一种具有断电维持的微波探测装置及智能电气系统的制作方法

1.本实用新型涉及微波探测装置领域，具体地说，涉及一种具有断电维持的微波探测装置及智能电气系统。


背景技术：

2.现有的智能电气设备由于价格昂贵而难以广泛推广。所以目前的智能电气设备一般采用在传统的不具有智能检测模块的电气设备中增加智能检测模块来实现是智能化。智能检测模块优选的为微波探测装置，微波探测装置能够不侵犯人隐私的情况下探测人体的存在和运动状态，其具有广泛的应用前景。
3.其中，一般现有的不具备智能化功能的电气设备在其交流电源端串联常闭式自回弹开关作为电气设备的开关单元，一般情况下开关单元处于常闭状态，同时常闭式自回弹开关在原有的电路布线设计中已经存在，当在现有的电气设备中添加微波探测装置来增加智能化功能，由于微波探测模块作为人体检测装置需要对微波持续供电，第一种做法为微波探测装置单独供电，此方案需要另外提供一组电源为微波探测装置持续供电，这样会造成电源硬件利用效率的浪费；第二种做法为采用单电源供电，也就是说电气设备和微波探测装置共用一个交流电源，在开关单元的输入端并联微波探测装置，由于微波探测装置设置于开关单元的前端，微波探测装置能够持续供电，但是此方案需要重新布线，重新布线将会提高微波感应器的安装成本和安装的复杂度；第三种做法为采用单电源供电，在开关单元的输出端并联微波探测装置，此方法无需重新布线，由于微波探测装置和灯具等电气设备共用一组电源，微波探测装置设置于开关单元的后端，当开关单元断开交流电源供电时，则微波探测装置将失去供电而停止工作，微波探测装置在断电后重新上电，一般需要5-20s的初始化运行时间，而后才能进入正常工作模式。因此，当开关单元由于人为原因误操作所导致的微波探测装置突然掉电时，必然会导致微波探测装置重启，重启后又重新配网，从而影响灯具等设备的体验效果。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种具有断电维持的微波探测装置，旨在解决现有技术中当开关单元触发断开后，无法对微波探测装置进行供电，在再次通电后，微波探测装置需要重新启动和重新配网的技术问题。
5.本实用新型提供一种具有断电维持的供电电路包括依次电性连接的：交流电源、开关单元、整流模块、断电保持单元、稳压单元和微波探测单元；
6.其中，所述开关单元为常闭式自回弹开关，所述开关单元在闭合的时间内，基于接入交流电源的状态为所述微波探测装置提供交流电，所述开关单元在被触发断开的间隔时间内，基于交流电源的断开状态停止对所述微波探测装置供电；
7.所述整流模块将交流电源的交流电转换为直流电并对断电保持单元提供直流电；
8.所述稳压单元将断电保持单元输出的直流电进行稳压处理，输出具有低纹波电压
的稳定电压，为微波探测单元供电；
9.断电保持单元包括第一电容和dc-dc模块，其中所述第一电容的两端分别与所述dc-dc模块的正输入端和负输入端电性连接，所述dc-dc模块在≥16v的输入电压范围被设置，基于所述第一电容容值大小的设置，以在所述开关单元被触发断开的时间间隔内，所述第一电容两端的电压能够基于dc-dc模块的宽电压输入特性维持所述dc-dc模块输出，从而保持后级电路的正常工作的电压。防止所述微波探测单元在2s时间以内基于开关单元动作断开交流输入期间的断电停止工作以及防止所述微波探测单元的断电后需要重新启动和/或重新配网。
10.本实用新型的具有断电维持的微波探测装置，通过交流电源经过整流模块整流，将直流电压输送给断电保持单元，断电保持单元内具有储能的第一电容，断电保持单元通过dc-dc模块进行降压处理以及稳压单元稳压后，为所述微波探测单元供电，保证微波探测单元正常工作；当交流电源在开关单元被触发断电期间，储能的第一电容放电为dc-dc模块提供电压，再由dc-dc模块降压后为微波探测单元供电，从而保证短暂断电后，微波探测单元在一定时间内也能正常工作，不会出现因为交流电源断电从而导致微波探测单元停止工作，重新启动和联网，克服了现有技术中的技术问题。
11.本实用新型同时还公开一种智能电气系统。
12.所述智能电气系统包括：
13.所述的具有断电维持的微波探测装置；
14.电气设备，所述电气设备内设置有第二无线通讯模块；
15.其中，所述微波探测装置的所述开关单元的输出端电性连接所述电气设备，所述交流电源为所述电气设备提供交流电，所述微波传感模块用于对所述电气设备周围环境进行检测，基于电气设备周围环境的检测结果，控制所述电气设备处于不同的工作状态进而达到智能化的效果。
16.本实用新型公开的智能电气系统包括电气设备，并在电气设备上加装所述微波探测装置。通过微波探测装置对电气设备进行智能化控制，实现了电气设备的智能化升级，能够使电气设备获得智能化的功能；同时采用的断电维持单元，在开关单元短时触发断开导致的交流电源短时断电的情况下，保证微波探测装置的持续稳定供电，以达到在2s时间内微波探测装置的正常工作，由于开关单元断开后，微波探测单元在断电后重新上电的情况下需要等待时间，上述时间一般为5-20s,在等待时间内微波探测装置无法正常工作，采用断电维持单元能够防止所述微波探测装置在开关单元短时触发断开时需要重新启动后还需要重新配网的问题出现，有利于提高智能电气设备的使用体验。
附图说明
17.图1是本实用新型的微波探测装置示意图；
18.图2是本实用新型其中一实施例的智能电气系统的示意图；
19.图3是本实用新型另一实施例的智能电气系统的示意图。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:
21.请参考图1和图2，本实用新型公开一种智能电气系统100，所述智能电气系统100包括微波探测装置10和电气设备20。所述微波探测装置10包括依次电性连接的交流电源11，开关单元12，整流模块13，断电保持单元14，稳压单元15和微波探测单元16。所述交流电源11能够为电气设备20提供交流电压，其中，交流电压用于驱动电气设备20工作，所述微波探测装置10用于对电气设备20周围的环境进行检测、以及根据检测结果控制电气设备20处于不同的工作状态，如控制电气设备20的导通或者关断。
22.所述电气设备20包括设置在内部的第二无线通讯模块21，所述电气设备20通过第二无线通讯模块21与所述微波探测单元16通信连接，特别是收到所述微波探测单元16的控制信息，控制所述电气设备20做出相应的动作。
23.其中，当开关单元12由于人为原因误操作，导致交流市电的交流电源11短时断电的情况下，所述微波探测装置10依然能够维持正常检测、控制和待机工作状态，并在交流电源11恢复后，能够使得所述微波探测装置10快速与电气设备20保持通信状态，从而快速控制所述电气设备20，从而防止因为短时断电的影响导致微波探测单元16的频繁关闭和启动，有利于提高电气设备20使用体验。所述微波探测装置10和电气设备20共用一个所述交流电源11，所述交流电源11对所述微波探测装置10和所述电气设备20分别供电。参阅图2，具体的，所述具有断电维持的微波探测装置10包括依次电性连接的交流电源11、开关单元12、整流模块13、断电保持单元14、稳压单元15和微波探测单元16。
24.其中，所述交流电源11为市电电源端口，通过市电电源端口提供交流电压。其中交流电源11具有驱动输出端，通过驱动输出端可以为电气设备20提供驱动电压。电气设备20包括灯具、家电设备、厨房设备、清洁设备等，例如：室内灯、冰箱、扫地设备、智能窗帘、电视等。
25.其中，开关单元12电连接在交流电源11和整流模块13之间，开关单元12为常闭式自回弹开关，当开关单元12被按下时，开关单元12在0.5s内断开后自动闭合，所以所述开关单元12在被触发断路的时间间隔0.5s时间内，此时交流电源11对所述电气设备20停止供电，同时不再对所述整流模块13以及其后端的断电保持单元14和稳压单元15供电。具体的，所述开关单元12优选的为灵动开关，灵动开关灵敏度高。其中，所述整流模块13的用途是用于将交流电源11的交流电转换为直流电并对所述断电保持单元14供电；而所述整流模块13工作的用途主要取决于交流电源11是否断电，以及所述开关单元12的状态，从而根据不同开关单元12和交流电源11的状态使所述断电保持单元14工作在不同模式下。
26.其中断电保持单元14包括第一电容c1和dc-dc模块141，所述断电保持单元14的第一电容c1在所述开关单元12导通的状态时，此时所述交流电源11向所述第一电容c1充电，并向所述稳压单元15供电，以使所述稳压单元15对微波探测单元16持续供电。其中所述开关单元12被触发断路时，所述断电保持单元14的第一电容c1向后端的所述稳压单元15放电，使后端的稳压单元15处于直流供电的状态，从而不因所述整流模块13无输出导致稳压单元15难以为所述微波探测单元16提供电能；同时当所述开关单元12断路时，所述交流电源11停止对所述电气设备20供电，待所述开关单元12短时断路后再闭合后，所述电气设备20恢复供电。在本实用新型优选的一种实施方式中，所述断电保持单元14至少能够保证所述微波探测单元16在2s时间周期内不管是所述交流电源11是否断电，而自身依然处于正常工作状态下。
27.在本实用新型中，所述第一电容c1的两端分别与所述dc-dc模块141的正输入端和负输入端电连接；其中所述dc-dc模块141兼容宽电压输入。当所述dc-dc模块141的输入电压范围≥16v时，基于所述第一电容c1容值大小的设置，第一电容c1放电后的电压在所述开关单元12被触发断开的间隔时间内能够保持所述dc-dc模块141输出稳定电压。
28.其中，所述第一电容c1电性连接于所述dc-dc模块141和所述整流模块13之间，所述第一电容c1的两端分别与所述dc-dc模块141的正输入端和负输入端电连接。
29.其中，所述第一电容c1为铝电解电容，容值c≥5.6μf。
30.在本实施方式中，通过适当的增大所述第一电容c1的容值范围，能够在微波探测装置10中增加断电维持时间，能够维持微波探测单元16在短时间断电的情况下的供电的稳定性。由于dc-dc模块141的供电电压为≥16v，其供电电压值远大于稳压单元15的电压值。
31.如果仅仅为了提高稳压单元15的断电维持时间，可以通过提高第二电容c2和第三电容c3的容值来实现。然而由于稳压单元15的电压一般设置为9v,5v,3.3v，电压值相对较小，为达到断电维持的效果，第二电容c2和第三电容c3的容值范围需要提高更高的倍数，第二电容c2和第三电容c3容值的大幅度增大需要更高的成本和更大的pcb板的面积，同时较大的容值的电容在制作中也存在较大的难度，不利于微波感应器的低成本化。因此可以通过提高第一电容c1的容值大小，提高第一电容c1的放电时间和放电量，将第一电容c1的容值大小由现有的2.2uf提升至不小于5.6μf，这样的设计可以使得线路板整体的尺寸更小，也更有利于提高断电维持时间。
32.在本实用新型中，所述微波探测单元16包括微波传感模块163、mcu 162和第一无线通讯模块161，其中所述微波传感模块163、mcu 162和第一无线通讯模块161均与所述稳压单元15电连接，稳压单元15为所述微波传感模块163、mcu 162和第一无线通讯模块161供电。在本实用新型中所述dc-dc模块141能够在较宽的供电电压的范围内稳定输出恒定的电压，例如，dc-dc模块141的输入电压为160v，在供电正常的情况下，第一电容c1两端的电压为160v，在开关单元12按下的瞬间，第一电容c1放电，设置第一电容c1的容值为大于等于5.6uf，保证在1s时间内第一电容c1两端的电压大于等于dc-dc模块141的最小的供电电压，从而保证微波传感模块163和第一无线通讯模块161等需要持续供电的模块能够在开关单元12断开期间，仍能够维持dc-dc模块141的恒定电压稳定输出，以此保证微波探测单元16的供电稳定性，同时避免微波传感模块163断电后需要运行初始化时间和第一无线通讯模块161在已配网状态，断电后需要重连。电容容值设置越大，电容两端在相同的时间内电压下降越慢，断电维持时间越长。
33.在本实施方式中，所述微波探测单元16断电后，内部的微波传感模块163、mcu 162 以及第一无线通讯模块161均无法供电工作；当微波探测单元16断电重连后，所述mcu 162需要上电自启动时间，同时所述微波传感模块163也需要与电气设备20进行重新配对联网，在这段时间内所述微波探测单元16无法正常工作。
34.当所述微波探测装置10处于断电维持状态时，能够保证所述微波传感模块163依然处于传感检测状态，且所述mcu 162能够根据所述微波传感模块163的检测数据，发送控制信号至第一无线通讯模块161，同时mcu 162不再需要自启动时间，最后再由第一无线通讯模块161控制所述电气设备20，能够避免出现微波传感模块163上电重连、第一无线通讯模块161通讯配对的等待。
35.其中，第一无线通讯模块161包括wifi模块，蓝牙模块和zigbee模块等器件。
36.其中，所述mcu 162和微波传感模块163一体集成，一体集成的结构一方面能够降低电路的尺寸，另一方面便于电路设计和安装，其中，只需要在一体集成的结构外部连接所述第一无线通讯模块161即可。
37.在本实施方式中，所述微波传感模块163在交流电源11断电或者开关单元12短时按下被触发而断开时，能够在一定的时间内维持直流工作电压，特别是微波传感模块163的器件价格昂贵，在突然掉电的情形下，微波传感模块163不容易发生损坏，同时能够维持微波传感模块163的正常工作。当所述交流电源11电能恢复，微波探测装置10工作在正常模式，微波传感模块163与电气设备20的不需要初始化、也不需要重新配对，从而保证微波感应器工作的连续性。在本实施方式中，所述稳压单元15包括与所述断电维持单元14电性连接线性稳压器151、第二电容c2和第三电容c3；所述线性稳压器151包括输入端、输出端和接地端，所述输入端与所述dc-dc模块141正输出端电连接，所述接地端与所述dc-dc模块141负输出端电连接；所述输入端通过第二电容c2接地，所述输出端通过第三电容c3接地。
38.其中，第二电容c2和第三电容c3为滤波电容，能够平衡输出第二电压和第三电压。
39.其中，所述线性稳压器151优选的为cmos型线性稳压器。
40.参阅图2及图3，在本实施方式中，所述dc-dc模块141包括隔离型dc-dc模块和非隔离型dc-dc模块，其中隔离型dc-dc模块包括隔离变压器。其中，所述隔离变压器能够将微波探测装置10的高压端和低压端电气隔离，同时能够在所述交流电源11断电时，隔断前端来自于所述整流模块13的浪涌冲击，从而保护线性稳压器151，以及保护所述微波探测单元16，防止微波探测单元16的损坏，例如微波探测单元16包含易受电压冲击损坏的微波感应器。
41.其中，采用本实用新型的具有断电维持的微波探测装置10能够快速的为本身不具有智能功能的电气设备20升级为智能电气设备，具体的，
42.首先采用本实用新型的微波探测装置10，将电气设备20的驱动电压输入端连接在所述开关单元12的输出端，在开关单元12导通时，由所述交流电源11为所述电气设备20供电；
43.对电气设备20增加设置微波探测单元16，所述微波探测单元16优选的为一个集成化的一体结构，将微波传感模块163、mcu 162和第一无线通讯模块161均设置于同一pcb板上。其中，所述微波传感模块163、mcu 162和第一无线通讯模块161分别与所述稳压单元15电性连接，所述微波传感模块163、mcu 162和第一无线通讯模块161自所述稳压单元15获得电能；同时，所述微波传感模块163与所述mcu 162电连接和通信连接，所述mcu 162与所述第一无线通讯模块161电连接和通信连接，即所述微波传感模块163对周围环境进行检测，并将检测的检测数据发送至mcu 162，mcu 162控制所述第一无线通讯模块161发送控制信号，第二无线通讯模块21接收所述第一无线通讯模块161的控制信号，基于所述第二无线通讯模块21与所述电气设备20通信连接，第二无线通讯模块21将接收的控制信号转换为驱动信号发送至所述电气设备20，从而实现电气设备20的智能控制。所述微波传感模块163用于对所述电气设备20周围环境进行检测，所述微波探测单元16通过所述第一无线通讯模块161和所述第二无线通讯模块21的通信链路实现对所述电气设备20的通信控制。
44.例如：当所述电气设备20为不具有智能功能的灯具，所述微波传感模块163为加装
的微波感应器，此时微波感应器对周围环境中的人体移动进行检测，获得人体检测信号，且触发预设在mcu 162中的对灯具的控制方式时，所述mcu 162通过第一无线通讯模块161发送控制信号至第二无线通讯模块21，所述第二无线通讯模块21输出驱动信号至灯具，并控制灯具做出相应操作。如当检测到人体移动至灯具附近时，发送检测信号至mcu 162，mcu 162发送控制信号至第一无线通讯模块161，第二无线通讯模块21接收来自第一无线通讯模块161发送的控制信号，并将其控制信号转换并输出驱动信号，控制灯具使灯具打开，从而实现了灯具的智能化控制。
45.其中，所述第一无线通讯模块161可以同时和多个所述电气设备20通信连接，根据预设在mcu 162中的多个不同的控制方式，分别实现对多个不同的电气设备20的智能化控制，从而实现智能家居，集中智能控制的目的。
46.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。