一种分体式入墙智能开关的制作方法

[0001]
本实用新型涉及智能开关技术领域，特别涉及一种分体式入墙智能开关。


背景技术：

[0002]
入墙开关主要指的是家庭里面，装在墙面电盒上，可控制ac220v灯或者插座等家用电器的开关。
[0003]
目前市面上的入墙开关有机械开关，智能开关。智能开关又可分为单火线智能开关和双线(火线和零线)智能开关。智能开关一般既可以实现手动按开关面板开关，也可以远程无线开关，或者通过网络开关。目前比较多的产品都是单火线智能开关。由于一般家庭电网布线，开关电盒内只有火线没有零线，所以双线智能开关很难普及。目前单火线智能开关常见的问题是漏电，鬼闪，控制单元尺寸过大等问题。世界上不同国家的电盒尺寸并不一样，有的小尺寸电盒根本没法放入智能开关控制器。


技术实现要素：

[0004]
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种分体式入墙智能开关，解决了上述所提到的技术问题。
[0005]
本实用新型解决现有技术中的问题所采用的技术方案为，一种分体式入墙智能开关，包括开关信号发生单元、机械开关、开关信号接收处理单元、无线模块单元、开关单元和负载，所述开关信号发生单元分别与市电火线、机械开关和开关信号接收处理单元连接，所述开关信号接收处理单元还分别连接无线模块单元和市电零线，所述无线模块单元的另一端与开关单元连接，所述开关单元的另一端连接负载，所述负载的另一端连接市电零线。
[0006]
作为本实用新型的优选方案，所述开关信号发生单元包括双向晶闸管、门极电路、整流滤波电路、dc-dc降压电路、光耦隔离电路、光耦开关和延时电路，所述双向晶闸管的输入端与市电火线连接，所述双向晶闸管的控制端与门极电路连接，所述门极电路还分别与整流滤波电路和光耦隔离电路连接，所述整流滤波电路与dc-dc降压电路连接，所述dc-dc降压电路分别与机械开关、延时电路和光耦电路连接，所述机械开关的输出端连接延时电路，所述延时电路的输出端与光耦电路连接，所述光耦电路的输出端连接光耦隔离电路。
[0007]
作为本实用新型的优选方案，还包括开关指示灯电路，该开关指示灯电路与dc-dc降压电路和机械开关的输出端连接。
[0008]
作为本实用新型的优选方案，所述开关信号接收处理单元包括开关信号检测电路和ac-dc 电路，所述无线模块单元包括无线通信电路和led指示电路，开关单元包括继电器电路和继电器驱动电路，所述开关信号检测电路与开关信号发生单元的输出端、市电零线和无线通信电路连接，与所述开关信号发生单元的输出端和市电零线连接的还有ac-dc电路和继电器电路，所述负载的一端与继电器电路连接，负载的另一端与市电零线连接，所述ac-dc电路分别与开关信号检测电路、继电器驱动电路和led指示电路连接，所述无线通信电路分别与led 指示电路和继电器驱动电路连接，所述继电器驱动电路控制继电器电路。
[0009]
作为本实用新型的优选方案，所述开关信号发生单元和机械开关设于开关面板下的电盒内，所述开关信号接收处理单元、无线模块单元和开关单元设于负载处。
[0010]
作为本实用新型的优选方案，所述光耦隔离电路包括二极管1d1、二极管1d2、二极管1z1、二极管1z2、mos光耦1u2和mos光耦1u8，所述二极管1d1、二极管1d2构成整流电路，所述mos光耦1u2和mos光耦1u8与所述整流电路和稳压电路连接。
[0011]
作为本实用新型的优选方案，所述光耦电路包括开关管1q2和开关管1q4，所述开关管 1q2控制驱动mos光耦1u2，所述开关管1q3控制驱动mos光耦1u8。
[0012]
作为本实用新型的优选方案，所述延时电路包括二极管1d3、二极管1d5、二极管1d6、电阻1r2、电阻1r4、电阻1r5、电容1c1和电容1c2，所述二极管1d3、电阻1r2和电容1c1 的一端与开关管1q2的g极连接，所述二极管1d3、电阻1r2的另一端与开关管1q2的s极连接，所述二极管1d5、电阻1r5和电容1c2的一端与开关管1q4的g极连接，所述二极管1d5、电阻1r5的另一端与开关管1q4的s极连接，所述电容1c1和电容1c2的另一端与二极管1d6 和电阻1r4连接。
[0013]
作为本实用新型的优选方案，所述开关信号检测电路包括电路一样的火线开关信号检测电路和零线开关信号检测电路，所述火线开关信号检测电路包括整流电路、分压电路、稳压电路和比较电路，所述比较电路的输入端分别与整流电路、分压电路、稳压电路连接，所述比较电路的输出端与无线通信电路连接。
[0014]
作为本实用新型的优选方案，所述ac-dc电路包括前级整流滤波电路、一级降压电路和二级降压电路，所述前级整流滤波电路与一级降压电路连接，所述一级降压电路连接开关信号检测电路、二级降压电路和继电器驱动电路连接，所述二级降压电路与无线通信电路连接。
[0015]
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本申请的一种分体式入墙智能开关通过将开关面板信号发生端和开关信号接收控制端分开，即本方案中的开关信号发生单元和机械开关设于开关面板下的电盒内，开关信号接收处理单元、无线模块单元和开关单元设于负载处，可以实现将开关面板端的信号发生电路做到很小的体积，可以兼容世界上不同国家不同尺寸的电盒尺寸；同时开关信号接收控制端接收到开关信号后再控制灯泡，这样可以完全隔离，不存在漏电的问题，并且由于灯泡等电器在关电时是完全关断的所以不管多小功率的灯泡都是不会存在鬼闪等现象；更重要的是分体式入墙智能开关既可以实现开关面板控制开关，同时可以实现无线远程开关，当用开关面板关闭后，可以远程开关，远程关闭后，也可以在开关面板处开关。
附图说明
[0016]
图1是本实用新型中一种分体式入墙智能开关的原理框图；
[0017]
图2是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中开关信号发生单元的原理框图；
[0018]
图3是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中开关信号发生单元的电路原理图；
[0019]
图4是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中设置在负载处的电路原理框图；
[0020]
图5是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中光耦隔离电路的电路原理图；
[0021]
图6是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中光耦开关电路的电路原理图；
[0022]
图7是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中延时电路的电路原理图；
[0023]
图8是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中开关指示灯电路的电路原理图；
[0024]
图9是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中门极电路和整流滤波电路的电路原理图；
[0025]
图10是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中dc-dc降压电路的电路原理图；
[0026]
图11是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中开关信号检测电路的电路原理图；
[0027]
图12是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中火线开关信号检测电路的电路原理图；
[0028]
图13是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中ac-dc电路的电路原理图；
[0029]
图14是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中继电器控制电路的电路原理图；
[0030]
图15是本实用新型中一种分体式入墙智能开关中无线模块单元的电路原理图。
[0031]
图中标号：1、开关信号发生单元；2、机械开关；3、开关信号接收处理单元；4、无线模块单元；5、开关单元；6、负载；11、双向晶闸管；12、门极电路；13、整流滤波电路；14、 dc-dc降压电路；15、光耦隔离电路；16、光耦开关电路；17、延时电路；18、开关指示灯电路；31、开关信号检测电路；32、ac-dc电路；41、无线通信电路；42、led指示电路；51、继电器电路；52、继电器驱动电路。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0033]
如附图1所示：一种分体式入墙智能开关，包括开关信号发生单元1、机械开关2、开关信号接收处理单元3、无线模块单元4、开关单元5和负载6，所述开关信号发生单元1分别与市电火线、机械开关2和开关信号接收处理单元3连接，所述开关信号接收处理单元3还分别连接无线模块单元4和市电零线，所述无线模块单元4的另一端与开关单元5连接，所述开关单元5的另一端连接负载6，所述负载6的另一端连接市电零线。
[0034]
如附图2和3所示：进一步地，所述开关信号发生单元1包括双向晶闸管11、门极电路 12、整流滤波电路13、dc-dc降压电路14、光耦隔离电路15、光耦开关、延时电路17和机械开关2，l in是市电火线输入，l out是经过开关信号发生器取电后的输出；
[0035]
具体地，所述双向晶闸管11的输入端与市电火线连接，所述双向晶闸管11的控制端与门极电路12连接，所述门极电路12还分别与整流滤波电路13和光耦隔离电路15连接，所述整流滤波电路13与dc-dc降压电路14连接，所述dc-dc降压电路14分别与机械开关2、延时电路17和光耦电路连接，所述机械开关2的输出端连接延时电路17，所述延时电路17 的输出端与光耦电路连接，所述光耦电路的输出端连接光耦隔离电路15。进一步地，还包括开关指示灯电路18，该开关指示灯电路与dc-dc降压电路14和机械开关2的输出端连接。
[0036]
在开关信号发生器中，双向晶闸管11为低压取电的前端开关器件，在每一个正玄波周期内截取不超12v的低压部分。当双向晶闸管11两端电压低于12v时关断，大于12v时开
启。
[0037]
电压截取从双向晶闸管11的门极电路12取出，门极电路12控制双向晶闸管11在l in 线上低于12v关断，在大于12v开启。关断时取电给后级电路用，开启时不取电。
[0038]
取出的电压经过整流滤波电路13将交流电变成直流电，给到dc-dc降压电路14。dc-dc 降压电路14将输入波动不稳的直流电降压稳定输出3.3v给到开关指示电路，延时电路17，光耦开关电路16供电。
[0039]
当各部分供电正常后，按动机械开关2k1时开关指示电路就能指示开关状态，同时开关信号经过延时电路17再输出到光耦开关电路16，光耦开关电路16最终驱动光耦隔离电路15 再返回控制门极电路12，门极电路12再控制双向晶闸管11开关，产生开关信号输出给下一级负载6。整个过程是一个自适应，自供电，自循环的闭环控制系统。
[0040]
开关信号只有在开关按下的瞬间产生一个开关信号，持续的按住k1不会产生多个信号。这样可以避免开关时间太长影响后级负载6。
[0041]
如图4所示，进一步地，所述开关信号接收处理单元3包括开关信号检测电路31和 ac32-dc14电路，所述无线模块单元4包括无线通信电路41和led指示电路42，开关单元5 包括继电器电路51和继电器驱动电路52，所述开关信号检测电路31与开关信号发生单元1 的输出端l out、市电零线n和无线通信电路41连接，与所述开关信号发生单元1的输出端和市电零线连接的还有ac32-dc14电路和继电器电路51，所述负载6的一端与继电器电路51 连接，负载6的另一端与市电零线连接，所述ac32-dc14电路分别与开关信号检测电路31、继电器驱动电路52和led指示电路42连接，所述无线通信电路41分别与led指示电路42 和继电器驱动电路52连接，所述继电器驱动电路52控制继电器电路51进而控制负载6的通断，所述负载6包括但不限于白炽灯，卤素灯，荧光灯，led灯，金卤灯，钠灯，汞灯等各种类型的灯泡。
[0042]
具体地，如附图5所示：所述光耦隔离电路15包括二极管1d1、二极管1d2、二极管1z1、二极管1z2、mos光耦1u2和mos光耦1u8，所述二极管1d1、二极管1d2构成整流电路，所述mos光耦1u2和mos光耦1u8与所述整流电路和稳压电路连接，防止mos光耦1u2和mos 光耦1u8过压。
[0043]
在本实施例中，mos光耦1u2和mos光耦1u8是常闭型mos光耦。实现低压控制高压信号的导通和关断。采用常闭型光耦在不产生开关信号时常态是导通的，这样无需耗费电能。同时由于常态是导通的，所以无论负载6处于开启还是关闭状态都不会影响负载6的工作。这可以极大的降低产品的待机功耗。
[0044]
具体地，如附图6所示：所述光耦开关电路16包括开关管1q2和开关管1q4，所述开关管1q2控制驱动mos光耦1u2，所述开关管1q3控制驱动mos光耦1u8，此外，为了防止mos 光耦1u2和mos光耦1u8的损坏，所述mos光耦1u2和mos光耦1u8分别连接驱动限流电阻 1r3和驱动限流电阻1r1。
[0045]
具体地，如附图7所示：所述延时电路17包括二极管1d3、二极管1d5、二极管1d6、电阻1r2、电阻1r4、电阻1r5、电容1c1和电容1c2构成阻容延时电路177，延长开关信号的持续时间。所述二极管1d3、电阻1r2和电容1c1的一端与开关管1q2的g极连接，所述二极管1d3、电阻1r2的另一端与开关管1q2的s极连接，所述二极管1d5、电阻1r5和电容 1c2的一端与开关管1q4的g极连接，所述二极管1d5、电阻1r5的另一端与开关管1q4的s 极连接，所述电容1c1和电容1c2的另一端与二极管1d6和电阻1r4连接。
2r20、二极管2d10和开关管2q2构成，指示无线通信模块的工作状态。
[0058]
无线通信电路41包括无线模块连接的zigbee module2j1、电感2l4，该无线模块可采用 zigbee无线模块，电感2l4是干扰隔离作用。
[0059]
无线通信电路41还包括开关2k2、电阻2r23、电容2c21、芯片2u5、电容2c22构成的复位电路，用于给无线模块单元4在异常情况下自动复位。
[0060]
机械开关2流程：按动机械开关2面板会产生开关信号传给开关信号发生单元1。开关信号发生单元1将信号传给开关信号采集处理电路。开关信号采集电路将开关信号解析后转发给无线控制电路，然后无线控制电路再控制开关电路实现灯的开关。
[0061]
机械开关2流程：按动机械开关2面板会产生开关信号传给开关信号发生单元1。开关信号发生单元1将信号传给开关信号采集处理电路。开关信号采集电路将开关信号解析后转发给无线控制电路，然后无线控制电路再控制开关电路实现灯的开关。
[0062]
机械开关2面板开关和无线控制开关是相互独立的，没有任何的冲突和干扰。比如，机械开关2面板将灯关闭后可以通过无线控制开关灯；无线控制把灯关闭后也可以通过机械开关2面板开关灯。
[0063]
机械开关2面板用于输入开关信号，支持翘板式开关和回弹式开关，通过按机械开关2 可以实现开灯和关灯。与传统的机械开关2类似可以实现完全隔离开关的效果，完全隔离开关是指当关电时，负载6处是没有任何电压的，是完全断开的。而现在市面上已有的单火线入墙开关则是会有微小漏电的。
[0064]
无线控制单元，就是通过无线通信方式来控制灯的开关。无线开关也与上面的机械开关 2面板控制开关一样，属于完全隔离的开关。支持的无线控制类型有：zigbee，zwave，wifi， bt，lora，4g等，没有功耗的限制。而现有市面上已有的单火线入墙开关则只支持低功耗的 zigbee，bt等控制方式，像4g，wifi等控制方式就不能支持。
[0065]
同时本申请支持各种低功率的灯泡。而现有市面上已有的单火线入墙开关则只支持3w以上的灯泡，功率小于3w则没法实现开关功能。
[0066]
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。