一种单火线供电电路的制作方法

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种单火线供电电路。

背景技术：

家电控制开关面板会集成各种传感器设备，给各种设备或者照明灯具提供检测和控制的输入接口，这些传感器设备需要给其供电，而传统的墙壁机械开关暗盒内部只有一根火线，对于零线回路的墙壁开关供电就成了限制传统设备智能升级的瓶颈，如何能够提供稳定和安全的单火线供电方案成了关键技术难点。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单火线供电电路，用以解决现有技术中难以稳定安全地利用一根火线进行供电的问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种单火线供电电路，包括第一输入端、第二输入端、第一开关和通态充电电路，所述第一输入端通过所述第一开关连接到所述通态充电电路的第一输入端，所述第二输入端为所述通态充电电路的第二输入端，所述通态充电电路的输出连接到输出端，当第一开关导通时，所述第一输入端通过所述通态充电电路给输出供电，

所述通态充电电路包括第一开关管、第一单向导通元件，所述通态充电电路的第一输入端通过所述第一开关管连接到参考地，所述通态充电电路的第一输入端通过所述第一单向导通元件连接到输出端，所述第二输入端连接到参考地，

当所述输出端相对于参考地的电压低于第一电压阈值时，所述输出端处于充电状态，当所述输出端电压上升到第二电压阈值时，所述输出端处于非充电状态，当所述输出端电压降低到所述第一电压阈值，则回到充电状态；

在所述充电状态时，所述第一开关管关断，所述第一输入端通过所述第一单向导通元件给所述输出端充电；

在所述非充电状态时，所述第一开关管完全导通；

所述第一单向导通元件为二极管或开关管。

作为可选，所述通态充电电路还包括第二开关管和第二单向导通元件，所述第二输入端通过所述第二开关管连接到所述参考地，所述第二输入端通过所述第二单向导通元件连接到所述输出端；

在所述充电状态时，所述第二开关管关断，所述第二输入端通过所述第二单向导通元件给所述输出端充电；

在所述非充电状态时，所述第二开关管完全导通；

所述第二单向导通元件为二极管或开关管。

作为可选，所述第一开关为机械开关或电子开关。

作为可选，所述电子开关为继电器，或者双向晶闸管，或者为整流桥和单向晶闸管并联形成的电路。

作为可选，还包括微处理器(mcu)和开关控制电路，所述微处理器接收开关信号，根据所述开关信号通过所述开关控制电路控制所述第一开关的导通和关断。

作为可选，所述微处理器为无线控制微处理器或触摸控制微处理器或红外声控微处理器。

作为可选，还包括断态充电电路，当所述第一开关关断时，所述第一输入端通过所述断态充电电路给所述输出端充电。

作为可选，所述断态充电电路为反激电路或者为buck降压电路。

本发明还提供一种单火线供电电路，包括第一输入端、第二输入端、第一开关、第一单向导通元件和线性稳压电路，所述第一输入端通过所述第一开关连接到所述第二输入端，所述第一单向导通元件和所述线性稳压电路串联，所述第一输入端经过所述第一单向导通元件和所述线性稳压电路连接到输出端，当第一开关关断时，所述第一输入端通过所述第一单向导通元件和所述线性稳压电路给输出供电。

作为可选，所述第一开关为机械开关或电子开关。

采用本发明的电路结构，与现有技术相比，具有以下优点：本发明能够利用一根火线进行稳定安全地供电，对于电工类开关面板产品应用，大大提高了安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明单火线半波供电电路示意图；

图2为本发明通态充电电路采用全波供电电路示意图；

图3为本发明单火线供电电路的一种实施方式；

图4为本发明第一开关k01为继电器的示意图；

图5为本发明第一开关k01为继电器时，开关控制电路500的一种实现方式；

图6为本发明第一开关k01为双向晶闸管的示意图；

图7为本发明第一开关k01为双向晶闸管时，开关控制电路500的一种实现方式；

图8为本发明第一开关k01为整流桥和单向晶闸管的并联电路的示意图；

图9为本发明单火线供电电路的另一种实施方式；

图10为本发明单火线供电电路的又一种实施方式。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供一种单火线供电电路。请参考图1所示，交流输入的一端通过负载电路和单火线供电电路串联形成的电路连接到交流输入的另一端。负载电路通常是照明负载，负载类型包括白炽灯、节能荧光灯、led照明等。负载电路的功率范围从3w到1kw不等。

请继续参考图1所示，单火线供电电路包括第一输入端l1、第二输入端l2、第一开关k01和通态充电电路200，第一输入端l1通过第一开关k01连接到通态充电电路200的第一输入端，第二输入端l2为通态充电电路200的第二输入端，通态充电电路200的输出连接到输出端vo，当第一开关k01导通时，所述第一输入端l1通过通态充电电路200给输出供电，通态充电电路200包括第一开关管q01、第一单向导通元件d01，所述通态充电电路200的第一输入端通过所述第一开关管q01连接到参考地，所述通态充电电路200的第一输入端通过所述第一单向导通元件d01连接到输出端，所述第二输入端l2连接到参考地，当所述输出端vo相对于参考地的电压低于第一电压阈值vth-on时，所述输出端处于充电状态，当所述输出端电压上升到第二电压阈值vth-off时，所述输出端处于非充电状态，当所述输出端电压降低到所述第一电压阈值vth-on，则回到充电状态；在所述充电状态时，所述第一开关管q01关断，所述第一输入端l1通过所述第一单向导通元件d01给所述输出端充电；在所述非充电状态时，所述第一开关管q01完全导通；第一单向导通元件为二极管或开关管。

在半波供电方式中，只有一半工频周期的时间可以给电容cs充电，为了提高输出功率范围，通态充电电路可以采用全波供电方式。请参考图2所示，所述通态充电电路200还包括第二开关管q02和第二单向导通元件d02，第二输入端l2通过第二开关管q02连接到参考地，第二输入端l2通过第二单向导通元件d02连接到所述输出端；在充电状态时，所述第二开关管q02关断，第二输入端l2通过所述第二单向导通元件d02给所述输出端充电；在非充电状态时，所述第二开关管q02完全导通；第二单向导通元件为二极管或开关管。

在一种实施方式中，第一开关k01为机械开关或电子开关。开关k01导通时，负载电路工作，开关k01关断时，负载电路不工作。

当开关k01为机械开关时，通过手头操作开关k01控制负载电路是否工作。

请参考图3所示，当开关k01为电子开关时，还包括微处理器(mcu)400和开关控制电路500，微处理器400接收开关信号，根据开关信号通过开关控制电路500控制所述第一开关k01的导通和关断。

请参考图4所示，电子开关可以是继电器。

请参考图5所示，电子开关为继电器时，开关控制电路500的一种实现方式。继电器的第一控制端连接到供电电压vd。开关控制电路500包括npn三极管q510，三极管q510的集电极连接到继电器的第二控制端，三极管q510的发射极连接到参考地，三极管q510的基极连接到微处理器400。当微处理器接收到的开关信号表征开关导通时，微处理器400的输出电压为高，三极管q510导通，继电器的第一控制端和第二控制端之间电压为供电电压vd，继电器导通；当微处理器接收到的开关信号表征开关关断时，微处理器400的输出电压为低，三极管q510关断，继电器的第一控制端和第二控制端之间电压为零，继电器关断。

请参考图6所示，电子开关可以是双向晶闸管。

请参考图7所示，电子开关为双向晶闸管时，开关控制电路500的一种实现方式。开关控制电路500包括npn三极管q510，三极管q510的集电极连接到供电电压vd，三极管q510的发射极连接到双向晶闸管的控制端，三极管q510的基极连接到微处理器400。当微处理器接收到的开关信号表征开关导通时，微处理器400的输出电压为高，三极管q510导通，双向晶闸管控制端电压为供电电压vd，双向晶闸管导通；当微处理器接收到的开关信号表征开关关断时，微处理器400的输出电压为低，三极管q510关断，双向晶闸管关断。

请参考图8所示，电子开关可以是整流桥和单向晶闸管并联形成的电路。开关控制电路500的实现方式可以是图7中的实现方式。

在一个实施例中，微处理器400为无线控制微处理器或触摸控制微处理器或红外声控微处理器。

请参考图9所示，还包括断态充电电路300，当所述第一开关k01关断时，所述第一输入端l1通过所述断态充电电路300给所述输出端充电。

所述断态充电电路为反激电路或者为buck降压电路。

请参考图10所示，本发明还提供一种单火线供电电路，包括第一输入端l1、第二输入端l2、第一开关k01、第一单向导通元件d01和线性稳压电路ldo200，所述第一输入端l1通过所述第一开关k01连接到所述第二输入端l2，所述第一单向导通元件d01和所述线性稳压电路200串联，所述第一输入端l1经过所述第一单向导通元件d01和所述线性稳压电路200连接到输出端，当第一开关d01关断时，所述第一输入端l1通过所述第一单向导通元件d01和所述线性稳压电路200给输出供电。

在一种实施方式中，第一开关k01为机械开关或电子开关。开关k01导通时，负载电路工作，开关k01关断时，负载电路不工作。

当开关k01为机械开关时，通过手头操作开关k01控制负载电路是否工作。

当开关k01为电子开关时，还包括微处理器(mcu)400和开关控制电路500，微处理器400接收开关信号，根据开关信号通过开关控制电路500控制所述第一开关k01的导通和关断。

电子开关可以是继电器。当电子开关为继电器时，继电器的第一控制端连接到供电电压vd。开关控制电路500包括npn三极管q510，三极管q510的集电极连接到继电器的第二控制端，三极管q510的发射极连接到参考地，三极管q510的基极连接到微处理器400。当微处理器接收到的开关信号表征开关导通时，微处理器400的输出电压为高，三极管q510导通，继电器的第一控制端和第二控制端之间电压为供电电压vd，继电器导通；当微处理器接收到的开关信号表征开关关断时，微处理器400的输出电压为低，三极管q510关断，继电器的第一控制端和第二控制端之间电压为零，继电器关断。

电子开关也可以是双向晶闸管。当电子开关为双向晶闸管时，开关控制电路500包括npn三极管q510，三极管q510的集电极连接到供电电压vd，三极管q510的发射极连接到双向晶闸管的控制端，三极管q510的基极连接到微处理器400。当微处理器接收到的开关信号表征开关导通时，微处理器400的输出电压为高，三极管q510导通，双向晶闸管控制端电压为供电电压vd，双向晶闸管导通；当微处理器接收到的开关信号表征开关关断时，微处理器400的输出电压为低，三极管q510关断，双向晶闸管关断。

电子开关可以是整流桥和单向晶闸管并联形成的电路。

在一个实施例中，微处理器400为无线控制微处理器或触摸控制微处理器或红外声控微处理器。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。