一种单火线双控开关接线方法及电路与流程

本发明涉及照明灯具开关电路技术领域，具体涉及一种双控开关接线方法和电路。

背景技术：

双控开关在许多场合都会应用到，如卧室照明等。现有的技术是利用双控开关中的主开关来控制负载的开与关，主开关通过与副开关的两条电线进行供电给副开关，同时进行开关状态的数据传输，从而达到控制灯具的目的。这样的方案由于分主副开关，会在后续用户使用过程中如果出现损坏，用户无法判定是哪个损坏，必需两个开关一起更换，成本高，造成了浪费。并且这种主副开关的方式存在对码的问题和双控开关之间通讯造成的电路干扰问题。另外，大多数现有双控开关的接线方案还存在无法兼容现有的普通机械双控开关线路的缺点，无法对这种线路的开关直接更换使用，要重新布线才能使用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、接线方便、成本更低、控制简便、只需接一根火线的双控开关接线方法及电路。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种单火线双控开关接线方法，其特征在于：选择两个完全相同的触摸开关，将市电的火线接入第一个开关，第二个开关及负载灯与第一个开关构成串联连接，然后一起连接市电的零线；

所述触摸开关包括有触摸盘、MCU及触摸控制电路、电源稳压电路、单火线取电模块以及火线控制模块，MCU及触摸控制电路连接触摸盘作为操作机构，电源稳压电路连接MCU及触摸控制电路形成DC稳压输出及DC低压检测输入回路，单火线取电模块连接电源稳压电路形成DC低压输出及DC低压检测输出回路，火线控制模块连接单火线取电模块形成DC高压输出及高压控制信号回路，火线控制模块连接开关的输入端和输出端；火线控制模块中采用可控硅或继电器作为控制机构；MCU及触摸控制电路连接火线控制模块形成DC高压电压检测回路和过流保护检测回路，单火线取电模块连接MCU及触摸控制电路形成开关控制信号回路。

优选地，第一开关的输入端连接市电的火线，第二开关的输入端连接第一开关的输出端，负载灯分别连接第二开关的输出端和市电的零线。

或者第一开关的输入端连接市电的火线，负载灯的两端分别连接第一开关的输出端和第二开关的输入端，第二开关的输出端连接市电的零线。

一种基于前述单火线双控开关接线方法的接线电路，所述触摸开关采用芯片RH6015C作为MCU及触摸控制电路的触摸芯片U1，而MCU采用芯片PIC12F675作为控制芯片U3，采用芯片HT7133作为电源稳压电路的控制芯片U6，采用二极管、三极管、可控硅SCR、变压器、电阻、电容组成的作为单火线取电模块的控制电路M1，而火线控制模块采用可控硅SCR作为控制机构；火线控制模块还包括有四个二极管，依次为二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，其中二极管D1的正向端为输入端，二极管D2的反向端连接二极管D1的正向端，二极管D3的反向端连接二极管D1的反向端并与SCR的A1端连接，二极管D4的反向端连接二极管D3的正向端，二极管D2和二极管D4的正向端一起接地，可控硅SCR的K端与R3连接，R3的另外一端接地，二极管D3的正向端为输出端；取电模块M1的1脚、2脚、3脚、4脚和5脚分别连接二极管D1的反向端、可控硅SCR、二极管D4的正向端、MCU芯片U3和电源稳压控制芯片U6；触摸盘PAD通过电阻R6连接触摸芯片U1；触摸芯片U1连接MCU芯片U3，MCU芯片U3连接电源稳压控制芯片U6及单火线取电模块的控制电路M1，并连接于火线控制模块的电阻R3与可控硅SCR之间。

优选地，第一开关的二极管D1的正向端连接市电的火线，第二开关的二极管D1的正向端连接第一开关的二极管D3的正向端，负载灯连接第二开关的二极管D3的正向端和市电的零线。

或者，第一开关的二极管D1的正向端连接市电的火线，负载灯连接第一开关的二极管D3的正向端，第二开关的二极管D1的正向端连接负载灯另一端，第二开关的二极管D3的正向端连接市电的零线。

进一步地，所述触摸开关还设有开关指示灯电路，开关指示灯电路包括一红色LED和一蓝色LED，红色LED和蓝色LED连接MCU及触摸控制电路。

工作原理：以市电火线接第一开关，第一开关接第二开关，第二开关接负载灯的接线方式为例说明工作原理。

当手指触摸其中的一个开关，如第一开关（当然也可以是第二开关）的触摸盘PAD时，第一开关的触摸芯片U1的1脚输出高电平（有触摸时才输出高电平，下同）给第一开关的MCU的4脚，MCU把检测到的触摸信号转化成翻转指令高电平（由之前的低电平翻转成高电平，默认开电初始状态为低电平）通过其5脚送到第一开关的取电模块控制电路M1的4脚，再经过取电模块控制电路M1转成高电平从其2脚输出到第一开关的火线控制模块中可控硅SCR的A2端，此时可控硅SCR导通，相当于第一开关已经处于打开状态。由于第一开关的可控硅SCR导通，火线的电流会经过第一开关火线控制模块的二极管D1-D4、可控硅SCR和电阻R3直接到第一开关的输出端。

此时，由于第一开关的打开会导致第二开关的取电模块控制电路M1的1脚和3脚的电压升高，因以前AC 220V是通过第一开关、第二开关和负载灯一起进行分担，现在第一开关已经导通，必然会导致分担在第二开关和负载灯的电压上升，从而导致第二开关的取电模块控制电路M1的1脚电压的上升。通过电阻R1和电阻R2的降压及分压，此时第二开关的MCU的7脚检测到该电压上升信号时，会在其5脚输出高电平到第二开关的取电模块控制芯片M1的4脚,再经过第二开关的取电模块控制电路M1转化在2脚输出高电平到第二开关火线控制模块的可控硅SCR的A2端，此时第二开关火线控制模块的可控硅SCR导通，相当于第二开关已经处于打开状态。由于第一开关火线控制模块的可控硅SCR导通，火线的电流会经过第一开关到第二开关的二极管D1-D4、可控硅SCR和电阻R3直接到第二开关的输出端，再到负载灯，此时负载灯亮，从而完成整个开灯的过程。

当负载灯处于打开状态时，触摸其中的一个开关，如第一开关（当然也可以是第二开关）的触摸盘PAD，第一开关的触摸芯片U1的1脚输出高电平（有触摸时才输出高电平，下同）给第一开关的MCU的4脚，MCU把检测到的触摸信号转化成翻转指令低电平通过其5脚（由之前的高电平翻转成低电平）到第一开关的取电模块控制芯片M1的4脚，再经过取电模块控制芯片M1转成低电平从其2脚输出到第一开关火线控制模块的可控硅SCR的A2端，这时第一开关火线控制模块的可控硅SCR关闭，相当于第一开关已经处于关闭状态。由于第一开关火线控制模块的可控硅SCR的关闭，会导致第二开关的取电模块的控制芯片M1的1脚和3脚电压下降。由于以前AC 220V是通过第一开关、第二开关直接加在了负载灯上，第一开关关闭后，会造成第一开关要分担电压，从而加在第二开关上的微弱导通电压也会下降，由此导致第二开关的取电模块控制芯片M1的1脚电压下降，通过电阻R1和电阻R2的降压及分压，此时第二开关的MCU的7脚检测到此电压下降信号，会在其6脚输出翻转低电平，再经过电阻R4到第二开关的取电模块控制芯片M1的5脚,再经过第二开关的取电模块控制芯片M1转化在2脚输出低电平到第二开关火线控制模块的可控硅SCR的A2端，此时第二开关火线控制模块的可控硅SCR关闭，相当于第二开关已经处于关闭状态。由于第一开关及第二开关的关闭，使得整个电路关闭，负载灯熄灭，从而完成整个关灯的过程。

电阻R3是限流检测电阻，通过电阻R3的电流达到限制要求时，在电阻R3上的电压达到MCU检测测定值时，MCU的5脚输出低电平关闭开关，此时另外一个开关也会进行关闭，达到两个开关都关闭以保护电路的作用。

发光二极管D5（红色LED）、发光二极管D6（蓝色LED）、电阻R7和电阻R8构成开关指示灯电路，蓝灯LED亮为关灯状态指示，红色LED亮为开灯状态指示。

本发明通过将两个完全一样的触摸开关与负载串联起来，在双控开关之间只需接一条线，既可以兼容现有的机械双控开关，还可节省一条电线，从而降低成本；另外，两个开关不分主副开关，开关之间也并不进行数据传输，两个开关只检测本身内部电压的变化来判断用户是否进行双控开关的操作，来对内部的可控硅或继电器进行控制达到打开或关闭的目的。且该双控开关不需要进行对码，也不需要做其它任何设置就可直接使用，兼容所有的灯具负载，负载功率可低到1W。

附图说明

图1为本发明接线示意框图；

图2为本发明接线原理示意框图；

图3为本发明接线电路图。

具体实施方式

本实施例中，参照图1和图2，所述单火线双控开关接线方法，选择两个完全相同的触摸开关，将市电的火线接入第一个开关，第二个开关及负载灯与第一个开关构成串联连接，然后一起连接市电的零线；

所述触摸开关包括有触摸盘、MCU及触摸控制电路、电源稳压电路、单火线取电模块以及火线控制模块，MCU及触摸控制电路连接触摸盘作为操作机构，电源稳压电路连接MCU及触摸控制电路形成DC稳压输出及DC低压检测输入回路，单火线取电模块连接电源稳压电路形成DC低压输出及DC低压检测输出回路，火线控制模块连接单火线取电模块形成DC高压输出及高压控制信号回路，火线控制模块连接开关的输入端和输出端；火线控制模块中采用可控硅或继电器作为控制机构；MCU及触摸控制电路连接火线控制模块形成DC高压电压检测回路和过流保护检测回路，单火线取电模块连接MCU及触摸控制电路形成开关控制信号回路。

作为其中的一个实施例，第一开关（即开关1，下同）的输入端连接市电的火线，第二开关（即开关2，下同）的输入端连接第一开关的输出端，负载灯分别连接第二开关的输出端和市电的零线。

一种基于前述单火线双控开关接线方法的接线电路，所述触摸开关采用芯片RH6015C作为MCU及触摸控制电路的触摸芯片U1，而MCU采用芯片PIC12F675作为控制芯片U3，采用芯片HT7133作为电源稳压电路的控制芯片U6，采用二极管、三极管、可控硅SCR、变压器、电阻、电容组成的作为单火线取电模块的控制电路M1，而火线控制模块采用可控硅SCR作为控制机构；火线控制模块还包括有四个二极管，依次为二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，其中二极管D1的正向端为输入端，二极管D2的反向端连接二极管D1的正向端，二极管D3的反向端连接二极管D1的反向端并与SCR的A1端连接，二极管D4的反向端连接二极管D3的正向端，二极管D2和二极管D4的正向端一起接地，可控硅SCR的K端与R3连接，R3的另外一端接地，二极管D3的正向端为输出端；取电模块M1的1脚、2脚、3脚、4脚和5脚分别连接二极管D1的反向端、可控硅SCR、二极管D4的正向端、MCU芯片U3和电源稳压控制芯片U6；触摸盘PAD通过电阻R6连接触摸芯片U1；触摸芯片U1连接MCU芯片U3，MCU芯片U3连接电源稳压控制芯片U6及单火线取电模块的控制电路M1，并连接于火线控制模块的电阻R3与可控硅SCR之间。

第一开关的二极管D1的正向端连接市电的火线，第二开关的二极管D1的正向端连接第一开关的二极管D3的正向端，负载灯连接第二开关的二极管D3的正向端和市电的零线。

或者，第一开关的二极管D1的正向端连接市电的火线，负载灯连接第一开关的二极管D3的正向端，第二开关的二极管D1的正向端连接负载灯另一端，第二开关的二极管D3的正向端连接市电的零线。

进一步地，所述触摸开关还设有开关指示灯电路，开关指示灯电路包括一红色LED2和一蓝色LED1，红色LED2和蓝色LED1连接MCU及触摸控制电路。

工作原理：以市电火线接第一开关，第一开关接第二开关，第二开关接负载灯的接线方式为例说明工作原理。

当手指触摸其中的一个开关，如第一开关（当然也可以是第二开关）的触摸盘PAD时，第一开关的触摸芯片U1的1脚输出高电平（有触摸时才输出高电平，下同）给第一开关的MCU的4脚，MCU把检测到的触摸信号转化成翻转指令高电平（由之前的低电平翻转成高电平，默认开电初始状态为低电平）通过其5脚送到第一开关的取电模块控制电路M1的4脚，再经过取电模块控制电路M1转成高电平从其2脚输出到第一开关的火线控制模块中可控硅SCR的A2端，此时可控硅SCR导通，相当于第一开关已经处于打开状态。由于第一开关的可控硅SCR导通，火线的电流会经过第一开关火线控制模块的二极管D1-D4、可控硅SCR和电阻R3直接到第一开关的输出端。

此时，由于第一开关的打开会导致第二开关的取电模块控制电路M1的1脚和3脚的电压升高，因以前AC 220V是通过第一开关、第二开关和负载灯一起进行分担，现在第一开关已经导通，必然会导致分担在第二开关和负载灯的电压上升，从而导致第二开关的取电模块控制电路M1的1脚电压的上升。通过电阻R1和电阻R2的降压及分压，此时第二开关的MCU的7脚检测到该电压上升信号时，会在其5脚输出高电平到第二开关的取电模块控制芯片M1的4脚,再经过第二开关的取电模块控制电路M1转化在2脚输出高电平到第二开关火线控制模块的可控硅SCR的A2端，此时第二开关火线控制模块的可控硅SCR导通，相当于第二开关已经处于打开状态。由于第一开关火线控制模块的可控硅SCR导通，火线的电流会经过第一开关到第二开关的二极管D1-D4、可控硅SCR和电阻R3直接到第二开关的输出端，再到负载灯，此时负载灯亮，从而完成整个开灯的过程。

当负载灯处于打开状态时，触摸其中的一个开关，如第一开关（当然也可以是第二开关）的触摸盘PAD，第一开关的触摸芯片U1的1脚输出高电平（有触摸时才输出高电平，下同）给第一开关的MCU的4脚，MCU把检测到的触摸信号转化成翻转指令低电平通过其5脚（由之前的高电平翻转成低电平）到第一开关的取电模块控制芯片M1的4脚，再经过取电模块控制芯片M1转成低电平从其2脚输出到第一开关火线控制模块的可控硅SCR的A2端，这时第一开关火线控制模块的可控硅SCR关闭，相当于第一开关已经处于关闭状态。由于第一开关火线控制模块的可控硅SCR的关闭，会导致第二开关的取电模块的控制芯片M1的1脚和3脚电压下降。由于以前AC 220V是通过第一开关、第二开关直接加在了负载灯上，第一开关关闭后，会造成第一开关要分担电压，从而加在第二开关上的微弱导通电压也会下降，由此导致第二开关的取电模块控制芯片M1的1脚电压下降，通过电阻R1和电阻R2的降压及分压，此时第二开关的MCU的7脚检测到此电压下降信号，会在其6脚输出翻转低电平，再经过电阻R4到第二开关的取电模块控制芯片M1的5脚,再经过第二开关的取电模块控制芯片M1转化在2脚输出低电平到第二开关火线控制模块的可控硅SCR的A2端，此时第二开关火线控制模块的可控硅SCR关闭，相当于第二开关已经处于关闭状态。由于第一开关及第二开关的关闭，使得整个电路关闭，负载灯熄灭，从而完成整个关灯的过程。

电阻R3是限流检测电阻，通过电阻R3的电流达到限制要求时，在电阻R3上的电压达到MCU检测测定值时，MCU的5脚输出低电平关闭开关，此时另外一个开关也会进行关闭，达到两个开关都关闭以保护电路的作用。

发光二极管D5（红色LED）、发光二极管D6（蓝色LED）、电阻R7和电阻R8构成开关指示灯电路，蓝灯LED亮为关灯状态指示，红色LED亮为开灯状态指示。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。