单火取电保护电路及设备的制作方法

1.本实用新型涉及开关领域，尤其涉及实用新型一种单火取电保护电路及设备。


背景技术：

2.随着智能家居的发展，越来越多的消费者希望购买智能家居类产品，其中智能开关对灯光等的控制是必不可少的一部分，而一般的灯光控制线，均为一根火线，并无零线，因此常规的供电方式无法满足智能开关的需求，需要设计只用一根火线取电的电路，在只用一根火线的情况下，灯在关闭状态时，需要借助灯的漏电流来取电工作，这样就可能会因为灯的漏电流而导致灯在关闭的状态下偶发闪烁。
3.现有技术中，为了抑制该闪烁问题，可以在取电电路中串联电阻器，但是实际使用情况中，该电阻器经常会因为取电电路的异常状态而发热，进而损坏电路和设备。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种单火取电的保护电路，以解决现有单火取电回路中电阻因长期流过非正常电流而导致发热，损坏电路板和设备外壳的技术问题。
5.根据本实用新型的第一方面，提供了一种单火取电保护电路，包括：
6.电阻器，其电性连接于所述单火取电保护电路中；
7.电路异常检测器，其被串联于所述电阻器，并被设置为适于检测所述电阻器的第一状态参数，在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态。
8.进一步地，所述电路异常检测器还被设置为在检测到所述第一状态参数处于非第一指定范围时，解除所述高阻抗状态，以恢复所述单火取电保护电路的正常运行。
9.进一步地，所述电阻器两端未并联用于限制所述电阻器两端电压的钳位器件。
10.进一步地，所述电路异常检测器包括一正温度系数可恢复保险丝；所述正温度系数可恢复保险丝串联于所述电阻器，并直接或者间接地电性连接于一整流单元；所述整流单元用于将所述单火取电保护电路的输入电流整流后输出。
11.进一步地，所述正温度系数可恢复保险丝与所述电阻器串联后电性连接于所述整流单元的后端；即所述正温度系数可恢复保险丝的一端作为输入端直接或者间接地电性连接至所述整流单元的正极或负极，另一端作为输出端电性连接至所述电阻器，用于检测所述电阻器的电流。
12.进一步地，所述正温度系数可恢复保险丝与所述电阻器串联后电性连接于所述整流单元的前端，即所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间，或者，所述单火取电保护电路的零线端与所述整流单元之间，用于检测所述电阻器的电流。
13.进一步地，所述第一状态参数包括所述电阻器的电流，所述第一指定阈值包括指定电流阈值，所述第一指定区间包括指定电流区间；所述的在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态；具体包括：
14.在检测到所述电阻器的电流处于以指定电流阈值为起点的指定电流区间时，进入高阻抗状态，以将所述电阻器的电流限制在所述指定电流阈值范围内。
15.进一步地，所述第一状态参数包括所述电阻器的电流，所述第一指定阈值包括指定电流阈值，所述非第一指定区间包括非指定电流区间；所述的在检测到所述第一状态参数处于非第一指定范围时，解除所述高阻抗状态；具体包括：
16.在检测到所述电阻器的电流处于非指定电流区间时，解除所述高阻抗状态。
17.进一步地，所述单火取电保护电路并行设置有多路负载，对应地，每一路负载均连接至一整流单元；所述正温度系数可恢复保险丝连接在所有整流单元共用的回路上。
18.进一步地，所述的正温度系数可恢复保险丝，其动作电流的范围被设置为5ma到100ma。
19.进一步地，其特征在于，所述的正温度系数可恢复保险丝，其动作电流被设置为20ma。
20.进一步地，其特征在于，所述的正温度系数可恢复保险丝，其平衡状态下，所述电阻器的电流小于或者等于10ma。
21.进一步地，所述电路异常检测器包括一温度保险器件；所述温度保险器件串联于所述电阻器，并直接或者间接地电性连接于一整流单元；所述整流单元用于将所述单火取电保护电路的输入电流整流后输出。
22.进一步地，所述温度保险器件与所述电阻器串联后电性连接于所述整流单元的后端；即所述温度保险器件的输入端直接或者间接地电性连接至所述整流单元的正极或者负极，输出端电性连接至所述电阻器，用于检测所述电阻器的温度。
23.进一步地，所述温度保险器件与所述电阻器串联后电性连接在所述整流单元的前端，即所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间，或者，所述单火取电保护电路的零线端与所述整流单元之间，用于检测所述电阻器的温度。
24.进一步地，所述第一状态参数包括温度，所述第一指定阈值包括指定温度阈值，所述第一指定区间包括指定温度区间；所述的在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态；具体包括：
25.在检测到所述电阻器的温度处于以指定温度阈值为起点的指定温度区间时熔断，以呈现出电阻无限大的高阻抗状态。
26.进一步地，所述的温度保险器件的动作温度的范围被设置为120℃～200 ℃。
27.进一步地，其特征在于，所述的温度保险器件与所述电阻器均设置于一pcb电路板上，在所述pcb电路板上的间隔距离小于一阈值距离；且所述温度保险器件与所述电阻器之间涂敷有导热材料。
28.进一步地，所述的温度保险器件与所述电阻器封装成一个整体，使所述温度保险器件可以准确的检测到所述电阻器的温度。
29.根据本实用新型的第二方面，提供了一种单火取电保护电路，包括：
30.电阻器；和
31.钳位器件，其被并联于所述电阻器两端，并被设置为适于检测所述电阻器的第二状态参数，在检测到所述第二状态参数处于以第二指定阈值为起点的第二指定区间时，进入钳位状态，以保护所述电阻器。
32.进一步地，所述钳位器件还被设置为在检测到所述第二状态参数处于非第二指定范围时，解除所述钳位状态。
33.进一步地，所述电阻器的任一端未串联用于限制所述电阻器电流的电路异常检测器。
34.进一步地，所述钳位器件包括一第一钳位二极管；所述第一钳位二极管与所述电阻器并联后电性连接于一整流单元的后端，即所述第一钳位二极管与所述电阻器并联后电性连接至所述整流单元的正极或者负极，用于检测所述电阻器两端的电压；所述整流单元用于将所述单火取电保护电路的电源输入级输入的电流整流后输出。
35.进一步地，所述钳位器件包括一第一钳位二极管；所述第一钳位二极管与所述电阻器并联后电性连接于一整流单元的前端，即所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间或者所述单火取电保护电路的零线端与所述整流单元之间，用于检测所述电阻器两端的电压；所述整流单元用于将所述单火取电保护电路的电源输入级输入的电流整流后输出。
36.进一步地，所述钳位器件包括第二钳位二极管和第三钳位二极管；其中，所述第二钳位二极管和所述第三钳位二极管的相同极性的一端电性连接，对应地未连接的两端并联于所述电阻器的两端；所述第二钳位二极管和所述第三钳位二极管与所述电阻器并联后电性连接于一整流单元的后端，即所述第二钳位二极管和所述第三钳位二极管与所述电阻器并联后电性连接至所述整流单元的正极或者负极，用于检测所述电阻器两端的电压；所述整流单元用于将所述单火取电保护电路的电源输入级输入的电流整流后输出。
37.进一步地，所述钳位器件包括第二钳位二极管和第三钳位二极管；所述第二钳位二极管和所述第三钳位二极管与所述电阻器并联后电性连接于一整流单元的前端，即所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间，或者，所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间，用于检测所述电阻器两端的电压；所述整流单元用于将所述单火取电保护电路的电源输入级输入的电流整流后输出。
38.进一步地，所述第二状态参数包括电压，所述第二指定阈值包括指定电压阈值，所述第二指定区间包括指定电压区间；所述的在检测到所述第二状态参数处于以第二指定阈值为起点的第二指定区间时，进入钳位状态；具体包括：
39.在检测到所述电阻器两端的电压处于以指定电压阈值为起点的指定电压区间时，进入钳位状态，以将所述电阻器两端的电压限定在所述指定电压阈值范围内。
40.进一步地，所述第二状态参数包括电压，所述第二指定阈值包括指定电压阈值，所述非第二指定区间包括非指定电压区间；所述的在检测到所述第二状态参数处于非第二指定范围时，解除所述钳位状态；具体包括：
41.在检测到所述电阻器两端的电压处于非指定电压区间时，解除所述钳位状态。
42.根据本实用新型的第三方面，提供了一种电子设备，包括所述的单火取电保护电路。
43.本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的技术方案通过设置串联于电阻器的电路异常检测器或者并联于电阻器的钳位器件来检测电路的异常状况；当使用串联于电阻器的电路异常检测器时，其通过检测所述电阻器的电流或者温度，当电阻器的电流或者温度出现异常时，所述电路异常检测器进入高阻抗状态，以迅速拉低回路的电流，达到保护所
述电阻器以及整个电路的目的；使用并联的钳位器件时，其通过检测所述电阻器两端的电压，当所述电阻器的电压出现异常时，所述钳位器件进入钳位状态，将所述电阻器两端的电压限制在阈值范围内，以间接的阻止回路电流的升高而保护电阻器和电路。另外，本技术所提出的技术方案种，电路异常检测器和钳位器件只需要选择其一作为单火取电的保护措施，可以在成本更低的情况下，达到更好的保护效果。
附图说明
44.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1-1是本实用新型实施例1中单火取电保护电路的电路示意图；
46.图1-2是图1-1中加入钳位器件后的电路示意图；
47.图1-3是图1-1中正温度系数可恢复保险丝的rt曲线示意图；
48.图2-1是本实用新型实施例2中单火取电保护电路的电路示意图；
49.图2-2是图2-1中加入钳位器件后的电路示意图；
50.图3是本实用新型实施例3中单火取电保护电路的电路示意图；
51.图4-1是本实用新型实施例4中单火取电保护电路的电路示意图；
52.图4-2是图4-1加入钳位器件后的电路示意图；
53.图5-1是本实用新型实施例5中单火取电保护电路的电路示意图；
54.图5-2是图5-1中加入钳位器件后的电路示意图；
55.图6是本实用新型实施例6中单火取电保护电路的电路示意图；
56.图7是本实用新型实施例7中单火取电保护电路的电路示意图；
57.图8是本实用新型实施例8中单火取电保护电路的电路示意图；
58.图9是本实用新型实施例9中单火取电保护电路的电路示意图。
59.附图标记：
60.1-ac-dc开关电源；
61.2-通讯及控制电路；
62.3-电路异常检测器、r2-正温度系数可恢复保险丝；
63.l-火线连接端、n-零线连接端；
64.r1、r4、r3-电阻器；
65.s1、s2、s3-开关器件；
66.mb1、mb2-整流单元；
67.l1、l2、l3-外部负载；
68.4-钳位器件；
69.d1、d2-钳位二极管；
70.d3-第一钳位二极管、d4-第二钳位二极管、d5-第三钳位二极管。
具体实施方式
71.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
72.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
73.在本实用新型的描述中，“多路”的含义是多个负载所在的回路，例如两路，三路，四路等，除非另有明确具体的限定。
74.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
75.需要说明的是，以下所有描述中，“打开”是指让电流流过的导通状态，或者说接通状态；“关闭”是指不让电流流过的非导通状态，或者说断开状态。
76.随着智能家居及iot技术的发展，智能开关越来越流行。智能开关需要火线零线双线供电给智能开关本身的通讯及控制电路提供电能(例如为通信电路和处理器供电，使其正常工作)。然而，存在一些比较老旧的房子，在装修时并未配置走零线到开关的线路，即只有单火线，现有的零火线的智能开关将无法使用。因此就产生了单火线取电方式的智能开关，其内部使用的是单火取电电路；其原理是：将所述智能开关的单火取电电路串联于负载(例如灯)的供电电路中，即所述单火取电电路的一个接线端连接于火线连接端，另一端通过负载连接至零线连接端，进而在所述负载的供电回路中取一部分电量为所述智能开关的通讯及控制电路供电，使其正常工作。而将智能开关串联在负载的工作回路中，需要从回路中获取电能，若所述智能开关持续处于待机状态，则灯具回路需要持续提供一定的工作电流，若该工作电流过大，会导致灯具发出微微亮光或者闪烁，影响用户使用体验；因此，单火取电电路中，为了抑制单火取电电路中的负载的闪烁问题，可以在取电电路中串联电阻器来限制工作回路的电流；但是所述电阻器会因电路发生异常情况而长时间通过一定的电流，该电流和作为保护电阻该电阻器的阻值以及负载直接相关，如果电阻器长期处于非正常(例如流过电阻器的电流大于某一阈值)的电流状态，会因长期流过非正常电流而发热，损坏电路板和设备外壳。一种举例中，所述失效故障为类似短路的电路故障，例如图1-1中所述ac-dc开关电源1的输入级短路，也就等效于整个回路因为短路失效，这种失效故障下，流过电阻器 r1的电流会大于正常的电流，导致r1发热，长期发热会烧毁电路板和设备外壳。因此，为了解决这个技术问题，本实施例提出了一种单火取电保护电路，用于在单火取
电的电路发生异常情况时保护所述电阻器，进而保护整个单火取电电路及对应的电器设备。
77.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。需要说明的是，以下所有实施例的附图均重点展示所述单火取电保护电路，由于单火取电技术已经比较成熟，相关的电路也被很多文献所公开，因此本说明书的附图中将不对整个单火取电的电路及取电原理进行过多论述。
78.请参考图1-1～图1-3，基于图1-1～图1-3，本实施例1提出的单火取电保护电路被具体阐释；如图1-1是本实用新型实施例1中提供的单火取电保护电路的简单示意图；由图1-1可知，本实施例所提出的单火取电保护电路至少包括：
79.电阻器r1，其被电性连接于所述单火取电保护电路中；电路异常检测器3，其被串联于所述电阻器r1，并被设置为适于检测所述电阻器r1的第一状态参数，在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态，以保护所述电阻器r1，进而达到保护整个电路的目的。需要说明的是，当所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，即判定为电路出现异常情况，此时极有可能会造成电阻器r1内流过的电流快速增大而导致电阻器r1发热，进而损坏整个电路；因此，所述电路异常检测器3进入高阻抗状态以限制所述电阻器r1中的电流的持续增大，以保护所述电阻器r1。示例性的，所述电阻器r1被实施为一消闪抑制电阻，所述电阻器r1用于对流过所述外部负载 l1的电流进行限流，因此，所述电阻器r1的存在使得所述外部负载l1流过的电流不会太大，可以抑制所述外部负载l1在关闭状态下的闪烁问题；所述电阻器r1的阻值范围被设置在300ω～5kω之间，优选500ω、1kω、3.2k ω等阻值。示例性的，当所述电阻器r1需要具有浪涌抑制效果时，所述电阻器r1也可以被实施为具备浪涌抑制能力的电阻，或者多个电阻串联而组成的具备浪涌抑制能力的电阻单元；需要说明的是，多个电阻串联可以增加电阻的功率余量以及浪涌抑制能力，例如3.2kω的电阻，可以采用4个800ω的电阻串联。当然，以上两种实施方式仅用于举例，并不用于限制本实用新型。
80.如图1-1所示，所述电阻器r1和所述电路异常检测器3串联后电性连接于一ac-dc开关电源1与一整流单元mb1之间；所述整流单元mb1 用于将所述单火取电保护电路的输入电流整流后经所述电阻器r1输入至后端的ac-dc开关电源1，所述ac-dc开关电源1对输入电能进行转换后输出至一通讯及控制电路2；所述的通讯及控制电路2用于对外通信以及接受控制指令，并根据控制指令来控制一接入所述单火取电保护电路中的开关器件s1的通断状态，进而控制与所述开关器件s1所关联的外部负载l1的工作状态。其中，开关器件s1的控制端电性连接于所述通讯及控制电路2(图未示)，并被设置为可以被所述通讯及控制电路2所控制地切换打开和关闭状态；当开关器件s1关闭时，所述外部负载l1被关闭，此时外部负载l1的供电回路被切断，所以外部负载l1此时不亮，且通过火线端子 l、外部负载l1、和零线端子n形成此时的供电回路，该回路中的电流通过整流单元mb1、电路异常检测器3、电阻器r1，后经过ac-dc开关电源1 变为适宜的输出电压，给所述通讯及控制电路2供电；进一步地，若所述 ac-dc开关电源1经过一次变换的电压如果不满足整个电路的需求，还可以通过ldo、dc-dc等电压变换电路进行二次或者多次变压，直到输出电压达到所述通讯及控制电路2的供电需求；当然，单火取电电路还包括取电电路、稳压电路、滤波电路等其他电路，此
处不再赘述。
81.需要说明的是，所述通讯及控制电路2包含控制所述开关器件s1的控制电路(例如继电器等)以及无线通讯电路(例如射频通信模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块等)；其中，所述无线通讯电路可以采用zigbee、蓝牙、 wifi或者matter等标准的无线通讯协议，也可以为自定义的射频通信协议，其只要满足低功耗的要求即可，本实施例不做具体限制。所述整流单元mb1 可以被实施为一整流桥(如图1-1)，以形成全波整流电路；在其他实施方式中，所述整流单元mb1也可以被实施为一整流二极管，从而形成半波整流电路；当然，以上两种实施方式仅用于举例，并不用于限制本实用新型，所述整流单元mb1也可以被实施为其他具备整流功能的电子元器件或者多个电子元器件组合的具备整流功能的电路，并不会超出本实用新型的保护范围。另外，所述负载l1包括但不限于灯具、电器设备；所述开关器件s1控制所述外部负载l1的工作状态包括但不限于通过控制供应于所述外部负载 l1的工作电流的通断来切换所述外部负载l1的工作状态。
82.以上技术方案中，通过设置串联于电阻器r1的电路异常检测器3来检测电路的异常状况，在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态，以保护所述电阻器r1，进而达到在电路出现异常状况时保护整个电路的目的。
83.在本实施例中，所述电路异常检测器3被包括一正温度系数可恢复保险丝r2；所述正温度系数可恢复保险丝r2串联于所述电阻器r1，并直接或者间接地电性连接于所述整流单元mb1。所述正温度系数可恢复保险丝r2为可恢复型电路元器件，因此在电路的异常情况解除后还可以恢复电路的正常运转。
84.因此，在本实施例中，所述电路异常检测器还被设置为在检测到所述第一状态参数处于非第一指定范围时，解除所述高阻抗状态，以恢复所述单火取电保护电路的正常运行。在该实施例中，将所述电路异常检测器3 设置为正温度系数可恢复保险丝r2，当电路出现异常时，所述正温度系数可恢复保险丝r2进入高阻抗状态而阻值所述电阻器r1的增大，以防止所述电阻器r1的温度升高而损坏电路或设备；当电路异常情况解除时，即所述第一状态参数处于非第一指定范围时，解除所述高阻抗状态，以恢复电路的正常运转，使得保护电路具备自恢复的功能，使用更方便。
85.在本实施例中，所述电阻器r1两端未并联用于限制所述电阻器r1 两端电压的钳位器件(例如图1-2所示的钳位二极管等)。一种举例中，如图1-2所示，若所述电阻器r1的两端并联有钳位二极管d1；则d1可以在所述电阻器r1两端的电压大于某一阈值时进入钳位状态，以保护所述电阻器 r1，但所述钳位二极管d1的钳位作用会让所述电阻器r1两端的电压钳位到一个固定值；假设所述外部负载l1被实施为一led灯，因led灯的驱动为恒功率的驱动，其特点是：led灯两端电压高，则电流小，led灯两端电压低，则电流大，而d1的钳位作用，会限制r1两端电压的升高，则led灯两端的电压会相比无钳位而变大，进而电流降低，而所述正温度系数可恢复保险丝r2是靠电流动作的器件，如果电流的变化小，则不利于正温度系数可恢复保险丝r2的动作，因此在所述外部负载l1被实施为led灯的情况下，d1的钳位作用影响了所述正温度系数可恢复保险丝r2的动作，进而会影响所述正温度系数可恢复保险丝r2对电路的保护作用；因此，当所述外部负载l1被实施为led灯时，在所述电阻器r1串联了所述正温度系数可恢复保险丝r2的情况下，电阻器r1的两端不应再并联用于限制所述电阻器r1两端电压的钳位器件4。
86.在本实施例中，所述正温度系数可恢复保险丝r2与所述电阻器r1串联后电性连接于所述整流单元mb1的后端；如图1-1所示，所述正温度系数可恢复保险丝r2的一端作为输入端电性连接至所述整流单元的正极，另一端作为输出端电性连接至所述电阻器r1，用于检测流经所述电阻器 r1的电流。当然，在其他实施方式中，所述正温度系数可恢复保险丝r2 的一端作为输入端也可以电性连接至所述整流单元的负极，另一端作为输出端电性连接至所述电阻器r1。不管采用何种连接方式，在本实施例中，所述正温度系数可恢复保险丝r2都是用于检测所述电阻器r1中的电流，进而根据电流的大小来决定进入或者解除高阻抗状态。
87.进一步地，在本实施例中，所述第一状态参数包括所述电阻器r1的电流，所述第一指定阈值包括指定电流阈值，所述第一指定区间包括指定电流区间；所述的在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态；在检测到所述第一状态参数处于非第一指定范围时，解除所述高阻抗状态；具体包括：
88.所述正温度系数可恢复保险丝r2在检测(或者说感应)到所述电阻器 r1的电流处于以所述指定电流阈值为起点的指定电流区间时，进入高阻抗状态，以将所述电阻器r1的电流限制在所述指定电流阈值范围内。
89.所述正温度系数可恢复保险丝r2在检测到所述电阻器r1的电流处于非指定电流区间时，解除所述高阻抗状态。
90.需要说明的是，所述正温度系数可恢复保险丝r2为ptc材料制成的器件，其具有一动作电流，且被设置为可以在所述电阻器r1的电流大于所述动作电流时呈现高阻状态，以等效为断开异常情况下的失效的工作回路，进而避免在该异常情况下，所述电阻器r1的电流进一步增大，或者持续的通过异常电流而产生高温烧毁产品。所述动作电流为r2的固定参数，根据正温度系数可恢复保险丝r2选型的不同，所述动作电流也会不同。
91.另外值得说明的是，所述正温度系数可恢复保险丝r2的工作原理是依赖于自身温度的变化而呈现出不同的阻值，其rt(阻值温度)曲线如图1-3 所示，正常工作时，由于电路中的工作电流较小，因此r2中流过的电流产生的热量不足以使r2的温度达到居里温度，r2的阻值一直呈现为出厂时设定的低电阻rp，且一般不会超过rmin；当电路出现异常状况时(例如断路)，则电路中的工作电流会异常的增大，导致r2的温度也快速的升高，当电路中的工作电流大于或者等于r2的动作电流时，所述正温度系数可恢复保险丝 r2的温度会上升至其居里温度值tm(例如130℃)，其自身阻值将会呈类似于阶跃式的跳变至rmax，同时回路的工作电流被迅速拉低，此时回路等效为断开回路，即所述正温度系数可恢复保险丝r2进入高阻抗状态；所述的指定电流阈值可以理解为所述的动作电流；对应地，所述指定电流区间可以理解为大于或者等于所述动作电流的电流区间；进一步地，所述非指定电流区间则为小于所述动作电流的电流区间；进一步可知，所述指定电流区间与所述非指定电流区间共同组成连续的电流区间。
92.另外说要说明的是，所述正温度系数可恢复保险丝r2还具有一平衡状态；具体为：如图1-3所示，当r2阻值增大至rmax时，所述电阻器r1中的电流的将被拉低，所述正温度系数可恢复保险丝r2自身的温度由于回路的电流回落而下降，其阻值会随着温度的下降而下降，并再次引起回路中的电流的回升；如此循环往复，使得电路最终达到一个平衡状态(例如图1-3 中的tc)。本实施例中，所述正温度系数可恢复保险丝r2在平衡状态下，所述电阻
器r1的电流小于或者等于10ma。该平衡状态下，可保证电阻器 r1的温度不至于升的太高而损坏，且在异常状况解除后，能够快速的解除高阻抗状态而恢复电路的正常运转。
93.因此，所述的在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态；可以理解为，立即进入高阻抗状态或者经预设时间后进入高阻抗状态；所述的高阻抗状态进一步的也可以理解为所述正温度系数可恢复保险丝r2在高阻抗的平衡状态下的状态；当所述的进入高阻抗状态被理解为经预设时间后进入高阻抗状态时；所述的预设时间可根据图3中rmin点和rmax点之间的间隔时间来确定。例如 t2-t1，其中，t1为rmin点对应的时间，t2为rmax点对应的时间。上述技术方案中，所述正温度系数可恢复保险丝r2在达到指定电流阈值后，不会立即进入高阻抗状态，而是经过预设时间后进入高阻抗状态，给予电路系统一定的时间缓冲，防止电路状态突然切换而损坏电路中的电器元件。
94.在本实施例中，所述动作电流被设置为5ma～100ma；进一步地，可以设置为20ma。具体设置依据为：当所述外部负载l1被实施为灯具时，因灯具功率限制，所述正温度系数可恢复保险丝r2的选择显得非常重要，灯具的功率越大，电路发生异常情况的失效后的流过电阻器r1的电流就越大，所述正温度系数可恢复保险丝r2就越容易动作，因此需要考虑最小功率的灯具负载下的电流，来选择该器件；一种假设中，若最小功率的外部负载l1 的功率3w，在220v供电的情况下，灯具负载的电流约为13ma，因回路中电阻器r1的存在，会使灯具两端的电压降低，而增大灯具的电流(功率一定，电压降低则电流增大)，因此大于13ma的动作电流完全可以满足设计需求，但因工程上的偏差，例如所述正温度系数可恢复保险丝r2动作电流的偏差、灯具功率的偏差等等，实际应用中，考虑到正常的电流需求与需要保护的电流的关系，折中选择，选择5ma～100ma动作电流的正温度系数可恢复保险丝r2。一些应用场景中，例如在超低功耗的应用中，仅需几百微安的电流，就可以满足正常状态下后端电路的需求，这种情况下，就可以选择5ma的动作电流，以确保所述正温度系数可恢复保险丝r2在异常情况下可以动作。而某些应用场景中，例如连接wifi等功耗略大的协议，就需要数毫安的动作电流，因此，此种情况的动作电流就需要设置的大些，例如设置到20ma、 30ma或者50ma等。因此，本实施例中，将所述正温度系数可恢复保险丝 r2的动作电流设置为5ma～100ma的范围来使得所述正温度系数可恢复保险丝r2适用于大多数的使用场景。
95.如图2-1所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的实施例2的电路示意图；不同于上述实施例的是，该实施例中，将所述正温度系数可恢复保险丝r2和所述电阻器r1串联后设置在所述整流单元mb1的前端；如图 2-1所示，所述正温度系数可恢复保险丝r2与所述电阻器r1串联后电性连接于所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元mb1之间，用于检测所述电阻器的电流；当然，在其他实施方式中，所述正温度系数可恢复保险丝r2与所述电阻器r1串联后也可以电性连接于所述单火取电保护电路的零线端与所述整流单元之间，只要能达到相同的技术效果即可，本实施例不做限制。
96.本实施例下的其他连接关系和参数设计，参考上述实施例1的论述，此处不在累述。
97.另外，考虑到交流电的特征，在所述正温度系数可恢复保险丝r2与所述电阻器r1串联后设置于所述整流单元mb1的前端时，所述的非指定电流区间则为绝对值小于所述第一预设电流值的电流区间。可以看出，在本实施例中，所述指定电流区间与所述非指定电流
区间共同组成连续的电流区间，即所述电阻器r1的电流值要么在所述指定电流区间，要么在所述非指定电流区间。
98.本实施例中，将所述正温度系数可恢复保险丝r2和所述电阻器r1串联后设置在所述整流单元mb1的前端。此种设置方式相较于上述实施例的设置方式，可以保护的范围会更大；例如所述整流单元mb1引起的类似于短路的失效故障也可以在所述正温度系数可恢复保险丝r2和所述电阻器r1的保护范围内。此种情况下，如果需要钳位保护，则需要采用如图2-2所示的两个钳位二极管(d1和d2)同极性连接的串联方式组成的钳位器件4，以使整个交流周期，均有钳位的效果，钳位二极管可以为稳压管，也可以为抗浪涌肖特基二极管，起到钳位和浪涌抑制的作用，但同上述实施例种关于钳位二极管的论述，这个钳位的效果会带来某种情况下的所述正温度系数可恢复保险丝r2的不动作问题，因此在将所述正温度系数可恢复保险丝r2和所述电阻器r1串联后设置在所述整流单元mb1的前端时，也不应在所述电阻器r1 两端并联钳位器件4。
99.如图3所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例3的电路示意图；该实施例中，外部负载有多个(l1、l2、l3)，该实施例中，采用图3的电路结构，以保证接通其中任意一路负载，后端的通讯及控制电路 2均可以正常取电；
100.进一步地，该实施例中，每路负载(l1、l2或l3)均需要增加一个电阻器，如图3的r1、r3、r4；其中外部负载l1对应的抑制电阻为r1，外部负载l2对应的抑制电阻为r3，外部负载l3对应的抑制电阻为r4；而所述正温度系数可恢复保险丝r2设置在整个回路的共用端，这样一个正温度系数可恢复保险丝r2就可以确保任意一路负载失效时，均可以起到保险的作用。
101.进一步地，如图3所示，该电路通过两个整流单元(mb1和mb2)来实现任意一路负载的接通，所述通讯及控制电路2均可以取电；其中一路外部负载(l1)直接或者间接的电性连接至所述整流单元mb1的交流输入的两端，另两路外部负载(l2和l3)分别直接或者间接的电性连接到另一个整流单元mb2的交流输入的一端，整流桥mb1的负极和mb2的负极电性相连，整流桥mb1的正极和mb2的正极电性相连。该电路的s2和s3的功能与s1 相同，均被设置为受所述通讯及控制电路2的控制地切换打开或者关闭状态，以控制对应外部负载的工作状态；如图3所示，本实施例中，mb1和mb2 均被设置为整流桥；其他功能和设计如图1-1至图1-3对应的实施例相同的论述，此处不再累述。
102.以上实施例1～实施例3的电路异常检测器3均为正温度系数可恢复保险丝r2，其特点是在故障解除后，仍然可以恢复正常工作，不会永久损坏。以实现电路的自保护和自恢复的功能。
103.如图4-1所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例4的电路示意图；该实施例中将上述实施例中的正温度系数可恢复保险丝r2替换为温度保险器件，考虑到电路失效故障的最大危害为长期的电流导致发热，因此，温度保险器件的保障效果更加直接，无论何种失效故障，只要温度大于预设值，就判断为电路异常。示例性的，该温度保险器件被实施为一温度敏感的保险丝和/或带温度检测的半导体逻辑电路。
104.在本实施例中，所述温度保险器件与所述电阻器r1串联后电性连接于所述整流单元mb1的后端；如图4-1所示，所述温度保险器件的一端作为输入端电性连接至所述整流单元mb1的正极，另一端作为输出端电性连接至所述电阻器r1，用于检测流经所述电阻器r1的
电流。当然，在其他实施方式中，所述温度保险器件的一端作为输入端也可以电性连接至所述整流单元mb1的负极，另一端作为输出端电性连接至所述电阻器r1。不管采用何种连接方式，在本实施例中，所述温度保险器件都是用于检测所述电阻器r1的温度，进而在某一温度点时熔断，使整个回路断路而呈现出电阻无限大的高阻抗状态。
105.同图1-2的关于钳位二极管d1的论述，本实施例中发热器件主要为电阻器r1，因此为了与温度保险器件配合，使问题尽快暴露，仍然无需额外设置类似于图4-2的钳位器件4。
106.本实施例中，所述第一状态参数包括温度，所述第一指定阈值包括指定温度阈值，所述第一指定区间包括指定温度区间；所述的在检测到所述第一状态参数处于以第一指定阈值为起点的第一指定区间时，进入高阻抗状态；具体包括：在检测到所述电阻器的温度处于以指定温度阈值为起点的指定温度区间时熔断而使电路断开，进而呈现出电阻无限大的高阻抗状态。值得注意的是，所述指定温度阈值为预设值，所述指定温度区间为大于或者等于所述指定温度阈值的温度区间。
107.本实施例中，所述温度保险器件在所述电阻器r1的温度达到指定温度阈值时熔断，以断开回路，进而达到保护电阻器r1和整个电路的目的。所述温度保险器件断开后不可恢复，可以迫使工作人员检查电路异常状况的问题点，且能够在出现异常情况时直观的暴露问题，以尽快解决，防止留下安全隐患。
108.在本实施例中，考虑到电路板和设备外壳等可以承受的安全温度，以及电路正常运行时的温度，该温度保险器件的动作温度设计为120℃—200℃，优选145℃。该温度保险器件可以选择温度熔断类型的保险丝，当达到动作温度后，该保险丝断开，并且不可恢复，该电路将不可恢复的失效，有利于确保电路失效后故障的出现，避免出现故障后无法发现的不安全因素。电路的其他功能与上述实施例类似，本领域技术人员可参见上述实施例如(实施例1)的论述，此处不再累述。
109.在本实施例中，所述温度保险器件与所述电阻器r1需要靠近布置，具体为间隔距离小于一预设的阈值距离，以确保所述温度保险器件能够准确的检测到所述电阻器r1的温度，防止因为检测迟钝而发生电路故障。在一具体实施方式中，在所述温度保险器件和所述电阻器r1之间涂敷导热材料，使所述电阻器r1的热量能够有效的传递到所述温度保险器件上。在另一具体实施方式中，将温度保险器件和电阻器r1封装在一起，以便更好的布置和进行热传递。
110.如图5-1所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例5的电路示意图；与以上实施例4不同的是，该实施例中，将温度保险器件设置在所述整流单元mb1的前端；如图5-1所示，所述温度保险器件和所述电阻器r1串联后设置于所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间，用于检测所述电阻器r1的温度。当然，在其他实施方式中，所述温度保险器件与所述电阻器r1串联后也可以电性连接于所述单火取电保护电路的零线端与所述整流单元mb1之间，只要能达到相同的技术效果即可，本实施例不做限制。
111.同图1-2的关于钳位二极管d1的论述，本实施例中发热器件主要为电阻器r1，因此为了与温度保险器件配合，使问题尽快暴露，仍然无需额外设置类似于图5-2的钳位器件4。
112.本实施例的其他电路结构及功能原理与上述实施例类似，本领域技术人员可参考实施例2及实施例4对应的相关论述，此处不再累述。
113.如图6为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例6的电路示意图；该实施
例中，外部负载有多个(l1、l2、l3)，采用图6的电路结构，以保证接通其中任意一路负载，后端的通讯及控制电路2均可以正常取电；
114.参考图3(实施例3)，本实施例中将正温度系数可恢复保险丝r2替换为温度保险器件。该实施例中，每路负载均需要增加一个电阻器，如图6的 r1、r3、r4；其中外部负载l1对应的抑制电阻为r1，外部负载l2对应的抑制电阻为r3，外部负载l3对应的抑制电阻为r4；而所述温度保险器件设置在整个回路的共用端，这样一个温度保险器件就可以确保任意一路负载失效时，均可以起到保险的作用。
115.进一步地，如图3所示，该电路通过两个整流单元(mb1和mb2)来实现任意一路负载的接通，所述通讯及控制电路2均可以取电；其中一路外部负载(l1)直接或者间接的电性连接至所述整流单元mb1的交流输入的两端，另两路外部负载(l2和l3)分别直接或者间接的电性连接到另一个整流单元mb2的交流输入的一端，整流桥mb1的负极和mb2的负极电性相连，整流桥mb1的正极和mb2的正极电性相连。该电路的s2和s3的功能与s1 相同，均被设置为受所述通讯及控制电路2的控制地切换打开或者关闭状态，以控制对应外部负载的工作状态；如图6所示，本实施例中，mb1和mb2 均被设置为整流桥；其他功能和设计如图3对应的实施例相同的论述，此处不再累述。
116.上述实施例中，三个电阻器(r1、r3、r4)均是发热源，因此温度保险器件设置在三个电阻器的共用位置，使得所述温度保险器件能够同时检测到三个电阻器的温度，进而在任一路外部负载对应的电阻器的温度异常升高时，所述温度保险器件均能够熔断而使得电路进入电阻无限大的高阻抗状态，以达到保护对应电阻器(r1、r3或r4)和整个电路的目的。
117.如图7所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例7的电路示意图；该实施例相较于上述实施例6的区别在于，仅保留一个外部负载(l3)回路的取电功能，而其他回路的外部负载(l1或者l2)不设置取电回路。该实施例中，所述温度保险器件以及电阻器(r1、r3或者r4)均只需一个，节约了器件使用数量。当然，图7所示的温度保险器件也可以替换为正温度系数可恢复保险丝r2，原理可参考上述实施例，此处不再累述。
118.本实用新型还提出一种单火取电保护电路，具体如图8所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例8的电路示意图；参阅图8可知，本实施例提出的单火取电保护电路至少包括电阻器r1；钳位器件4，其被并联于所述电阻器r1两端，并被设置为适于检测所述电阻器r1的第二状态参数，在检测到所述第二状态参数处于以第二指定阈值为起点的第二指定区间时，进入钳位状态，以保护所述电阻器r1。
119.以上技术方案中，通过设置并联于电阻器r1的钳位器件4来检测电路的异常状况，其在检测到与所述电阻器r1相关联的第二状态参数处于以第二指定阈值为起点的第二指定区间时，进入钳位状态，以保护所述电阻器r1，进而达到保护整个电路的目的。
120.在该实施例中，所述钳位器件4还被设置为在检测到所述第二状态参数处于非第二指定范围时，解除所述钳位状态，以恢复所述单火取电保护电路的正常运转，实现所述单火取电保护电路自检测并自恢复的功能。
121.该实施例中，在电阻器r1两端的任一端均不需要串联用于限制所述电阻器r1电流的电路异常检测器(正温度系数可恢复保险丝r2或者温度保险器件等)，相关原因类似于上述实施例1的论述，此处不再累述。
122.在本实施例中，所述钳位器件包括一第一钳位二极管d3；所述第一钳位二极管d3
与所述电阻器r1并联后电性连接于一整流单元mb1的后端，如图8所示，所述第一钳位二极管d3与所述电阻器r1并联后连接至所述整流单元mb1的正极，用于检测流经所述电阻器r1的电流。当然，在其他实施方式中，所述第一钳位二极管d3与所述电阻器r1并联后也可以电性连接至所述整流单元mb1的负极。
123.当然，在其他实施方式中，所述第一钳位二极管d3与所述电阻器r1 并联后也可以设置于所述整流单元mb1的前端；即所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元之间，或者，所述单火取电保护电路的零线端与所述整流单元之间，用于检测所述电阻器两端的电压。
124.不管采用何种连接方式，在本实施例中，所述第一钳位二极管d3都是用于检测所述电阻器r1两端的电压，进而根据电压的大小来决定进入或者解除钳位状态。所述第一钳位二极管d3对所述电阻器r1两端的电压具有钳位作用，当所述电阻器r1两端的电压大于某一电压值时，所述第一钳位二极管d3钳位而限制所述电阻器r1两端的电压进一步增大，以起到保护所述电阻器r1的作用。
125.如图9所示，为本实用新型提出的单火取电保护电路的一实施例9的电路示意图；该实施例中，所述钳位器件4包括第二钳位二极管d4和第三钳位二极管d5；其中，所述第二钳位二极管d4和所述第三钳位二极管d5 的相同极性的一端电性连接，对应地未连接的两端并联于所述电阻器r1 的两端；所述第二钳位二极管d4和所述第三钳位二极管d5与所述电阻器r1并联后电性连接于一整流单元mb1的前端，即如图9所示，所述第二钳位二极管d4和所述第三钳位二极管d5与所述电阻器r1并联后电性连接于所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元mb1之间；在另一实施例中，所述第二钳位二极管d4和所述第三钳位二极管d5与所述电阻器r1并联后电性连接于所述单火取电保护电路的火线端与所述整流单元mb1之间，用于检测所述电阻器r1两端的电压；所述整流单元mb1 用于将所述单火取电保护电路的电源输入级输入的电流整流后输出。
126.在另一实施例中，所述第二钳位二极管d4和所述第三钳位二极管d5 与所述电阻器r1并联后电性连接于一整流单元mb1的后端，即所述第二钳位二极管d4和所述第三钳位二极管d5与所述电阻器r1并联后电性连接至所述整流单元mb1的正极或者负极，用于检测所述电阻器r1两端的电压。
127.需要说明的时，当所述钳位器件4设置于所述整流单元mb1的前端时；所述钳位器件4具备交流钳位的功能，因此需要将所述钳位器件4实施为两个钳位二极管(d4和d5)的同一极连接而成的钳位电路，两个钳位二极管 (d4和d5)的另一极连接在回路上的电阻器r1两端。
128.进一步地，该实施例中，两个钳位二极管(d4或者d5)可以是稳压管，也可以是浪涌抑制二极管；优选的，实施为浪涌抑制二极管，浪涌抑制二极管的功率更大一下，更适合本保护类应用的电路。
129.在本实施例中，所述第二状态参数包括电压，所述第二指定阈值包括指定电压阈值，所述第二指定区间包括指定电压区间；所述的在检测到所述第二状态参数处于以第二指定阈值为起点的第二指定区间时，进入钳位状态；所述的在检测到所述第二状态参数处于非第二指定范围时，解除所述钳位状态；具体包括：
130.在检测到所述电阻器r1两端的电压处于以指定电压阈值为起点的指定电压区间
时，进入钳位状态，以将所述电阻器r1两端的电压限定在所述指定电压阈值范围内；
131.在检测到所述电阻器r1两端的电压处于非指定电压区间时，解除所述钳位状态，以恢复电路的正常运转。
132.需要说明的是：所述指定电压区间为大于或者等于所述指定电压阈值的电压区间，所述非指定电压区间为小于所述指定电压阈值的区间；或者，所述指定电压区间为大于所述指定电压阈值的电压区间，所述非指定电压区间为小于或者等于所述指定电压阈值的区间；当所述钳位器件4设置于所述整流单元mb1前端时，考虑到交流电的特征，所述的非指定电压区间则为绝对值小于所述指定电压阈值(所述指定电压阈值为正)的电压区间。可以看出，在本实施例中，所述指定电压区间与所述非指定电压区间共同组成连续的电压区间，即所述电阻器r1两端的电压值要么在所述指定电压区间，要么在所述非指定电压区间。
133.本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的技术方案通过设置串联于电阻器的电路异常检测器或者并联于电阻器的钳位器件来检测电路的异常状况；当使用串联于电阻器的电路异常检测器时，其通过检测所述电阻器的电流或者温度，当电阻器的电流或者温度出现异常时，所述电路异常检测器进入高阻抗状态，以迅速拉低回路的电流，达到保护所述电阻器以及整个电路的目的；使用并联的钳位器件时，其通过检测所述电阻器两端的电压，当所述电阻器的电压出现异常时，所述钳位器件进入钳位状态，将所述电阻器两端的电压限制在阈值范围内，以间接的阻止回路电流的升高而保护电阻器和电路。另外，本技术所提出的技术方案种，电路异常检测器和钳位器件只需要选择其一作为单火取电的保护措施，可以在成本更低的情况下，达到更好的保护效果。
134.另外，本实用新型还提出一种电子设备，其包含上述实施例中至少部分所述的单火取电保护电路。所述电子设备可以为智能开关；其中所述智能开关采用单火取电的方式供电，其电路中设置有上述实施例1-实施例9 中的任一种或者多种单火取电保护电路。所述的电子设备，通过设置所述单火取电保护电路来处理取电过程种由于电路异常而导致的故障，防止单火取电电路种串联的电阻器长期流过异常电流而发热烧毁设备。
135.在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
136.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。