其中，所述稳压器的输出电压根据实际情况设置。

[0063] 图6示出了图3所示闭态取电电路的供电单元的另一种结构示意图。在另一个实施方式中，如图6所示，所述供电单元302可以包括：

[0064] 续流二极管D，所述续流二极管D的阳极与所述火线的输入端连接；

[0065] 电容C，所述电容C的第一端与所述续流二极管D的阴极连接，所述电容C的第二端与所述继电器10的火线输出端连接；

[0066] 稳压器，所述稳压器的第一输入端和第二输入端与所述电容C的第一端和第二端分别连接，所述稳压器的输出端与所述控制器20的供电端连接。

[0067] 这里，所述电容C的第一端与所述火线的输入端连接，所述电容C的第二端与所述继电器10的火线输出端连接，使得所述取电单元301在所述火线上建立电势差后，所述电容C能够上电，进而通过所述稳压器给所述控制器20供电。

[0068] 由于控制器20是有一个工作电压的，通常是12V的直流电压。通过所述稳压器来控制输入所述控制器20的电压，能够使得电容C输出的电压稳定维持在控制器20的工作电压上，以使得控制器20能够维持稳定工作。其中，所述稳压器的输出电压根据实际情况设置。

[0069] 其中，该续流二极管D在电路结构中起到续流作用。在断电时，场效应管Q、继电器10、稳压器之间会形成回路，能够使得继电器10中的线圈存储的能量能够安全放完，使得电路结构不被损坏。

[0070] 图7示出了图6所示单火线开关中的闭态取电电路的工作原理示意图。下面结合图4对上述实施例的电路结构进行进一步的说明，如图4所示，在火线与零线间的波形1的正半轴上，当所述场效应管Q导通之后，场效应管Q的电流波形如波形4，使得场效应管Q与继电器
10的两端的电压形成周期性的截止角，其过程如继电器10与场效应管Q间的波形2；在火线与零线间的波形1的负半轴上，电流通过场效应管Q中的寄生二极管D，该寄生二极管D的过程如波形5,；在续流二极管D的作用下，场效应管Q、继电器10、稳压器之间形成回路，在电容C将交流波形过滤掉，该交流过程如波形3，然后给稳压器供电，稳压器给控制器20供电。

[0071] 实施例二

[0072] 根据本发明的实施例，还提供了一种单火线开关的控制器供电方法，所述方法应用于如上述实施例任一项所述的单火线开关，所述方法包括：

[0073] 利用所述控制器20输出第一控制信号控制所述继电器10的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断；

[0074] 利用所述闭态取电电路30根据所述控制器20输出的第二控制信号在所述火线上建立电势差，并在所述负载与所述火线的连接连通时利用所述电势差为所述控制器20供电。

[0075] 这里，在所述控制器20接收到触发信号，所述触发信号用于控制所述单火线开关的继电器10将火线与负载的连接的通断。所述控制器20输出第一控制信号控制所述继电器10的开合状态，从而控制所述负载与所述火线的连接的通断。

[0076] 在所述控制器20输出第二控制信号，以根据所述第二控制信号控制所述单火线开关的闭态取电电路30在所述火线上获取电势差，并利用所述电势差为所述控制器20供电。

[0077] 在一个可选的实施方式中，所述控制器20输出的所述第二控制信号可以是PWM信号。所述控制器20输出所述PWM信号，所述闭态取电电路30接收到所述PWM信号后，在火线上建立电势差，以根据所述电势差为所述控制器20进行供电。

[0078] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。