专利名称：一种电器单线控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电器单线控制系统，其中包括开关控制组件、控制线、主机受控组件，用于交流供电的电器控制电路中，其特征是在开关控制组件与主机受控组件之间只连接二根导线，其中一根是作为公共线的电源线，另一根为控制线，通过该控制线去控制主机中的多个电气部件工作。 所述单线控制系统包括无源控制方式和有源控制方式两种；其中无源控制方式的开关控制组件中使用无源电子元件，没有单独的电源或电池供应；在有源控制方式中，开关控制组件由数字编码器电路组成，控制线既作为编码器的直流供电线，也作为信号传输线。为了避免电磁干扰，所述控制线使用了屏蔽线。 所述主机受控组件由分立元件或分立元件与集成电路相结合构成。在无源控制方式中包括一个交流稳压电路，交流稳压电路的地线与主机受控组件中的控制地线连接，使公共线与控制地线之间的交流电压相对稳定。无源控制方式中的开关控制组件中的电路元件由电容、电阻、二极管、开关组成。 在所述有源控制方式中，所述主机受控组件使用数字集成电路设计，包括单片机控制系统。有源控制方式中，开关控制组件包括开关、编码器及编码脉冲放大器，所述编码器包括单片机编码器、通用集成编码器。在所述控制系统中包括有编码脉冲放大电路、编码脉冲分离电路、一个信号整形电路。
附图1是一个无源控制方式的原理框图； 附图2是一种开关控制组件内部的电路图； 附图3是一种与图2配套的主机受控组件的电路3
附图4是一种交流稳压电路图； 附图5是一个无源控制方式的另一种原理框图； 附图6是一个有源控制方式的原理框图； 附图7是一种与附图6配套的开关控制组件的电路图,
具体实施方式
案例一 如附图1所示，为无源控制方式的原理框图，可以看出，开关控制组件只外接二根线， 一根是公共线， 一根是控制线。 在组件受控组件中，包括有控制信号识别与处理电路、交流稳压电路、直流稳压电路、执行机构等。所述控制线连接在开关控制组件的输出端与控制信号识别与处理电路输入端之间，执行机构直接连接主机中的多个电气部件，直接控制电气部件的工作状态。
如附图2所示，开关控制组件内由开关、电阻、电容、二极管等组成。通过切换不同的直流或交流电压，达到产生并输出控制信号的目的。 所述开关控制组件与公共线、控制线、控制信号识别与处理电路一起形成控制信号回路，公共线利用电器电源线中的其中一根，可以是零线或火线。 主机受控组件包括交流稳压电路、直流稳压电路、控制信号识别与处理电路、驱动电路、执行机构等。所述交流稳压电路用于使公共线与控制地线之间的交流电压保持稳定，其中的交流稳压电路的地线与控制地线连接；所述直流稳压电路用于提供主机受控组件的电源供应；所述执行机构包括继电器、可控硅、无触点开关；所述执行机构与主机电气部件连接，直接对相应电气部件进行控制；所述传感器包括磁敏元件、光敏元件、微动开关、温度传感器等。 如附图3所示，本案例的控制信号识别与处理电路由分立元件构成。其中包括电容、二极管、电阻、三极管组成，通过二极管、电容、电阻将控制线中的信号识别分离出来，根据分离出来的控制信号的高低，控制不同的三极管开/关，达到驱动执行机构的目的。
本控制系统电路板及其上的电子元件均经过密封胶防水处理，使控制系统电路可以长时间工作在潮湿环境。 在驱动各继电器的三极管的基极前可以利用普通二极管、稳压二极管、电阻串联分压原理对控制电压进行合理分配，本案例使用的是稳压二极管。 在需要对更多的电气部件进行控制时，可以将控制电压再细分，同时增加相应的晶体管及继电器，须兼顾控制的准确性，防止误动作的发生。
附图4是一种与附图1配套的简易的交流稳压电路，连接在控制地线与公共线之间，用于稳定交流电压，使控制信号稳定。该交流稳压电路还可以使用可控硅等其它稳压方式进行稳压。
案例2 如附图5所示，本案例同样是采用无源控制方式，由于本案例没有采用交流信号作为控制信号，所以没有设置单独的交流稳压电路，其控制信号为直流电压或直流脉冲。
本案例中，开关控制组件采用电阻分压，也可以使用二极管设计，与之配套的控制控制信号识别与处理电路使用集成电路设计，集成电路构成的控制信号识别与处理电路由数字集成电路及其外围元件构成，所述数字集成电路包括单片机、门电路、1/0电路、A/D或 D/A电路等。
案例3 如附图6所示，是一个有源控制方式的原理框图，其中的开关控制组件是有源控 制电路。可以看出，在开关控制组件与主机受控组件之间仍然是二根导线，其中公共线与控 制地线连接，控制线与编码脉冲分离电路、信号整形电路。这里的控制线不但传递控制信 号，还传递开关控制组件中通用集成编码器芯片所需的电源。所述编码器还可以采用单片 机编码器。 如附图7所示，是一种与附图6配套的开关控制组件的电路图，在控制线与编码器 电源输入端连接有电感、电阻，编码器电源输入端对地连接有稳压二极管，滤波电容。编码 器编码脉冲输出端连接有放大器，用于放大编码脉冲信号，以利于信号的阻抗匹配及长距 离传递。开关控制组件中还有LED显示器，用于显示电器的工作模式或工作状态。
所述组件受控组件内包括编码脉冲分离电路、控制信号整形电路、单片机系统、执 行机构等。所述编码脉冲分离电路由电阻、电感组成，用于从控制线中分离控制脉冲信号。 所述信号整形电路由阻抗匹配电路等组成，其中包含一个射随器。信号整形电路用于将控 制线中的控制信号处理、整形，以适应解码器或单片机的信号输入要求。
本案例采用了PIC16F72X单片机电路结构，其控制软件程序可以根据电器的工作 模式，可以设计相应的软件程序以满足不同的功能要求。所述控制线1及各传感器与单片 机的1/0输入端口连接，控制线传来的控制信号经过处理后，进入单片机控制系统，经过单 片机处理，在其1/0输出端输出相应的控制信号，单片机的1/0输出端与驱动电路连接，通 过驱动电路控制执行机构，以控制相应电气部件的工作状态。 本文所述单片机系统是指包括编码/解码器、单片机、门电路、I/O电路、A/D或D/ A等电路在内的电路系统。 可以看出，使用单片机系统适用于对电气部件较多的多功能电器进行智能控制。 所述单片机控制系统所需软件根据电器工作流程设计。 有关的自动控制系统的硬件设计、软件编程、电气连接均为已有技术，所属技术领 域的人员可以理解，这里不作详细说明。
权利要求
一种电器单线控制系统，包括开关控制组件、控制线、主机受控组件，用于交流供电的电器控制电路中，其特征在于，在开关控制组件与主机受控组件之间只连接二根导线，其中一根是作为公共线的电源线，另一根为控制线，通过该控制线去控制主机中的多个电气部件工作；所述单线控制系统包括无源控制方式和有源控制方式两种；其中无源控制方式的开关控制组件中使用无源电子元件，没有单独的电源或电池供应；在有源控制方式中，开关控制组件由数字编码器电路组成，控制线既作为编码器的直流供电线，也作为信号传输线。
2. 根据权利要求1所述的无源控制方式，其特征在于，所述主机受控组件由分立元件或分立元件与集成电路相结合构成。
3. 根据权利要求1所述的无源控制方式，其特征在于，包括一个交流稳压电路，交流稳压电路的地线与主机受控组件中的控制地线连接，使公共线与控制地线之间的交流电压相对稳定。
4. 根据权利要求1所述的无源控制方式，其特征在于，开关控制组件中的电路元件由电容、电阻、二极管、开关组成。
5. 根据权利要求1所述的有源控制方式，其特征在于，所述主机受控组件使用数字集成电路设计，包括单片机控制系统。
6. 根据权利要求1所述的有源控制方式，其特征在于，开关控制组件包括开关、数字编码器及编码脉冲放大器，所述数字编码器包括单片机编码器、通用集成编码器。
7. 根据权利要求1所述的有源控制方式，其特征在于，开关控制组件包括了显示器，用于显示电器的工作模式或工作状态。
8. 根据权利要求1所述的有源控制方式，其特征在于，在所述控制系统中包括有编码脉冲放大电路、编码脉冲分离电路、信号整形电路。
9. 根据权利要求1所述的单线控制系统，其特征在于，所述单线控制系的控制线采用屏蔽线。
10. 根据权利要求1所述的单线控制系统，其特征在于，其中的控制电路板及元件采用密封胶防水处理，使电路可以长时间工作在潮湿环境。
全文摘要
本发明涉及一种电器单线控制系统，目前，市面上多功能吊灯、浴霸等多功能电器的控制开关与电器主机之间需要较多的导线连接，需要在装修时预埋多根导线，如果装修时预先埋设的导线较少，安装电器时再增加导线就很困难，导致安装时人工成本及材料成本较高。本发明可以解决上述问题，减少了连接导线，在方便多功能电器安装的同时，节约了成本，适用于相关电器的生产与装配。本控制系统包括开关控制组件、控制线、主机受控组件。
文档编号H03J3/00GK101697482SQ200910167988
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者胡志超, 胡礼斌 申请人:胡志超;