一种单火线电子开关的制作方法

本发明涉及照明技术领域，特别是涉及一种单火线电子开关。

背景技术：

随着照明领域的智能化的推进，越来越多无线控制、人机界面被应用。其中，墙面无线控制面板是居家及商业照明比较流行的控制器，与传统的墙面开关比，墙面无线控制面板有着操作方便，寿命长等优势。越来越多的大楼都要将传统的墙面开关替换成墙面无线的控制面板。

但是，在实际替代中发现目前的墙面无线控制面板都是双线供电，而传统的墙面开关都是单火线连接。用户为了替代不得不需要重新布线，这对于已经装修好的房间是较大的工程，成本较高，从而限制了无线墙面控制面板的应用。

为了能够方便替代传统的墙面开关，单火线取电技术是非常重要的。现有技术中有在电路中接入一对晶体管进行取电的方式，但是这种方案的缺点在于只能设计单路开关，如果是多路则会造成电流串流，无法实现对单路开关的控制。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的单火线电子开关。

依据本发明的一个方面，提供了一种单火线电子开关，包括：控制器通讯模块、多路并联的开关负载电路；

所述开关负载电路包括与市电串联的开关电路和负载；

所述控制器通讯模块包括多个输出端，所述控制器通讯模块通过多个所述输出端分别与多路所述开关电路连接，所述控制器通讯模块配置为根据接收到的开灯信号和关灯信号，通过多个所述输出端输出控制信号控制多路所述开关电路的导通与关断。

可选地，所述单火线电子开关还包括ac-dc电源、取电电路；

所述取电电路与多路所述开关电路、所述控制器通讯模块连接，当多路所述开关电路都导通时，由所述取电电路为所述控制器通讯模块供电；

所述ac-dc电源与所述市电、多路所述开关负载电路的负载、所述控制器通讯模块连接，当至少一路所述开关电路关断时，由所述ac-dc电源为所述控制器通讯模块供电。

可选地，当所述控制器通讯模块接收到一所述开关负载电路的开灯信号时，通过与该开关负载电路的开关电路对应的输出端输出高电平，控制该开关电路导通，与该开关电路连接的负载工作；

当所述控制器通讯模块接收到该开关负载电路的关灯信号时，通过与该开关负载电路的开关电路对应的输出端输出低电平，控制该开关电路关断，与该开关电路连接的负载休息。

可选地，所述取电电路包括储能元件，其中，

当多路所述开关电路都导通时，所述取电电路通过所述储能元件为所述控制器通讯模块供电；

当所述储能元件的电能低于最低工作阈值时，所述取电电路通过多路所述开关电路连通所述市电进行电能补充，当所述储能元件的电能达到正常工作阈值后，再次为所述控制器通讯模块供电。

可选地，所述开关电路包括第一开关管、可控开关电路、第二开关管；

所述第一开关管、所述第二开关管为场效应管，所述第一开关管的源极分别与所述第二开关管的源极、所述可控开关电路连接，所述第一开关管的栅极与所述取电电路连接，所述第一开关管的漏极与市电连接；

所述可控开关电路的一端与所述第一开关管、所述第二开关管的源极连接，所述可控开关电路的另一端与所述控制器通讯模块的一所述输出端连接；

所述第二开关管的源极分别与所述第一开关管的源极、所述可控开关电路连接，所述第二开关管的栅极与所述取电电路连接，所述第二开关管的漏极与所述负载连接，所述负载与所述ac-dc电源连接；

当所述控制器通讯模块通过一所述输出端输出高电平时，与该输出端对应的开关电路的第一开关管、可控开关电路、第二开关管导通，与该开关电路连接的负载工作；

当所述控制器通讯模块通过该输出端输出低电平时，与该输出端对应的开关电路的第一开关管、可控开关电路、第二开关管关断，与该开关电路连接的负载休息。

可选地，所述开关电路还包括第一二极管、第二二极管；

所述第一二极管的正极分别与所述市电、所述第一开关管的漏极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极、所述取电电路连接；

所述第二二极管的正极分别与所述第二开关管的漏极、所述负载连接，所述第二二极管的负极分别与所述第一二极管的负极、所述取电电路连接；

当多路所述开关电路都导通时，由所述取电电路通过所述储能元件为所述控制器通讯模块供电，当所述储能元件的电能低于最低工作阈值时，所述取电电路控制多路所述开关电路的第一开关管、第二开关管全部关断，由多路所述开关电路的第一二极管、第二二级管连通所述市电为所述储能元件进行电能补充，当所述储能元件的电能达到正常工作阈值后，所述取电电路控制多路所述开关电路的第一开关管、所述第二开关管全部导通。

可选地，所述可控开关电路包括第一电阻、第二电阻、第五开关管；

所述第五开关管为场效应管，所述第一电阻的一端与所述第一开关管的源极、所述第五开关管的源极、所述第二开关管的源极连接，所述第一电阻的另一端与所述第五开关管的栅极、所述第二电阻连接；

所述第五开关管的源极分别与所述第一开关管的源极、第二开关管的源极、所述第一电阻连接，所述第五开关管的栅极分别与所述第一电阻、所述第二电阻连接，所述第五开关管的漏极接地；

所述第二电阻的一端与所述第一电阻、所述第五开关管的栅极连接、所述第二电阻的另一端与所述控制器通讯模块的一所述输出端连接；

当所述控制器通讯模块通过一所述输出端输出高电平时，与该输出端对应的第五开关管导通，当所述控制器通讯模块通过该输出端输出低电平时，与该输出端对应的第五开关管关断。

可选地，所述单火线电子开关还包括：

传感器，适于响应外界触发并向所述控制器通讯模块发送开灯信号或关灯信号。

本发明提供了一种单火线电子开关，包括控制器通讯模块、多路并联的开关负载电路，开关负载电路包括与市电串联的开关电路和负载，控制器通讯模块包括多个输出端，控制器通讯模块通过多个输出端分别与多路开关电路连接，控制器通讯模块配置为根据接收到的开灯信号和关灯信号，通过多个所述输出端输出控制信号控制多路所述开关电路的导通与关断。基于本发明提供的方案，多路并联开关负载电路可以独立工作，互不影响，不会出现电流串流问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是双线供电控制面板的结构框图；

图2是传统墙面开关的接线图；

图3是传统的单火线电子开关架构图；

图4是现有技术中单路晶体管开关的单火线电子开关的架构图；

图5是根据本发明实施例的单火线电子开关电路图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是双线供电控制面板的结构框图，如图1所示，其由传感器、控制器、无线模块以及电源组成。传感器通常可以是触摸按键，当传感器被触发后将触发信号传递到控制器内，进一步由控制器根据触发信号生成相应的控制信号，并通过无线模块将控制信号发送至灯，进而使灯进入相应的状态，比如控制亮、灭或者为灯调光等等。然而，此控制面板需要双线(火线与零线)供电，由电源将线电压转换成合适的电压给控制器及其它部分供电，控制面板与灯是并联连接。

图2是传统墙面开关的接线图，如图2所示，传统墙面开关与灯是串联连接的，并且只串在火线上，如果用双线供电的控制面板来替代传统墙面开关则需要重新布线，限制了控制面板的使用。为了便于替代传统墙面开关，单火线取电技术变得越来越重要。图3是传统的单火线电子开关架构图，其包括ac-dc电源、控制器通讯模块，继电器，还包括开灯取电电路以及开关管s1。在传统的单火线取电中，可以通过上述器件实现定时取电，或定电压取电，其原理是当关灯时，继电器是断开的，ac-dc电源将220v电压转换成低压给控制器及通信模块供电。当开灯时，继电器合上。开灯取电电路通过控制开关管s1进行开通及关断，为控制器通讯模块进行供电，通过继电器控制电路的导通与关断的缺点在于，价格往往比较昂贵，而且体积大，开关时有声音，开关由寿命限制，无法进行零电位开关等，而且如果是多路开关，则需要增加相应的继电器。

有一种替代方案是用晶体管来实现继电器的功能。图4是现有技术中单路晶体管开关的单火线电子开关的架构图。如图4所示，其用一对晶体管来实现相同的功能。但此方案的缺点就是只能设计单路开关，如果是多路则会造成电流串流，无法实现对多路开关的控制。

为了解决上述问题，本发明提供了一种单火线电子开关。图5是根据本发明一个实施例的单火线电子开关的电路图，如图5所示，该单火线电子开关包括第一开关负载电路1和与所述第一开关负载电路1并联的第二开关负载电路2，控制器通讯模块3，其中，第一开关负载电路1包括第一开关电路1a、第一负载l1，第一开关电路1a与第一负载l1串联接在市电两端，第二开关负载电路2与第一开关负载电路1的基本结构相同，包括第二开关电路2a、第二负载l2，第二开关电路2a与第二负载l2串联接在市电两端，控制器通讯模块的第一输出端dr1与第一开关电路1a连接、第二输出端dr2与第二开关电路2a连接，用于根据接收到的开灯信号和关灯信号，通过第一输出端dr1、第二输出端dr2输出控制信号控制第一开关电路1a、第二开关电路2a的导通与关断。

图5只示出了两路开关负载电路的结构作为例举，实际情况中还包括多于两路的并联开关负载电路的情况，当有更多的开关负载电路时,各开关负载电路均采用和本实施例中第一开关负载电路1、第二开关负载电路2相同的电路结构，且各开关负载电路并联，本发明在此不做一一列举。

基于本发明提出的单火线电子开关，可以实现对多路开关负载电路的控制，并且多路开关负载电路独立工作，互不影响，不会出现电流串流问题。

实际工作过程中，当控制器通讯模块3接收到第一开关负载电路1的开灯信号时，控制器通讯模块通过第一输出端dr1输出高电平，第一开关电路1a导通，第一负载l1工作，当控制器通讯模块接收到第一开关负载电路1的关灯信号时，控制器通讯模块3通过第一输出端dr1输出低电平，第一开关电路1a关断，第一负载l1休息；当控制器通讯模块接收到第二开关负载电路2的开灯信号时，控制器通讯模块3通过第二输出端dr2输出高电平，第二开关电路2a导通，第二负载l2工作，当控制器通讯模块3接收到第二开关负载电路2的关灯信号时，控制器通讯模块通过第二输出端dr2输出低电平，第二开关电路2a关断，第二负载l2休息。

上述单火线电子开关还包括取电电路4、ac-dc电源5，其中，取电电路4的一端分别与第一开关电路1a、第二开关电路2a连接，取电电路4的另一端与控制器通讯模块3的一端连接，取电电路4还有一端接地，主要用于在第一开关电路1a和第二开关电路2a都导通时，为控制器通讯模块3供电；ac-dc电源5与市电、第一负载l1、第二负载l2以及控制器通讯模块3连接，ac-dc电源5还有一端接地，用于在第一开关电路1a和/或第二开关电路2a关断时，为控制器通讯模块3供电。

其中，当第一开关电路1a和第二开关电路2a都关断时，由于输入阻抗较大，电源的主要电压集中在第一开关电路1a和第二开关电路2a的两端，所以控制器通讯模块的能量来自ac-dc电源5。

由于取电电路4的工作原理是只有在后端输出电压下降到一定阈值时才会工作，如果ac-dc电源5还在工作，取电电路4则基本不工作，因此当第一开关电路1a或第二开关电路2a导通时，控制器通讯模块3的能量主要来自于ac-dc电源5。

具体地，在本实施例中，取电电路4包括储能元件，当第一开关电路1a和第二开关电路2a都导通时，取电电路4通过储能元件为控制器通讯模块3供电，当储能元件的电能低于最低工作阈值时，取电电路4通过第一开关电路1a和第二开关电路2a连通电源进行电能补充，当储能元件的电能达到正常工作阈值后，再次为控制器通讯模块3供电。

需要说明地是，在第一开关电路1a第二开关电路2a都导通的情况下，由于电源电压集中在第一负载l1和第二负载l2两端，此时控制器通讯模块3的能量主要来自于取电电路4中的储能元件中，当储能元件的能量低于最低工作阈值时，取电电路4会通过第一开关电路1a和第二开关电路2a联通电源进行电能补充，当储能元件的电能达到正常阈值时，再次为控制器通讯模块3供电，这个过程非常迅速，所以不会影响第一负载l1和第二负载l2的工作。

具体地，第一开关电路1a包括第一开关管s1、第一可控开关电路1aa、第二开关管s2，其中，第一开关管s1、第二开关管s2为场效应管，第一开关管s1的源极分别与第二开关管s2、第一可控开关电路1aa连接，第一开关管s1的栅极与取电电路4连接，第一开关管s1的漏极与市电一端连接，第一可控开关电路1aa的一端分别与第一开关管s1、第二开关管s2的源极连接，一端与所述控制器通讯模块的第一输出端dr1连接，一端接地，第二开关管s2的源极分别与第一开关管s1的源极、第一可控开关电路1aa连接，第二开关管s2的栅极与取电电路4连接，第二开关管s2的漏极与第一负载l1连接，第一负载l1与ac-dc电源5连接。当控制器通讯模块接收到第一开关负载电路1的开灯信号时，第一输出端dr1输出高电平，第一可控开关电路1aa，第一开关管s1、第二开关管s2导通，第一负载l1工作；当控制器通讯模块3接收到第一开关负载电路1的关灯信号时，第一输出端dr1输出低电平，第一可控开关电路1aa，第一开关管s1、第二开关管s2关断，第一负载l1休息。

第二开关电路2a包括第三开关管s3、第二可控开关电路2aa、第四开关管s4，其中，第三开关管s3、第四开关管s4为场效应管，第三开关管s3的源极分别与第四开关管s4、第二可控开关电路2aa连接，第三开关管s3的栅极与取电电路4连接，第三开关管s3的漏极与市电连接，第二可控开关电路2aa的一端分别与第三开关管s3、第四开关管s4的源极连接，一端与所述控制器通讯模块3的第二输出端dr2连接，一端接地，第四开关管s4的源极分别与第三开关管s3的源极、第二可控开关电路2aa连接，第四开关管s4的栅极与取电电路4连接，第四开关管s4的漏极与第二负载l2连接，第二负载l2与ac-dc电源5连接。当控制器通讯模块3接收到第二开关负载电路2的开灯信号时，第二输出端dr2输出高电平，第二可控开关电路2aa，第三开关管s3、第四开关管s4导通，第二负载l2工作；当控制器通讯模块3接收到第二开关负载电路2的关灯信号时，第二输出端dr2输出低电平，第二可控开关电路2aa，第三开关管s3、第四开关管s4关断，第二负载l2休息。

第一可控开关电路1aa和第二可控开关电路2aa的设计使得当第一开关电路1a导通时，第二开关电路2a的第二可控开关电路2aa是关断的，这样第一开关电路1a的电流不会串流到第二开关电路2a；当第二开关电路2a导通时，第一可控开关电路1aa是关断的，第二开关电路2a的电流不会串流到第一开关电路1a。

上述第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3、第四开关管s4可选包括三极管，本发明对此不做具体限定。

具体地，上述第一开关电路1a还包括第一二极管d1、第二二极管d2，第二开关电路2a还包括第三二极管、第四二极管d4，第一二极管d1的正极分别与市电、第一开关管s1的漏极连接，第一二极管d1的负极与第二二极管d2的负极、取电电路4连接，第二二极管d2的正极分别与第一负载l1、第二开关管s2的漏极连接，第二二极管d2的负极分别与第一二极管d1的负极、取电电路4连接，第三二极管d3的正极分别与市电、第三开关管s3的漏极连接，第三二极管d3的负极分别与第四二极管d4的负极、取电电路4连接，第四二极管d4的正极分别与第二负载l2另一端、第二开关管s2的漏极连接，第四二极管d4的负极分别与第三二极管d3的负极、取电电路4连接。

在本实施例中，在第一开关电路1a和第二开关电路2a都导通情况下，当取电电路4内部的储能元件的电能低于最低工作阈值时，取电电路4会控制第一开关管s1、第二开关管s2关断、第三开关管s3、第四开关管s4全部关断，由第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4连通电源为储能元件进行电能补充，当储能元件的电能达到正常工作阈值后，取电电路4会控制第一开关管s1、第二开关管关断s2、第三开关管s3、第四开关管s4全部导通。

上述第一可控开关电路1aa包括第一电阻r1、第二电阻r2，第五开关管s5，其中，第五开关管s5优选为场效应管，第一电阻r1的一端分别与第一开关管s1的源极、第二开关管s2的源极、第五开关管s5的源极连接，第一电阻r1的另一端分别与开关管s5的栅极、第二电阻r2连接，第五开关管s5的源极分别与第一电阻r1、第一开关管s1的源极、第二开关管s2的源极连接，开关管s5的栅极分别与第一电阻r1、第二电阻r2连接，第五开关管s5的漏极接地，第二电阻r2的一端分别与第一电阻r1、第五开关管s5的栅极连接，第二电阻r2的另一端与控制器通讯模块3的第一输出端dr1连接，当控制器通讯模块3通过第一输出端dr1输出高电平时，第五开关管s5导通，控制器通讯模块3通过第一输出端dr1输出低电平时，第五开关管s5关断。

上述第二可控开关电路2aa包括第三电阻r3、第四电阻r4、第六开关管s6，其中，第六开关管s6也优选为场效应管，第三电阻r3的一端分别与第三开关管s3的源极、第四开关管s4的源极、第六开关管s6的源极连接，第三电阻r3的另一端分别与第六开关管s6的栅极、第四电阻r4连接，第六开关管s6的源极分别与第三开关管s3的源极、第三电阻r3、第四开关管s4的源极连接，第六开关管s6的栅极分别与第三电阻r3、第四电阻r4连接，第六开关管s6的漏极接地，第四电阻r4的一端分别与第三电阻r3、第六开关管s6的栅极连接，第四电阻r4的另一端与控制器通讯模块3的第二输出端dr2连接，当控制器通讯模块3通过第二输出端dr2输出高电平时，第六开关管s6导通，当控制器通讯模块3通过第二输出端dr2输出低电平时，第六开关管s6关断。

此外，在本实施例的单火线电子开关中，还包括：传感器，适于响应外界触发并向控制器通讯模块3发送开灯信号或关灯信号，由控制器通讯模块3根据接收到的开灯信号或关灯信号，控制开关负载电路的导通和关断。当然本实施例的传感器还可以接收其他信号，如调光信号等。

基于本发明提供的单火线电子开关，在第一开关电路的第一开关管和第二开关管之间增设了第一可控开关电路，在第二开关电路的第三开关管和第四开关管之间增设了第二可控开关电路，当第一开关电路导通时，第二可控开关电路关断，当第二开关电路导通时，第一可控开关电路关断，有效防止了并联开关电路的电流串流，保证了负载的正常工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，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脱离本发明的保护范围。