用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路及系统的制作方法

1.本发明涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路及系统。


背景技术：

2.常规的电源取电一般都需要零线和火线共同参与。智能家居一般为交流转直流的恒压输出电路，而交流转直流的恒压输出电路需要零线和火线作为供电输入。但是国内外传统机械墙壁开关盒大多为单火线布线，在家居升级及智能化改造时，传统机械墙壁开关盒不能满足智能家居的开关的接线要求，需要重新布线，影响用户体验。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路及系统，以解决传统机械墙壁开关盒不能满足智能家居的开关的接线要求，需要重新布线的问题。
4.根据本发明的一方面，提供了一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路，包括：
5.输入接口，
6.第一输出接口，单线取电的电源电路通过输入接口和第一输出接口与电源串联连接；
7.第二输出接口，第二输出接口与所述输入接口和负载连接；
8.控制模块，控制模块与输入接口和接地端连接，控制模块用于根据输入接口的电信号，输出第一控制指令；
9.开关取电模块，开关取电模块与输入接口、所述第一输出接口和控制模块连接；开关取电模块用于响应于第一控制指令，通过输入接口和所述第一输出接口从电源取电。
10.可选的，控制模块，包括：
11.采样单元，采样单元与第二输出接口连接，采样单元用于采集第二输出接口的电信号；
12.比较单元，比较单元与采样单元连接，比较单元用于根据第二输出接口的电信号与预设参考信号进行比较，生成第一控制指令。
13.可选的，开关取电模块包括第一开关管，第一开关管的第一极与输入接口连接，第一开关管的第二极与第一输出接口连接；第一开关管的控制端与比较单元的输出端连接，第一开关管用于根据第一控制指令导通或关断。
14.可选的，电源电路还包括隔离模块，隔离模块的输入端与输入接口以及开关取电模块的输入端连接，隔离模块的输出端与第二输出接口连接，隔离模块用于将输入接口的电信号进行隔离并降压输出；
15.存储模块，存储模块与输入接口以及隔离模块的输入端连接，存储模块用于在取电模块从电源取电时，存储电能。
16.可选的，隔离模块，包括：
17.变压器和开关单元，变压器的一次侧的第一端与隔离模块的输入端连接，变压器的一次侧的第二端通过开关单元接地；
18.变压器的二次侧与第二输出接口连接；
19.变压器用于将第二输出接口与输入接口隔离；
20.开关单元用于将变压器的一次侧的第一端与第二端导通或关断，以调节第二输出接口输出的电信号。
21.可选的，开关单元，包括：
22.第二开关管，第二开关管的第一端与变压器的一次侧的第二端连接，第二开关管的第二端接地，第二开关管的控制端与变压器的一次侧的第一端连接。
23.可选的，隔离模块，还包括：
24.反馈调节单元，反馈调节单元的输入端与变压器的二次侧以及第二输出接口连接，反馈调节单元的输出端与变压器的一次侧的第一端以及开关单元连接；
25.反馈调节单元用于根据变压器的二次侧输出的电信号，生成第二控制指令；
26.开关单元用于根据第二控制指令，将变压器的一次侧的第一端与第二端导通或关断，以调节第二输出接口输出的电信号。
27.可选的，反馈调节单元，包括：
28.光耦部件和调节部件；
29.光耦部件的输入端与变压器的二次侧连接，光耦部件的输出端分别与变压器的一次侧的第一端以及调节部件的第一端连接；光耦部件用于根据变压器的二次侧输出的电信号，耦合出反馈信号；
30.调节部件的第二端与开关单元的控制端以及变压器的辅助线圈的第一端连接；调节部件的第三端与开关单元的第二端连接；调节部件用于根据反馈信号调节开关单元的导通状态。
31.可选的，调节部件，包括：
32.第三开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；
33.第三开关管的第一极与开关单元的控制端连接，第三开关管的第二极接地，第三开关管的控制端与第一电阻的第一端、第二电阻的第一端以及第一电容的第一端连接，第一电阻的第二端与光耦部件的输出端连接，第二电阻的第二端与第三电阻的第一端以及开关单元的第二极连接，第三电阻的第二端与第一电容的第二端接地。
34.第二方面，本发明实施例提供一种控制系统，包括用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路以及诊断模块；
35.用于控制系统的诊断模块的电源电路与诊断模块连接，用于控制系统的诊断模块的电源电路用于向诊断模块供电。
36.本发明实施例的技术方案包括输入接口、第一输出接口、第二输出接口、控制模块和开关取电模块。通过把单线取电的电源电路通过输入接口和第一输出接口与电源串联连接，第二输出接口与输入接口和负载连接，控制模块与输入接口和接地端连接，开关取电模块与输入接口、第一输出接口和控制模块连接。使控制模块根据输入接口的电信号输出第一控制指令，并使开关模块响应于第一控制指令通过输入接口和第一输出接口从电源取
电。实现了通过一条线路即可完成电源取电，降低了取电难度。
37.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本发明实施例提供的一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图；
40.图2是本发明实施例提供的另一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图；
41.图3是本发明实施例提供的又一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图；
42.图4是本发明实施例提供的一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的电路示意图；
43.图5是本发明实施例提供的又一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图；
44.图6是本发明实施例提供的另一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的电路示意图；
45.图7是本发明实施例提供的一种控制系统的结构示意图。
具体实施方式
46.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
47.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的本发明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。
48.图1是本发明实施例提供的一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图。参见图1，电源电路100包括：输入接口1，第一输出接口2，单线取电的电源电路100通过输入接口1和第一输出接口2与电源串联连接；第二输出接口3，第二输出接口3与
所述输入接口1和负载连接；控制模块10，控制模块10与输入接口1和接地端连接，控制模块10用于根据输入接口1的电信号，输出第一控制指令；开关取电模块20，开关取电模块20与输入接口1、所述第一输出接口2和控制模块10连接；开关取电模块20用于响应于第一控制指令，通过输入接口1和所述第一输出接口2从电源取电。
49.具体的，输入接口1与第一输出接口2在同一条线路上，例如同时接在零线上或同时接在火线上，la和lb为将用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路接入零线或火线时与零线或火线相连接的两端。单线取电的电源电路100通过输入接口1和第一输出接口2与电源串联连接。第二输入接口1与负载连接，用于向负载输出电能。控制模块10与输入接口1连接，用于根据输入接口1的电信号，输出第一控制指令。示例性的，控制模块10可以是单片机等控制器，也可以是比较电路等。开关取电模块20与输入接口1和控制模块10连接，用于响应于第一控制指令，并通过输入接口1从电源取电。
50.示例性的，当智能电器等负载需要用电时，控制模块10根据输入接口1的电信号向开关取电模块2发出第一控制指令，开关取电模块2从输入接口1进行单线取电并从第二输出接口3向负载输出。当单线取电完毕，控制模块10再次向开关取电模块2发出第一控制指令，开关取电模块2停止单线取电。
51.本发明实施例提供的用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路，单线取电的电源电路100通过输入接口1和第一输出接口2与电源串联连接，第二输入接口1与负载连接，控制模块10与输入接口1连接，开关取电模块20与输入接口1和控制模块10连接。这样设置使控制模块10根据输入接口1的电信号输出第一控制指令，开关取电模块20响应于第一控制指令通过输入接口1从电源取电，实现了通过一条线路即可完成电源取电，降低了取电难度。
52.可选的，图2是本发明实施例提供的另一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图2，控制模块10包括采样单元12，采样单元12与第二输出接口3连接，采样单元12用于采集第二输出接口3的电信号。比较单元11，比较单元11与采样单元12连接，比较单元11用于根据第二输出接口3的电信号与预设参考信号进行比较，生成第一控制指令。
53.具体的，采样单元12用于采集第二输出接口3的电信号，当电源电路没有进行取电时，第二输出接口3的电信号较弱，当电源电路已经进行取电一段时间后，第二输出接口3的电信号会增强。比较单元11与采样单元12连接，采样单元12采集到第二输出接口3的电信号后会反馈给比较单元11。比较单元11将获得的第二输出接口3的电信号与预设参考信号进行比较，若第二输出接口3的电信号小于预设参考信号，则生成第一控制指令控制开关取电模块20。这样设置可以使电源电路根据当前状况判断是否需要进行取电。
54.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，开关取电模块20包括第一开关管21，第一开关管21的第一极与输入接口1连接，第一开关管21的第二极与第一输出接口2连接；第一开关管21的控制端与比较单元11的输出端连接，第一开关管21用于根据第一控制指令导通或关断。
55.具体的，控制模块10生成的第一控制指令通过比较单元11的输出端输出到第一开关管21。当第二输出接口3的电信号小于预设参考信号时，第一开关管21关断，此时开关取电模块20进行单线取电。当第二输出接口3的电信号大于预设参考信号时，第一开关管21导
通，此时开关取电模块20被旁路，无法进行取电。这样设置使电源电路可以根据实际需要控制电路进行取电。
56.可选的，图3是本发明实施例提供的另一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图3，电源电路还包括隔离模块40，隔离模块40的输入端与输入接口1以及开关取电模块20的输入端连接，隔离模块40的输出端与第二输出接口3连接，隔离模块40用于将输入接口1的电信号进行隔离并降压输出。存储模块30，存储模块30与输入接口1以及隔离模块40的输入端连接，存储模块30用于在取电模块从电源取电时，存储电能。
57.具体的，由于输入接口1端输入的电压非常大，高压电流直接从输出接口输出会导致用电器件损坏，为了保证用电安全可靠，需要使用隔离模块40将输入接口1的电信号进行隔离并降压输出。开关取电模块20进行取电后电流从输入接口1进入存储模块30进行存储。
58.示例性的，图4是本发明实施例提供的一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的电路示意图。本实施例提供的电压电路进行单线取电时，第一开关管21断开，电流从输入接口1进入，经过开关取电模块20流入隔离模块40，再从隔离模块40流入存储模块30进行存储。随着存储模块30存储电能的增多，第二输出接口3的电信号增强，采样单元12将采集到的电信号发送到比较单元11与预设参考信号进行比较，当第二输出接口3的电信号大于预设参考信号时，采样单元12发出第一控制信号使第一开关管21导通，此时开关取电模块20被旁路，取电过程暂时停止。由于停止取电后第二输出接口3的电信号减弱，当第二输出接口3的电信号小于预设参考信号时，采样单元12发出第一控制信号使第一开关管21断开，开关取电模块20又开始取电工作。如此循环往复，形成一个负反馈调节电路，同时在第一开关管21两极间形成高频的开关脉冲波形。
59.可选的，图5是本发明实施例提供的另一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图5，隔离模块40包括变压器41和开关单元42，变压器41的一次侧的第一端与隔离模块40的输入端连接，变压器41的一次侧的第二端通过开关单元42接地；变压器41的二次侧与第二输出接口3连接；变压器41用于将第二输出接口3与输入接口1隔离；开关单元42用于将变压器41的一次侧的第一端与第二端导通或关断，以调节第二输出接口3输出的电信号。
60.具体的，隔离模块40包括变压器41和开关单元42。变压器41用于将接口端输入的高电压转化为低电压。变压器41的一次侧可以用于储存能量以及一次侧与二次侧的能量耦合，辅助绕组产生正反馈信号，变压器41的二次侧可以输出安全的低压电流。开关单元42用于控制变压器41的一次侧的第一端与第二端导通或关断，以调节第二输出接口3输出的电信号。当开关取电模块20输出的电流使开关单元42导通时，变压器41开始工作，当电流减小开关单元42断开时，变压器41停止工作。
61.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5，开关单元42包括第二开关管43，第二开关管43的第一端与变压器41的一次侧的第二端连接，第二开关管43的第二端接地，第二开关管43的控制端与变压器41的一次侧的第一端连接。
62.具体的，当开关单元42导通时，电流从变压器41的一次侧的第一端流向与第二端连接的第二开关管43的第二端，第二开关管43的控制端用于将变压器41的一次侧的第一端与第二端导通或关断，以调节第二输出接口3输出的电信号。
63.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5，隔离模块40还包括反馈调节单元44，反馈调节单元44的输入端与变压器41的二次侧以及第二输出接口3连接，反馈调节单元44的输出端与变压器41的一次侧的第一端以及开关单元42连接。反馈调节单元44用于根据变压器41的二次侧输出的电信号，生成第二控制指令。开关单元42用于根据第二控制指令，将变压器41的一次侧的第一端与第二端导通或关断，以调节第二输出接口3输出的电信号。
64.具体的，反馈调节单元44用于形成过流保护以及对输出电压进行反馈调节。当变压器41的二次侧输出的电信号增强时，反馈调节单元44生成第二控制指令控制开关单元42将变压器41的一次侧的第一端与第二端关断减弱电信号。当变压器41的二次侧输出的电信号减弱时，反馈调节单元44生成第二控制指令控制开关单元42将变压器41的一次侧的第一端与第二端导通增强电信号。这样设置实现了反馈调节单元对输出电压的反馈调节。
65.需要说明的是，图5示例性的示出反馈调节单元44的输入部分和输出部分分别示出的情况，反馈调节单元44的输入部分和输出部分之间可以通过耦合进行信号传输，在此不作任何限定。
66.可选的，图6是本发明实施例提供的另一种用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路的电路示意图。在上述实施例的基础上，参见图6，反馈调节单元44包括光耦部件45和调节部件46。光耦部件45的输入端与变压器41的二次侧连接，光耦部件45的输出端分别与变压器41的一次侧的第一端以及调节部件46的第一端连接，光耦部件45用于根据变压器41的二次侧输出的电信号，耦合出反馈信号。调节部件46的第二端与开关单元42的控制端以及变压器41的辅助线圈的第一端连接，调节部件46的第三端与开关单元42的第二端连接。调节部件46用于根据反馈信号调节开关单元42的导通状态。
67.具体的，光耦部件45的输入端可以为各种发光器件，输出端可以为光敏二极管或光敏电阻。当输入端电流增强时，发光器件发光，输出端导通，耦合出反馈信号。当调节部件46接收到反馈信号时，电流减弱导致开关单元42关断，当反馈信号停止，电流增强使开关单元42导通。
68.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图6，调节部件46，包括第三开关管q3、第一电阻r2、第二电阻r4、第三电阻r3和第一电容c2。第三开关管q3的第一极与开关单元42的控制端连接，第三开关管q3的第二极接地，第三开关管q3的控制端与第一电阻r2的第一端、第二电阻r4的第一端以及第一电容c2的第一端连接，第一电阻r2的第二端与光耦部件45的输出端连接，第二电阻r4的第二端与第三电阻r3的第一端以及开关单元42的第二极连接，第三电阻r3的第二端与第一电容c2的第二端接地。
69.具体的，第一电阻r2为保护电阻，第三电阻r3为取样电阻，第三电阻r3用于采集流过开关单元42的电流，通过第二电阻r4和第一电容c2组成的移相电路，形成一定的取样电压。当发生过流时，第三开关管q3导通，使第二开关管43关断，从而实现过流保护。进行反馈调节时，光耦部件45耦合出反馈信号控制第二开关管43。第二开关管43导通时，开关单元42关断，第二开关管43关断时，开关单元42导通。
70.示例性的，在上述实施例的基础上，继续参见图6。单线取电后，电流从存储模块30流向隔离模块40，通过变压器41降压后从第二输出接口3输出。随着输出的电流增强，将会发生过流，此时第三开关管q3导通，使第二开关管43关断，从而实现过流保护。进行反馈调节时，若电流增强则光耦部件45耦合出反馈信号，使第三开关管q3导通，第二开关管43关
断，电流减弱。若电流减弱则光耦部件45不会发出信号，第三开关管q3保持关断，第二开关管43导通，电流增强。这样设置提高了电路的安全性，实现了对输出电压的反馈调节，提高了单线取电过程的稳定性。
71.可选的，本发明实施例还提供了一种控制系统，图7是本发明实施例提供的一种控制系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图7，本发明实施例提供的控制系统200包括本公开前述任意实施例所提供的用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路100以及诊断模块110，用于控制系统的诊断模块的电源电路100与诊断模块110连接，用于控制系统的诊断模块的电源电路100用于向诊断模块110供电。具有本公开前述任意实施例所提供的用于控制系统的诊断模块的单线取电的电源电路100的有益效果，在此不再赘述。
72.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
73.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。