本实用新型涉及门铃技术领域，主要涉及一种门铃控制系统供电电路及电子门铃。
背景技术：
传统的机械门铃系统框图如图1所示，传统机械门铃大致可以分为三部分：
变压器，将高压市电降压至可供铃铛正常工作的8-24V。
门口按钮，一般放置于室外门口，当按钮按下时，铃铛的供电回路导通，铃铛发出声音。
铃铛：一般有两种铃铛，机械铃铛和电子铃铛，提供正常电压时即可正常发声，一般放置于室内。
随着图像无线等技术的发展，无线可视门铃已经开始逐步接入传统的机械门铃。无线可视门铃的接入要保证传统机械门铃可以正常工作。即无线可视门铃既要驱动传统的机械（电子）铃铛，又要保证其自身的正常供电。为了接入传统的机械门铃系统，需要将原先的按键替换成可控的继电器，当可视门铃上面的按钮被按下时，CPU主控系统检测到按键信号，驱动继电器控制电路将继电器闭合，机械门铃即可出声。
可视门铃与普通的机械按键门铃最大的区别在于：可视门铃是需要供电的。目前一般有两种形式的供电方式：
锂电池供电，采用大容量可充电锂电池内置于可视门铃内部，需要定期取下充电。
原有系统取点，如图2所示，在继电器未闭合的时候继电器两端是有电的，在继电器未闭合的时候可以通过原有系统取电。但是，在继电器闭合的时候继电器两端短路并无电压，为解决在继电器闭合状态下无法取电的问题，传统做法是在可视门铃内部内置小容量的可充电的锂电池。在继电器闭合的时候，系统自动切换到锂电池供电，以保证可视门铃的正常工作。
综上所述，目前技术中大多采用锂电池供电。无线门铃大多是安装在室外门框上，使用环境恶劣，对锂电池的寿命、可靠性都会有很大影响，并且有爆炸的风险。随着使用时间的增加，锂电池一直处在不停的充放电状态，锂电池的容量衰减及寿命都会大大降低。另外，锂电池需要专用的充电电路，其成本也会增加很多。
技术实现要素：
本实用新型提出了一种门铃控制系统供电电路，具有可靠性高、温度范围广、制造和维护成本低的优点。该门铃控制系统供电电路包括：
可控开关模块，与发声门铃串联在门铃变压器的次级线圈的两端之间；
整流模块，电连接所述可控开关模块的两端，用于将所述门铃变压器输出的交流电整流成直流电输出；
储能模块，包括用于存储电能的法拉电容；
所述储能模块电连接至所述整流模块，并且在所述可控开关模块断开时将所述整流模块输出的电能存储至所述法拉电容中；
所述储能模块电连接至门铃控制模块，并且在所述可控开关模块闭合时将存储在所述法拉电容中的电能输出至所述门铃控制模块。
上述技术方案中，采用大容量的法拉电容替代传统的锂电池。法拉电容具有非常高的可靠性，无锂电池的老化记忆效应。也不存在随着使用时间的增加，寿命和容量下降的缺陷。不需要额外的充电电路，大大降低了供电电路成本的同时，大大提高供电电路的可靠性。另外，法拉电容的充电速度远快于锂电池，在几秒内即可将电容充满。
作为优选，所述法拉电容至少有两个，并且串联在所述储能模块中；所述储能模块还包括电连接各所述法拉电容的均压单元，所述均压单元电使得各所述法拉电容两端的电压保持一致。
作为优选，还包括升压模块；所述储能模块经所述升压模块电连接至所述门铃控制模块。
作为优选，所述法拉电容至少有两个，并且并联在所述储能模块中。
作为优选，还包括降压模块，所述储能模块经所述降压模块电连接至所述整流模块。
作为优选，还包括限流模块，所述储能模块经所述降压模块和所述限流模块电连接至所述整流模块。
作为优选，所述发声门铃为机械门铃。
作为优选，所述发声门铃为电子门铃。
作为优选，所述可控开关模块为双向可控开关。
一种电子门铃，包括室外控制器、门铃控制系统、发声门铃、门铃变压器，其特征在于：所述门铃控制系统包括上述各项中的任一项所述的门铃控制系统供电电路；所述门铃控制模块电连接所述可控开关模块的控制端和所述室外控制器，根据所述室外控制器的信号控制所述可控开关模块闭合/断开。
上述技术方案中，门铃控制系统供电电路采用大容量的法拉电容替代传统的锂电池。法拉电容具有非常高的可靠性，无锂电池的老化记忆效应。也不存在随着使用时间的增加，寿命和容量下降的缺陷。不需要额外的充电电路，大大降低了供电电路成本的同时，大大提高供电电路的可靠性。另外，法拉电容的充电速度远快于锂电池，在几秒内即可将电容充满。
附图说明
图1示出了传统的机械门铃系统框图。
图2示出了现有技术中基于原系统取电的电子可视门铃系统框图。
图3示出了实施例一的电子可视门铃系统框图一。
图4示出了实施例二的电子可视门铃系统框图二。
图5示出了本实用新型实施例的门铃控制系统供电电路系统框图。
图6示出了本实用新型实施例的储能电路框图一。
图7示出了本实施例新型实施例的储能电路框图二。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都收到专利法的保护。
实施例一
如图3所示的一种电子门铃，包括室外控制器、门铃控制系统、发声门铃、门铃变压器。
室外控制器，一般安装在室外并且用于检测用户是否触发门铃的响铃功能。室外控制器可以为安装在室外的门铃按钮，当门铃控制模块检测到门铃按钮被按下时能发出代表门铃按钮被按下的触发信号。
门铃控制系统包括门铃控制模块、图像传感模块、Wi-Fi无线模块、供电电路。图像传感器模块用于监视并记录室外图像；Wi-Fi无线模块实现门铃控制系统的无线数据传输；供电电路用于通过门铃变压器取电供门铃控制模块正常工作；门铃控制模块与门铃控制系统的其他模块以及电子门铃的其他器件电连接，以协调它们相互配合完成用于触发室外控制器以后的一系列响铃、呼叫传输等工作。
门铃变压器，包括初级线圈和次级线圈。其中，初级线圈接入110V-220V高压市电，次级线圈输出降压为适于发声门铃工作的8-24V电压。
如图5所示，门铃控制系统的供电电路包括：可控开关模块、整流模块、降压模块、限流模块以及储能模块。
可控开关模块与门铃变压器的次级线圈、发声铃铛串联形成门铃变压器的次级线圈回路。可控开关模块可以为可控的模拟开关、机械开关、数字开关等。可控开关模块的控制端与门铃控制模块电连接，能够根据门铃控制模块的控制信号闭合或者断开。
整流模块，电连接可控开关模块的两端。本实施例中的整流模块可以为整流桥等任何能够将交流电转换为直流电的整流电路或者整流芯片。当可控开关模块断开时，门铃变压器的次级线圈回路在可控开关模块处断开，位于可控开关模块两端的、经门铃变压器输出的8-24V低压交流电被输入至整流模块，经整流模块整流成直流电输出。
降压模块，电连接整流模块将整流模块输出的8-24V电压直流电降压为适合门铃控制模块工作的电压（通常为1.2-2.5V）输出。降压模块可以为BUCK降压电路，也可以为带有降压功能的BOOST-BUCK升降压电路。
限流模块，电连接降压模块的输出端和储能模块，用于对储能模块的充电电流进行限制，防止过大的充电电流对前级电路造成影响。具体的，限流模块可以是根据实际应用情况选择的具有合适的阻止的限流电阻。
储能模块，包括用于存储电能的法拉电容。储能模块电连接限流模块和门铃控制模块。采用法拉电容作为储能元件，将经限流模块输出的电能存储在法拉电容中，并且在门铃控制模块无电源的时候为其提供短时可靠的工作电源。现有的法拉电容一般为低压电容（2.7V），为了能够为门铃控制模块提供足够高的工作电压。本实施例的储能模块中，用于储能的法拉电容采样如图6所示的方式连接。这种储能方式（串联储能方式）需要至少两个性能参数一样的法拉电容串联使用并且需要均压单元。均压单元（例如韩国KORCHIP VINATECH公司的BW6101 均压保护板）分别与储能模块中的所有用于储能的串联法拉电容电连接，用于使得储能模块在储能时，每个法拉电容两端的电压都一致保持在它们的最高工作电压以下（2.7V）。
基于本实施例的电子门铃的工作过程如下：
安装在室外的室外控制器没有被用户触发时，可控开关模块处于断开状态。门铃变压器的次级线圈回路在可控开关模块处断开，发声门铃没有通电，不会发出声音。门铃变压器的次级线圈输出的8-24V交流电压经可控开关模块输出至整流模块整流为8-24V直流电，再经一步经降压模块和限流模块输出至门铃控制模块为其提供工作电源。另一方面，整流模块输出8-24V直流电，经过降压模块和限流模块输出至储能电路，对储能模块的法拉电容充电。储能模块充电过程中，限流模块对其充电电流进行限制，以防止过大的充电电流损坏前级电路。
当用户触发安装在室外的室外控制器（例如，室外的门铃按钮被按下）时，门铃控制模块检测到被触发的室外控制器的信号，控制可控开关模块闭合。门铃变压器的次级线圈回路导通，发声门铃通电发声。由于可控开关模块闭合，整流模块的输出端被短路。门铃变压器的次级线圈输出的8-24V交流电压无法为门铃控制模块其提供工作电源。此时，储能模块将存储在其法拉电容中的电能输出至门铃控制模块为其提供工作电源，来保证门铃控制模块的正常工作。
为了提高对发声门铃的兼容性，可控开关模块最好采用双向可控开关。
对于大多数电子铃铛，门铃控制模块检测到被触发的室外控制器的信号以后，控制电子铃铛发声的过程为：
首先，门铃控制模块控制双向可控开关单向导通，门铃变压器为电子铃铛提供半波电源，使得电子铃铛处于可以发声的状态；
其次，门铃控制模块控制双向可控开关双向导通一段时间，门铃变压器为电子铃铛提供短暂的全波电源，使得电子铃铛检测到全波电源以后其发声操作被触发，电子铃铛开始发声；
最后，门铃控制模块控制双向可控开关回到单向导通状态，门铃变压器为电子铃铛提供半波电源，使得电子铃铛可以持续发声到一段音乐结束。
对于机械门铃以及少部分电子铃铛，门铃控制模块在门铃控制模块检测到被触发的室外控制器的信号，控制双向可控开关闭合（单向导通或双向导通），均可以使得发声门铃通电发声。
实施例二
如图4所示的一种电子门铃，包括室外控制器、门铃控制系统、发声门铃、门铃变压器。
室外控制器，一般安装在室外并且，用于检测用户是否触发门铃的响铃功能。室外控制器可以为安装在室外的门铃按钮，当门铃控制模块检测到门铃按钮被按下时能发出代表门铃按钮被按下的触发信号。
门铃控制系统包括门铃控制模块、图像传感模块、Wi-Fi无线模块、供电电路。图像传感器模块用于监视并记录室外图像；Wi-Fi无线模块实现门铃控制系统的无线数据传输；供电电路用于通过门铃变压器取电供门铃控制模块正常工作；门铃控制模块与门铃控制系统的其他模块以及电子门铃的其他器件电连接，以协调它们相互配合完成用于触发室外控制器以后的一系列响铃、呼叫传输等工作。
门铃变压器，包括初级线圈和次级线圈。其中，初级线圈接入110V-220V高压市电，次级线圈输出降压为适于发声门铃工作的8-24V电压。
如图5所示，门铃控制系统的供电电路包括：可控开关模块、整流模块、降压模块、限流模块、升压模块以及储能模块。
可控开关模块与门铃变压器的次级线圈、发声铃铛串联形成门铃变压器的次级线圈回路。可控开关模块可以为可控的模拟开关、机械开关、数字开关等。可控开关模块的控制端与门铃控制模块电连接，能够根据门铃控制模块的控制信号闭合或者断开。
整流模块，电连接可控开关模块的两端。本实施例中的整流模块可以为整流桥等任何能够将交流电转换为直流电的整流电路或者整流芯片。当可控开关模块断开时，门铃变压器的次级线圈回路在可控开关模块处断开，位于可控开关模块两端的、经门铃变压器输出的8-24V低压交流电被输入至整流模块，经整流模块整流成直流电输出。
降压模块，电连接整流模块将整流模块输出的8-24V电压直流电降压为适合门铃控制模块工作的电压（通常为1.2-2.5V）输出。降压模块可以为BUCK降压电路，也可以为带有降压功能的BOOST-BUCK升降压电路。
限流模块，电连接降压模块的输出端和储能模块，用于对储能模块的充电电流进行限制，防止过大的充电电流对前级电路造成影响。具体的，限流模块可以是根据实际应用情况选择的具有合适的阻止的限流电阻。
储能模块，包括用于存储电能的法拉电容。储能模块电连接限流模块和升压模块。采用法拉电容作为储能元件，将经限流模块输出的电能存储在法拉电容中，并且在门铃控制模块无电源的时候将法拉电容中存储的电能经升压模块升压以后为其提供短时可靠的工作电源。现有的法拉电容一般为低压电容（2.7V），为了能够为门铃控制模块提供足够高的工作电压。本实施例的储能模块中，用于储能的法拉电容采样如图7所示的方式连接。这种储能方式（并联储能方式）可以仅使用一个法拉电容，或者将多个性能参数一样的法拉电容并联使用。
升压模块，电连接储能单元和门铃控制模块。采用并联储能方式相对实施例一种所述的串联使用方式，电路设计简单并且不需要使用额外的均压保护单元。但是，并联储能方式的输出电压较低，需要经升压模块升压以后输出至门铃控制模块作为电源。升压模块可以为BOOST升压电路，也可以为带有升压功能的BOOST-BUCK升降压电路。
基于本实施例的电子门铃的工作过程如下：
安装在室外的室外控制器没有被用户触发时，可控开关模块处于断开状态。门铃变压器的次级线圈回路在可控开关模块处断开，发声门铃没有通电，不会发出声音。门铃变压器的次级线圈输出的8-24V交流电压经可控开关模块输出至整流模块整流为8-24V直流电，再经一步经降压模块和限流模块输出至门铃控制模块为其提供工作电源。另一方面，整流模块输出8-24V直流电，经过降压模块和限流模块输出至储能电路，对储能模块的法拉电容充电。储能模块充电过程中，限流模块对其充电电流进行限制，以防止过大的充电电流损坏前级电路。
当用户触发安装在室外的室外控制器（例如，室外的门铃按钮被按下）时，门铃控制模块检测到被触发的室外控制器的信号，控制可控开关模块闭合。门铃变压器的次级线圈回路导通，发声门铃通电发声。由于可控开关模块闭合，整流模块的输出端被短路。门铃变压器的次级线圈输出的8-24V交流电压无法为门铃控制模块其提供工作电源。此时，储能模块将存储在其法拉电容中的电能经升压模块升压以后输出至门铃控制模块为其提供工作电源，来保证门铃控制模块的正常工作。
为了提高对发声门铃的兼容性，可控开关模块最好采用双向可控开关。
对于大多数电子铃铛，门铃控制模块检测到被触发的室外控制器的信号以后，控制电子铃铛发声的过程为：
首先，门铃控制模块控制双向可控开关单向导通，门铃变压器为电子铃铛提供半波电源，使得电子铃铛处于可以发声的状态；
其次，门铃控制模块控制双向可控开关双向导通一段时间，门铃变压器为电子铃铛提供短暂的全波电源，使得电子铃铛检测到全波电源以后其发声操作被触发，电子铃铛开始发声；
最后，门铃控制模块控制双向可控开关回到单向导通状态，门铃变压器为电子铃铛提供半波电源，使得电子铃铛可以持续发声到一段音乐结束。
对于机械门铃以及少部分电子铃铛，门铃控制模块在门铃控制模块检测到被触发的室外控制器的信号，控制双向可控开关闭合（单向导通或双向导通），均可以使得发声门铃通电发声。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。