一种物联网单火无线智能开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能家居灯控开关低功耗取电技术领域，尤其涉及一种无线低功耗单火多控开关。
【背景技术】
[0002]随着节能减排“十二五”规划的提出，无论是在人们生活中，抑或是在工业制造领域，或者新兴技术的研制上都有了节能减排的意识。从传统的白炽灯到后来的日光灯、节能灯，再到现有功率低至5W(甚至3W)左右的LED灯，随着灯具由高功率向低功率的变化。从白炽灯到LED灯的变化，电源负载也由阻性负载向容性负载变化，而容性负载在上电瞬间，就相当于短路，电流瞬间理论上是无穷大的，如对冲击电流不加以限制，不但会烧坏保险丝，烧毁接插件，还会由于共同输入阻抗而干扰附加电器设备。
[0003]现有开关设计中大多用到继电器来控制负载，而继电器采用触电式工作方式，不能解决开机电流的冲击。现有支持无线智能家居的单火开关在关闭的情况下需要锂电池保证无线模块的工作，在电路中经常对锂电池进行充放电，大大降低了锂电池的工作寿命以及锂电池供电不足时导致系统不能正常工作现象，而废用电池无论是对人体还是整个自然界都有严重的危害，没有达到绿色环保的目的。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，利用开灯取电电路和关灯取电电路来解决了单火线的取电问题，同时解决了大功率无线模块供电的问题且在解决取电问题的基础上，本发明在该部分电路上做到了低功耗，使整个系统的工作效率更高，工作更稳定。
[0005]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，其特征在于，包括MCU、开关控制模块、开灯取电模块、关灯取电模块、无线收发模块、触摸按键模块，所述开关控制模块包括开关控制电路1、开关控制电路I1、开关控制电路III，其中:MCU通过接线端Kl、K2、K3分别与开关控制电路II1、开关控制电路I1、开关控制电路I相连，MCU通过接线端3V3与开关控制模块相连，MCU通过不同接线端分别与无线收发模块和触摸按键模块相连；关灯取电模块通过接线端0UT1、0UT2、0UT3端口与开关控制模块相连，开灯取电模块通过接线端V0UT1、V0UT2、V0UT3与开关控制模块相连。
[0006]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，所述开灯取电模块包括前端取电电路、全桥整流电路、DC/DC电路、电源滤波电路及电源输出电路。
[0007]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，所述开灯取电模块中前端取电电路在火线上通过可控硅Ql、Q2、Q3从火线上取得一个电压，取得的电压分别经接线端V0UT3、V0UT2、VOUTl输送到全桥整流电路中，通过全桥整流电路中的全桥D20和D24取得一个直流电压，该直流电压经VLDO-OUT端输入到低功耗DC/DC电路中，经DC/DC电路中电源滤波芯片U9及阻容器件和二极管处理，最后由二极管D19输出VCC_3V3，该VCC_3V3经电源滤波电路中阻容器件和电感处理，最后由C40输出3V3。
[0008]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，所述关灯取电模块包括全桥整流电路、电源滤波电路、稳压电路、隔离型开关电源电路、辅助供电电路、过压保护电路、启动电路及电源输出电路。
[0009]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，所述关灯取电模块中全桥整流电路的全桥D7、D8的接线端OUT 1、0UT2、0UT3分别与灯具串联，输入的交流电经全桥整流电路处理后由接线端OUTl、0UT2、0UT3端口输出直流电，该直流电由电源滤波电路中电感LI输入，经过启动电路给隔离开关电源中IC U6供电，隔离开关电源分别输出两路电源到电源滤波电路中:其中一路输出电源在输送到电源滤波电路途中，先流经稳压值为3.3V的稳压电路，最后由电源滤波电路输出3.3V ;另一路输出电源输送到电源滤波电路后得到一个12V的电压，然后通过辅助供电电路给隔离开关电源提供工作电源，取代启动电路给隔离型开关电源供电。
[0010]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，开关控制电路I包括双向可控硅Q1、双向可控硅驱动器U1、三极管Q4，双向可控硅驱动器Ul的I脚为电源脚，通过滤波电路滤出的3V3流经Rl到双向可控硅驱动器Ul的I脚，双向可控硅驱动器Ul的2脚为驱动脚，由J2接线端上K3经三极管Q4、R21驱动双向可控硅驱动器Ul的2脚，双向可控硅驱动器Ul的6脚与开灯取电模块的接线端V0UT3相连，双向可控硅驱动器Ul的4脚与关灯取电模块的接线端OUTl相连。
[0011]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，开关控制电路II包括双向可控硅Q2、双向可控硅驱动器U2、三极管Q5，双向可控硅驱动器U2的I脚为电源脚，通过滤波电路滤出的3V3流经Rl到双向可控硅驱动器Ul的I脚，双向可控硅驱动器U2的2脚为驱动脚，由J2接线端上K2经三极管Q5、R23驱动双向可控硅驱动器U2的2脚，双向可控硅驱动器U2的6脚与开灯取电模块的接线端V0UT2相连，双向可控硅驱动器U2的4脚与关灯取电模块的接线端0UT2相连。
[0012]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，进一步地，所述开关控制电路III包括双向可控硅Q3、双向可控硅驱动器U3、三极管Q6，双向可控硅驱动器U3的I脚为电源脚，通过滤波电路滤出的3V3流经Rl到双向可控硅驱动器Ul的I脚；双向可控硅驱动器U3的2脚为驱动脚，由J2接线端上Kl经三极管Q6、R25驱动双向可控硅驱动器U3的2脚；双向可控硅驱动器U3的6脚与开灯取电模块的接线端VOUTl相连；双向可控硅驱动器U3的4脚与关灯取电模块的接线端0UT3相连。
[0013]本发明的优点和有益效果在于:
[0014]①本发明提供的一种物联网单火无线智能开关，整个开关控制系统在无线模块正常工作的情况下，功耗可以达到极低，整个系统的待机功耗低至6mW，同时整个电源能够提供足够的电源给无线模块正常收发数据。
[0015]②本发明提供的一种物联网单火无线智能开关，在满足低至3W的节能灯供电量下，依然能够满足整个系统的正常工作。
[0016]③本发明提供的一种物联网单火无线智能开关，触摸按键模块与MCU相连，实现了智能化控制，不仅环保、节能，也延长了整个开关控制线系统与灯具的使用寿命。
[0017]④本发明提供的一种物联网单火无线智能开关，电路结构稳定可靠，不仅可以实现高效率的双向无线通讯，还可以兼容电容式触摸按键和物理按键的功能，适用于单键位、多键位或多路开关的无线控制。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细或者优选地描述，其中，
[0019]图1为本发明的电路原理结构框图；
[0020]图2为MCU与开关控制电路的通讯接口图；
[0021 ] 图3为开关控制电路I的电路原理图；
[0022]图4为开关控制电路II的电路原理图；
[0023]图5为开关控制电路III的电路原理图；
[0024]图6为开灯取电模块的电路原理结构框图；
[0025]图7为开灯取电模块的电路原理图；
[0026]图8为开灯取电模块电路波形图；
[0027]图9为关灯取电模块的电路原理结构框图；
[0028]图10为关灯取电模块的电路原理图；
[0029]图11为温度检测电路的原理结构框图；
[0030]MCU-1、开关控制模块-2、开灯取电模块-3、关灯取电模块_4、无线收发模块_5、触摸按键模块_6。
【具体实施方式】
[0031]参考附图1-9，本发明的主要技术方案如下:
[0032]本发明提供一种物联网单火无线智能开关，其特征在于，包括MCU1、开关控制模块
2、开灯取电模块3、关灯取电模块4、无线收发模块5、触摸按键模块6。开关控制模块2包括开关控制电路1、开关控制电路I1、开关控制电路III。开灯取电模块3包括负载取电电路、全桥整流电路、电源滤波电路、DC/DC电路及电源输出电路。关灯取电模块4包括全桥整流电路、电源滤波电路、稳压电路、