一種單火線開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及開關技術領域，尤其涉及一種單火線開關。
【背景技術】
[0002]隨著網絡技術的不斷成熟以及智能硬件的迅速發展，在日常生活中涌現出越來越多的智能設備，大大提升了家居的安全性、便利性以及舒適性，也引起了用戶對智能家居的廣泛關注。
[0003]在傳統家居中，通常使用機械式墻面開關來實現對用電設備的控制，而在智能家居中，通過以電子式開關替代傳統的機械墻壁開關，電子式開關一般具有遙控或自動控制功能，可實現設備的智能化控制。電子式墻面開關通常包含以下幾部分:電源單元、控制單元、繼電器單元。其中，電源單元持續給控制單元和繼電器單元提供低壓直流電源。繼電器單元包含機械繼電器或電子固態繼電器，在控制單元的控制信號作用下，實現被控制回路的通電或斷電。而控制單元無論在通電還是斷電狀態，都必須持續由電源單元供電。
[0004]然而，家庭用電大多為單火線布線，在升級實現智能化改造時往往要求新電子開關能直接代換舊有的機械墻壁開關，更換時無需重新布線。因此新型開關必須采用單線制的單火線(只有單根火線進/出，不需要零線)開關，單火線開關中電源單元必須在只有單火線環境下，持續為其余單元供電。
[0005]現有技術中，單火線開關中的電源單元簡稱為“單火電源”，它包括通電取電單元和斷電取電單元。開關打開、用電設備通電時，通電取電單元通過可控硅或M0S管控制用電設備的導通角，從而使得交流電在每個周期中，都有微小的時間段在給單火電源的電容充電，而其余大部分時間電流直接通過用電設備，單火電源的電容放電給其余電路供電。開關關閉、用電設備斷電時，仍有微弱的電流流過單火電源和用電設備，從而驅動斷路取電單元為其余電路供電。此時，用電設備不能徹底斷路，而是持續有微小的電流流過，給用電安全造成了很大隱患。同時，如果用電設備是節能燈類燈具，微弱的電流會使節能燈鎮流器間歇性工作，引發節能燈微弱得閃爍，無法關閉。
[0006]因此，迫切需要提出一種避免上述情況的新型的單火線開關。

【發明內容】

[0007]為此，本發明提供一種單火線開關，以力圖解決或者至少緩解上面存在的至少一個問題。
[0008]根據本發明的一個方面，提供了一種單火線開關，適于連接在火線與負載之間，包括:與火線進線連接的輸入端(TPD ;與負載連接的輸出端(TP2);連接在輸入端(TPJ與輸出端(TP2)之間的通電取電單元，包括主開關電路、觸發電路和取電電路，該主開關電路包括主開關，適于根據主開關的通斷控制負載的通斷，該觸發電路包括主開關觸發器，適于觸發主開關的通斷，所述取電電路適于根據主開關電路和觸發電路的通斷控制向電池管理單元和控制單元的供電；與通電取電單元電壓輸出端連接的電池管理單元，包括電池充放電電路和電池組，該電池充放電電路適于當取電電路向其供電時向電池組充電，電池組適于當電池充放電電路停止充電時向控制單元供電；以及分別與通電取電單元電壓輸出端和電池管理單元電壓輸出端連接的控制單元，該控制單元的控制信號端與通電取電單元控制信號端連接，該控制信號指示主開關觸發器的通斷。
[0009]可選地，在根據本發明的單火線開關中，主開關為雙向可控硅(QD，主開關觸發器為光親可控娃(u2)，光親可控娃(U2)由雙向可控娃(Q2)和發光二極管(LED:)構成。
[0010]可選地，在根據本發明的單火線開關中，主開關電路包括雙向可控硅(QD、自恢復保險絲(FRJ、第二電阻(R2)和第二電感(L2)，雙向可控硅(QJ的第一陽極T1分別與輸入端(ΤΡ^、第二電感(L2)、第二電阻(R2)連接，第二電感(L2)的另一端接地，第二電阻(R2)的另一端與雙向可控硅(QD的第二陽極(T2)連接，該雙向可控硅(QD的第二陽極(T2)還串聯自恢復保險絲(FR)后與輸出端(ΤΡ2)連接。
[0011 ] 可選地，在根據本發明的單火線開關中，觸發電路包括光耦可控硅(U2)、第一電阻況)、第三電阻(?)和穩壓二極管(?)，主開關電路中雙向可控硅(QD的觸發極G與觸發電路中穩壓二極管(?)正極連接，穩壓二極管(D2)負極串聯第三電阻(R3)后、與光耦可控硅(U2)中雙向可控硅(Q2)的一陽極連接，雙向可控硅(Q2)的另一陽極與雙向可控硅(QD的第二陽極(T2)連接，光耦可控硅(U2)中發光二極管(LED)正極與通電取電單元控制信號端連接，發光二極管(LED)負極接地，第一電阻(R1)連接在雙向可控硅(QD的第一陽極(?\)和第二陽極(T2)之間。
[0012]可選地，在根據本發明的單火線開關中，取電電路包括整流二極管(DD和第一電容沁)，所述觸發電路中穩壓二極管(D2)負極串聯第三電阻(R3)后、還與取電電路中整流二極管正極連接，整流二極管(DJ負極與第一電容(Q)正極連接，該第一電容(Q)正極還與通電取電單元電壓輸出端連接，第一電容(Q)負極接地。
[0013]可選地，在根據本發明的單火線開關中，通電取電單元還包括第一穩壓電路，第一穩壓電路包括第一電感仏上第二電容(C2)、第三電容(C3)和降壓芯片饑)，取電電路中第一電容(Q)正極與第一電感(D連接，第一電感(D的另一端與降壓芯片(?)的輸入引腳連接，降壓芯片(?)的輸入引腳串聯第二電容(C2)后接地，降壓芯片(?)的輸出引腳和第三電容(C3)均與通電取電單元電壓輸出端連接，降壓芯片(?)的接地引腳和第三電容(C3)的另一端均接地。
[0014]可選地，在根據本發明的單火線開關中，電池管理單元中電池充放電電路包括電池芯片(U4)和第四電阻(R4)，通電取電單元電壓輸出端與電池芯片(U4)的輸入引腳連接，電池芯片(U4)的PROG引腳串聯第四電阻(R4)后接地，電池芯片(U4)的電池引腳與電池組正極連接，該電池組正極還與電池管理單元電壓輸出端連接，電池組負極接地。
[0015]可選地，在根據本發明的單火線開關中，還包括第二穩壓電路，控制單元與第二穩壓電路的電壓輸出端連接，第二穩壓電路包括二極管Φ3)、二極管(D4)、第四電容(C4)、第五電容(C5)、第六電容(C6)和降壓芯片(U3)，二極管(D3)和(D4)正極分別與通電取電單元電壓輸出端和電池管理單元電壓輸出端連接，負極均與降壓芯片(U3)輸入引腳連接，第四電容(C4)連接在降壓芯片(u3)輸入引腳與地端之間，第六電容(c6)連接在降壓芯片(u3)輸出引腳與地端之間，第五電容(C5)正極與降壓芯片(u3)輸出引腳連接，負極接地，降壓芯片(u3)輸出引腳還與第二穩壓電路的電壓輸出端連接。
[0016]可選地，在根據本發明的單火線開關中，通電取電單元輸出電壓為5V直流電壓。
[0017]可選地，在根據本發明的單火線開關中，第二穩壓電路輸出電壓為3.3V直流電壓。
[0018]根據本發明的單火線開關方案，不再需要傳統的斷電取電單元，取而代之的是電池管理單元。這樣，使得開關關斷時負載完全斷電，沒有安全隱患。如果負載為節能燈類燈具，也不會出現閃爍或無法關閉的情況。同時，通過通電取電單元向電池管理單元供電，可以根據負載功率、通電取電單元輸出能力自動調節其充電電流，從而在不影響負載工作的情況下以最快速度給電池組充電。進一步地，本方案還可以根據電池組剩余電量，自動調節控制單元的工作模式，實現其正常工作時間最大化。
【附圖說明】
[0019]為了實現上述以及相關目的，本文結合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護的主題的范圍內。通過結合附圖閱讀下面的詳細描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標記通常指代相同的部件或元素。