智能开关控制方法及智能开关与流程

本发明涉及智能开关的取电，具体涉及智能开关控制方法及智能开关。

背景技术：

1、智能开关和机械式墙壁开关相比，功能特色多、使用安全，而且式样美观，打破了传统墙壁开关的开与关的单一作用，除了在功能上的创新还赋予了开关装饰点缀的效果。智能开关被广泛应用于家居智能化改造、办公室智能化改造、工业智能化改造、农林渔牧智能化改造等多个领域，极大节约了能源，提高了生成效率和降低了运营成本，真正的做到了智能行天下。

2、对于单火线输入的带屏智能开关，市面产品稀少，原因就是高功耗下无法消除“鬼火”，稳流器的出现可解决这一痛点。为实现单火取电，需要频繁动作开关，现有技术多采用三极管作为取电开关。现有技术的做法是，利用电阻分压后接三极管实现过零检测，通过软件处理取电开关驱动开关时长，从而频繁开关取电开关，实现斩波。如申请号为202010728079.5，名称为《一种交流电分时供电的电源装置》的发明申请，即公开了此类方法。

3、该方法虽可实现带屏智能开关的单火取电，但其取电时长固定，如果取电时间过小，一是影响后端电源输出，二是可能造成零火短路，酿成事故；如果取电时间过大，则不利于灯具正常工作。显然固定取电时长对不同瓦数灯具来说鲁棒性较差。

4、另外，当前面板采用三极管进行过零检测，过零检测精度不够，也不利于提高取电开关工作的鲁棒性。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种智能开关控制方法，自适应于负载端的变化，调整取电时间，提高鲁棒性。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、智能开关控制方法，包括：

4、设定取电电路：在市电负载的回路中串联取电开关，在所述取电开关的两端并联ac-dc取电回路，在所述市电负载的两端并联稳流器；

5、设定取电控制电路：在市电设置采样模块以采集过零信号，在所述ac-dc取电回路设置负载检测模块以检测负载状态，设置控制电路模块以控制所述取电开关的通断，设置单片机以作为控制器；

6、取电控制：所述单片机获取所述过零信号，判断过零时刻；所述单片机在所述过零时刻获取所述负载状态；所述单片机根据所述负载状态的轻重，输出控制信号，通过所述控制电路模块正相关地控制所述取电开关的关断时间，所述取电开关的最长关断时间小于所述市电的1/4周期。

7、进一步地，所述采样模块采用adc过零信号采样方法从所述市电采集降压信号，并将所述降压信号输入至所述单片机的adc输入端，所述降压信号的相位及变化趋势与所述市电相同。

8、进一步地，所述负载检测模块从所述ac-dc取电回路的电源输出端分别获取其电源输出电压u(t)及电源输出电流i(t)，根据检测负载的实时功率。

9、进一步地，所述市电负载为灯具，所述取电开关的最长关断时间小于所述市电的1/4周期。

10、进一步地，将所述负载的轻重按功率划分若干个连续的功率区间，并根据各连续的区间正相关地匹配取电时间，当所述负载的实时功率落于某一所述功率区间时，所述单片机按对应的所述取电时间控制取电开关关断。

11、本发明的再一目的在于提供一种智能开关，实现在单火取电，供应其负载，实现面板的智能化。

12、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

13、智能开关，包括取电电路及取电控制电路；

14、其取电电路包括取电开关、ac-dc取电回路及稳流器，所述取电开关与市电负载串联，所述ac-dc取电回路并联在所述取电开关的两端，所述稳流器并联在所述市电负载的两端；

15、其取电控制电路包括采样模块、单片机、负载检测模块、控制电路模块；所述采样模块用于从市电采集过零信号；所述负载检测模块用于检测所述ac-dc取电回路的负载状态；所述控制电路模块用于根据单片机开关信号控制所述取电开关的通断；

16、所述单片机根据所述过零信号识别过零时刻，并获取所述过零时刻根据所述负载状态的轻重正相关地调整取电开关的关断时间，所述取电开关的最长关断时间小于所述市电的1/4周期。

17、进一步地，所述采样模块为分压电路，所述过零信号为从所述分压电路从所述市电采集的降压信号，所述降压信号的相位及变化趋势与所述市电相同，所述降压信号输入至所述单片机的adc输入端。

18、进一步地，所述负载检测模块根据检测负载的实时功率p，其中，u(t)为所述ac-dc取电回路的电源输出电压，所述i(t)为所述ac-dc取电回路的电源输出电流。

19、进一步地，所述负载检测模块包括采样电阻，所述采样电阻串联在所述ac-dc取电回路的电源输出端与所述负载之间以采集所述电源输出电流，所述采样电阻值为毫欧级，且其封装选型高于实际采样功率的最大值。

20、进一步地，所述单片机将所述负载的轻重按功率划分若干个连续的功率区间，并根据各连续的区间正相关地匹配取电时间，当所述负载的实时功率落于某一所述功率区间时，所述单片机按对应的所述取电时间控制取电开关关断。

21、采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

22、1.本发明单片机根据负载的变化，把实时检测到的反馈值输入单片机，单片机自主调整后输出控制信号，从而控制取电开关调整斩波时长，实现取电开关的最优控制，提高鲁棒性。

23、2.本发明采用区间值比较法，将负载情况划分为若干个区间，针对不同区间设定不同的取值时间，控制方法简单可靠，且与本发明的正弦波的过零波形适配。

24、3.相比于分立器件所搭过零检测电路，本发明采用adc过零检测精度更高，可降低硬件所需成本，简化电路，控制更加稳定可靠。

技术特征：

1.智能开关控制方法，其特征在于：

2.如权利要求1所述的智能开关控制方法，其特征在于：所述采样模块采用adc过零信号采样方法从所述市电采集降压信号，并将所述降压信号输入至所述单片机的adc输入端，所述降压信号的相位及变化趋势与所述市电相同。

3.如权利要求1所述的智能开关控制方法，其特征在于：所述负载检测模块从所述ac-dc取电回路的电源输出端分别获取其电源输出电压u(t)及电源输出电流i(t)，根据检测负载的实时功率。

4.如权利要求1所述的智能开关控制方法，其特征在于：所述市电负载为灯具，所述取电开关的最长关断时间小于所述市电的1/4周期。

5.如权利要求1所述的智能开关控制方法，其特征在于：将所述负载的轻重按功率划分为若干个连续的功率区间，并根据各连续的区间正相关地匹配取电时间，当所述负载的实时功率落于某一所述功率区间时，所述单片机按对应的所述取电时间控制取电开关关断。

6.智能开关，包括取电电路及取电控制电路，其特征在于：

7.如权利要求6所述的智能开关，其特征在于：所述采样模块为分压电路，所述过零信号为从所述分压电路从所述市电采集的降压信号，所述降压信号的相位及变化趋势与所述市电相同，所述降压信号输入至所述单片机的adc输入端。

8.如权利要求6所述的智能开关，其特征在于：所述负载检测模块根据检测负载的实时功率p，其中，u(t)为所述ac-dc取电回路的电源输出电压，所述i(t)为所述ac-dc取电回路的电源输出电流。

9.如权利要求8所述的智能开关，其特征在于：所述负载检测模块包括采样电阻，所述采样电阻串联在所述ac-dc取电回路的电源输出端与所述负载之间以采集所述电源输出电流，所述采样电阻值为毫欧级，且其封装选型高于实际采样功率的最大值。

10.如权利要求6所述的智能开关，其特征在于：所述单片机将所述负载的轻重按功率划分若干个连续的功率区间，并根据各连续的区间正相关地匹配取电时间，当所述负载的实时功率落于某一所述功率区间时，所述单片机按对应的所述取电时间控制取电开关关断。

技术总结
本发明公开了智能开关控制方法及智能开关，其智能开关控制方法包括设定取电电路、设定取电控制电路及进行取电控制。其设定取电电路包括在灯具的回路中串联取电开关，在取电开关的两端并联AC‑DC取电回路，在灯具的两端并联稳流器。其设定取电控制电路包括设置采样模块以采集市电过零信号，设置负载检测模块以检测负载状态，设置控制电路模块以控制取电开关的通断，设置单片机以作为控制器。其取电控制包括：单片机获取过零信号，判断过零时刻，并在过零时刻获取负载状态，以根据负载状态的轻重，输出控制信号，控制取电开关的关断时间。

技术研发人员：金亮,高剑平,张永强,余延光,黄泽琼,康飞鸿
受保护的技术使用者：厦门立林科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15