一种单火双控智能调光开关的制作方法

本实用新型涉及智能家居调光控领域，尤其涉及一种单火双控智能调光开关。

背景技术：

目前市场上的智能调光开关有以下几种类型：

1、零火(需要接入市电的零线和火线才能工作)调光开关。缺点：需要墙壁暗盒内预先布有零线和火线，对于大多数没有零线进入的墙壁开关槽需要重新拉线，不易做改造替换。

2、单火单控调光开关。缺点：不能实现双控功能，在传统机械双控开关上做替换时需要将另一端的机械双控开关取下，内部线路需做调整，安装相对繁琐。

3、单火双控/多控调光开关。缺点：不能兼容传统机械双控开关，使用时要求串联一个或多个的开关必须也是单火电子开关，需要对码配对等操作，安装复杂，不易调试，使用成本高。

综上，现有的单火线取电且支持双控或多控的智能调光开关领域，其实现的思路都是两个或多个电子调光开关实现双控或多控时，通过有线或者无线的方式同步开关状态，“互通有无”实现双控或多控功能。使用成本高，安装复杂，与已有机械开关不兼容。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提供一种单火双控智能调光开关，其能够实现一个单火双控智能调光开关搭配一个机械双控开关就可实现单控或双控功能，不需要拆改已有线路和机械开关，不需要区分智能调光的安装位置。

为实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种单火双控智能调光开关，用于串接在光源负载与火线的连接线路上，包括：

两个由相同电路结构组成的触发电路；

取电电路，在连接线路上取交流电，取电电路上对应每个触发电路分别设有整流桥，触发电路与整流桥一一对应连接；

零点检测电路，在交流电过零点时输出交流过零信号，零点检测电路上对应每个触发电路设有二极管，触发电路与二极管一一对应连接；

泄放电路，与取电电路相连接，具有mos管q5，通过mos管q5在交流电相邻两个零点之间由hvdc到gnd的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移。

在上述技术方案中，优选地，每个触发电路包括相连接的触发控制芯片u3、双向可控硅q2、电阻vr1、电阻r17、电阻r20和电阻r22、电容c9和电容c10，触发控制芯片u3的1号引脚分别与电阻r20和电容c10的一端相连接、2号引脚与电容c10的另一端相连接并接地；触发控制芯片u3的6号引脚与电阻r17相连接、4号引脚分别与电阻r22和双向可控硅q2相连接，电阻r17与双向可控硅q2相连接，电阻vr1、电容c9和双向可控硅q2并联连接。

在上述任一技术方案中，优选地，取电电路包括相连接的两个整流桥db1和db2、二极管d1-d4、稳压二极管zd1和zd2、电阻r8-r12、电容c6-c8、电容ec1和ec2、电感l1、变压器t1和电源芯片u1，

整流桥db1和db2的3号引脚连到一起接到交流输入端lin、2号引脚分别连到每个触发电路上的双向可控硅的2号引脚上、1号引脚连到一起并接入二极管d1、4号引脚连到一起接地；二极管d1通过电阻r8、电感l1分别连到变压器t1的1号引脚和电容ec1，稳压二极管zd1并联接到电阻r8两端；

电源芯片u1的4号引脚接到变压器t1的4号引脚；电源芯片u1的5号引脚通过电阻r12连接到地、4号引脚通过电容c8连接到地、3号引脚通过二极管zd2、二极管d4连接到二极管d2；变压器t1的8号引脚和5号引脚分别连接到二极管d2和二极管d3；二极管d2和二极管d3分别连接电容c6和电容ec2，二极管d2通过电阻r9连接到地，二极管d3通过电阻r10和电阻r11连接到地。

在上述任一技术方案中，优选地，零点检测电路包括相连接二极管d5-d7、电阻r1、电阻r13-r15、电阻r18、电阻r19、电阻r21、三极管q3、光耦u2、电容c11和电容c12，两个触发电路上双向可控硅分别通过二极管d5和二极管d6连接到电阻r13和电阻r14，电阻r13串接电阻r15、电阻r18、二极管d7、电容c12连到交流输入公共端lin；电阻r14串联电阻r19、电阻r21连接到输入公共端lin，电容c11并联电阻r21后连接三极管q3；三极管q3驱动光耦u2。

在上述任一技术方案中，优选地，泄放电路包括相连接的mos管q5、电阻r24、电阻r25、电阻r27、电阻r29-r32，电容c13、复合三极管q6，mos管q5能够在交流电相邻两个零点之间由hvdc到gnd的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移；复合三极管q6分别与电阻r25、电阻r31、电阻r32和电容c13相连接，电阻r24与电容c13并联连接，电阻r27、电阻r29、电阻30和mos管q5并联连接、并与复合三极管q6相连接。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括多个按键电路，每个按键电路包括按键s、电阻r和电容c，电容c和按键s并联后接入地，电阻r的一端与按键s相连接、另一端接入3.3v电压。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括指示电路，包括电阻r2、电阻r6、电阻r7、电阻r33、三极管q1以及指示灯led1和led2，指示灯led1和led2分别与电阻r2和电阻r33串联后、并联接入三极管q1，三极管q2的1号引脚分别连接电阻r6和电阻r7，电阻r7接地。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括无线连接电路，无线连接电路包括zigbee芯片m1、电阻r3、电阻r4、电容c2-c4，zigbee芯片m1的6号引脚分别连接电阻r4和电容c4，电容c2、电容c3和电阻r3并联连接在zigbee芯片m1的30、29、28号引脚上。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：烧录端子，烧录端子为排针j1；pcb连接器p1，pcb连接器p1分别与取电电路、零点检测电路、触发电路和泄放电路相连接。

本实用新型提供的单火双控智能调光开关与现有技术相比，具有以下优点：

1、一个单火双控智能调光开关可以实现单控或双控(搭配一个原有机械双控可实现双控)，不需要拆改已有线路和机械开关，不需要区分智能调光的安装位置。

2、支持两个单火双控智能调光开关实现双控和调光功能，不需要拆改已有线路。

3、专有稳定零点及防闪电路，调光柔和不闪烁，负载兼容性好，可调白炽灯和支持切相调光的led/cfl等。

4、通过无线模块实现手机或其他显示终端的无线控制，配合网关可通过云端实现远程控制。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本实用新型实施例所涉及第一触发模块的电路图；

图2示出了本实用新型实施例所涉及第二触发模块的电路图；

图3示出了本实用新型实施例所涉及取电电路的电路图；

图4示出了本实用新型实施例所涉及零点检测电路的电路图；

图5示出了本实用新型实施例所涉及泄放电路的电路图；

图6示出了本实用新型实施例所涉及第一按键模块的电路图；

图7示出了本实用新型实施例所涉及第二按键模块的电路图；

图8示出了本实用新型实施例所涉及指示电路的电路图；

图9示出了本实用新型实施例所涉及无线连接电路的电路图；

图10示出了本实用新型实施例所涉及排针的电路图；

图11示出了本实用新型实施例所涉及pcb连接器p1的电路图；

图12至图16示出了本实用新型实施例所涉及单火双控智能调光开关多种接入方式的接线示意图；

图17示出了本实用新型实施例所涉及单火双控智能调光开关的控制原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图17描述根据本实用新型一些实施例的单火双控智能调光开关100，两路可控硅做无触点切换开关，且每一路可控硅都可独立切相斩波以实现调光。工作中每按一次调光开关上的开关键或手机app端的虚拟开关按键，都会将工作中的那路触发信号切换到另一路上，原来那路的触发信号关闭，切换过来的触发信号保持原有的触发相位，以此实现双控功能并保持上一次的调光亮度。同时通过对比零点信号和触发信号可以判断回路是在on状态还是off状态，以便在手机app端同步显示当前的工作状态。

如图1至图11所示，按照本实用新型一个实施例的单火双控智能调光开关100，用于串接在光源负载200与火线的连接线路上，包括：

两个由相同电路结构组成的触发电路；

在该实施例中，如图1所示，触发电路即第一触发模块和第二触发模块，第一触发模块包括相连接的触发控制芯片u3、双向可控硅q2、电阻vr1、电阻r17、电阻r20和电阻r22、电容c9和电容c10，触发控制芯片u3的1号引脚分别与电阻r20和电容c10的一端相连接、2号引脚与电容c10的另一端相连接并接地；触发控制芯片u3的6号引脚与电阻r17相连接、4号引脚分别与电阻r22和双向可控硅q2相连接，电阻r17与双向可控硅q2相连接，电阻vr1、电容c9和双向可控硅q2并联连接；

如图2所示，第二触发模块包括相连接的触发控制芯片u4、双向可控硅q4、电阻vr2、电阻r23、电阻r26和电阻r28、电容c14和电容c15，触发控制芯片u4的1号引脚分别与电阻r26和电容c15的一端相连接、2号引脚与电容c15的另一端相连接并接地；触发控制芯片u4的6号引脚与电阻r23相连接、4号引脚分别与电阻r28和双向可控硅q4相连接，电阻r23与双向可控硅q4相连接，电阻vr2、电容c14和双向可控硅q4并联连接。

在本实施例中，采用两颗双向可控硅q2与q4做功率调节与通断切换。通过使用两路触发信号ctr1和ctr2分别控制双向可控硅q2和双向可控硅q4的通断与切相调节亮度，即在双向可控硅q2与双向可控硅q4间可以实现两条功率通路的切换，同时每条功率通路都可通过切相斩波的方式调节功率输出。两条功率通路的输出端口为l1和l2，原有双控控制线接到l1和l2实现双控功能。做单控使用时将负载灯的电源线接到l1或者l2。

具体为双向可控硅q2的t1端与双向可控硅q4的t1端连在一起，通过电感l1串接保险丝连接到交流火线输入端；双向可控硅q2的t2端连接到输出端子l1，双向可控硅q4的t2端连接到输出端子l2。

取电电路，在连接线路上取交流电，取电电路上对应每个触发电路分别设有整流桥，触发电路与整流桥一一对应连接；

在该实施例中，整流桥db1和整流桥db2的3脚连到一起接到交流输入端lin，整流桥db1和整流桥db2的2脚分别连到双向可控硅q2的2号引脚和双向可控硅q4的2号引脚。

零点检测电路，在交流电过零点时输出交流过零信号，零点检测电路上对应每个触发电路设有二极管，触发电路与二极管一一对应连接；

在该实施例中，通过该零点监测电路实现交流电零点的采样，将每个交流电的零点同步信号zrd交给mcu处理，mcu根据交流电的零点位置在特定时刻，即正弦交流电的某一相位输出触发信号触发可控硅导通，实现对交流电的切相控制。另外，该零点电路输出的零点信号的另一特征决定于某一路可控硅的通断与否，也就是说在工作的任意时刻，通过零点信号可以解调出交流电的零点和对应的通断状态信号。

泄放电路，与取电电路相连接，具有mos管q5，通过mos管q5在交流电相邻两个零点之间由hvdc到gnd的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移；

在该实施例中，在小功率led或者cfl工作时，可控硅在零点附近的导通电流很小，有时会低于可控硅的维持电流导致可控提前关断，会导致负载灯闪烁。也会导致零点取样电路的不稳定。该电路的作用是在每个交流零点到来的前一刻，提供功率回路的交流通路，优化切相输出的电压波形，进而稳定了零点采样的输入信号，防止可控硅误触发。

在上述实施例中，优选地，如图3所示，取电电路包括相连接的两个整流桥db1和db2、二极管d1-d4、稳压二极管zd1和zd2、电阻r8-r12、电容c6-c8、电容ec1和ec2、电感l1、变压器t1和电源芯片u1，

整流桥db1和db2的3号引脚连到一起接到交流输入端lin、2号引脚分别连到每个触发电路上的双向可控硅的2号引脚上、1号引脚连到一起并接入二极管d1、4号引脚连到一起接地；二极管d1通过电阻r8、电感l1分别连到变压器t1的1号引脚和电容ec1，稳压二极管zd1并联接到电阻r8两端；

电源芯片u1的4号引脚接到变压器t1的4号引脚；电源芯片u1的5号引脚通过电阻r12连接到地、4号引脚通过电容c8连接到地、3号引脚通过二极管zd2、二极管d4连接到二极管d2；变压器t1的8号引脚和5号引脚分别连接到二极管d2和二极管d3；二极管d2和二极管d3分别连接电容c6和电容ec2，二极管d2通过电阻r9连接到地，二极管d3通过电阻r10和电阻r11连接到地。

在上述任一实施例中，优选地，如图4所示，零点检测电路30包括相连接二极管d5-d7、电阻r1、电阻r13-r15、电阻r18、电阻r19、电阻r21、三极管q3、光耦u2、电容c11和电容c12，两个触发电路上双向可控硅分别通过二极管d5和二极管d6连接到电阻r13和电阻r14，电阻r13串接电阻r15、电阻r18、二极管d7、电容c12连到交流输入公共端lin；电阻r14串联电阻r19、电阻r21连接到输入公共端lin，电容c11并联电阻r21后连接三极管q3；三极管q3驱动光耦u2。

在该实施例中，本实用新型通过该电路实现交流电零点的采样，将每个交流电的零点同步信号zrd交给mcu处理，mcu根据交流电的零点位置在特定时刻，即正弦交流电的某一相位输出触发信号触发可控硅导通，实现对交流电的切相控制。另外，该零点电路输出的零点信号的另一特征决定于某一路可控硅的通断与否，也就是说在工作的任意时刻，通过零点信号可以解调出交流电的零点和对应的通断状态信号。

具体为双向可控硅q2和双向可控硅q4的t2分别通过整流二极管d5和d6连接到电阻r13、电阻r14，电阻r13串接电阻r15、电阻r18、二极管d7、电容c12连到交流输入公共端lin；电阻r14串联电阻r19、电阻r21连接到lin，电容c11并联电阻r21后连接三极管q3；三极管q3驱动光耦u2，光耦u2的4号引脚连到无线连接电路70中的电阻r4和电容c4；电阻r4和电容c4的另一端分别连到3.3v和gnd。

在上述任一实施例中，优选地，如图5所示，泄放电路包括相连接的mos管q5、电阻r24、电阻r25、电阻r27、电阻r29-r32，电容c13、复合三极管q6，mos管q5能够在交流电相邻两个零点之间由hvdc到gnd的导通，以补偿在交流电下光源负载的零点漂移；复合三极管q6分别与电阻r25、电阻r31、电阻r32和电容c13相连接，电阻r24与电容c13并联连接，电阻r27、电阻r29、电阻30和mos管q5并联连接、并与复合三极管q6相连接。

在该实施例中，在小功率led或者cfl工作时，可控硅在零点附近的导通电流很小，有时会低于可控硅的维持电流导致可控提前关断，会导致负载灯闪烁。也会导致零点取样电路的不稳定。该电路的作用是在每个交流零点到来的前一刻，提供功率回路的交流通路,优化切相输出的电压波形，进而稳定了零点采样的输入信号，防止可控硅误触发。

具体为跨接到可控硅t1，t2间的整流桥、整流输出电压vhdc连接到mos管q5的drain极，mos管q5的source极通过电阻r29连接到地；mos管q5的gate极通过电阻r27连接到复合三级管q6的3号引脚，复合三级管q6的2号引脚通过电阻r6连接到rtz信号，rtz信号由mcu或soc给出。

在上述任一实施例中，优选地，还包括多个按键电路，每个按键电路包括按键s、电阻r和电容c，电容c和按键s并联后接入地，电阻r的一端与按键s相连接、另一端接入3.3v电压。

在该实施例中，如图6所示，多个按键电路即至少由按键s1、电阻r34和电容c1组成的第一按键模块，电容c1和按键s1并联后接入地，电阻r34的一端与按键s1相连接、另一端接入3.3v电压；如图7所示，以及至少由按键s2、电阻r5和电容c5构成的第二按键模块，电容c5和按键s2并联后接入地，电阻r5的一端与按键s2相连接、另一端接入3.3v电压。其工作状态为：s1按键，短按开，长按无极调亮；s2按键，短按关，长按无极调暗；同时长按按键s1和按键s2进入配网模式。

在上述任一实施例中，优选地，如图8所示，还包括指示电路，包括电阻r2、电阻r6、电阻r7、电阻r33、三极管q1以及指示灯led1和led2，指示灯led1和led2分别与电阻r2和电阻r33串联后、并联接入三极管q1，三极管q2的1号引脚分别连接电阻r6和电阻r7，电阻r7接地。

在该实施例中，led1，led2指示灯，开灯长亮，关灯荧光指示；进行配网时led1，led2指示灯为快闪状态。

在上述任一实施例中，优选地，如图9所示，还包括无线连接电路70，无线连接电路70包括zigbee芯片m1、电阻r3、电阻r4、电容c2-c4，zigbee芯片m1的6号引脚分别连接电阻r4和电容c4，电容c2、电容c3和电阻r3并联连接在zigbee芯片m1的30、29、28号引脚上。

在该实施例中，zigbee芯片m1采用soc方案，内置微处理器用于检测和控制，同时提供无线链路用于连接网络和设备，实现本地或远程控制。zigbee芯片m1的1号引脚接地，30号引脚接3.3v电源；24号引脚和11号引脚分别输出触发信号ctr1和ctr2；zigbee芯片m1的6号脚用于检测过零信号zrd；zigbee芯片m1的5号引脚和7号引脚检测本地按键，短按本地按键s1和s2控制设备的开和关，长按按键s1和s2控制设备的调亮和调暗；zigbee芯片m1的8号引脚用于输出rtz信号，控制防闪电路的工作；zigbee芯片m1的10号引脚和20号引脚用于控制指示灯，指示设备的工作状态。

在本实施例中，在该实施例中，通过开关中的无线模块，能够不受空间距离的限制实现开关和调光控制，既能提了高生活品质又满足了节能减排的需求；另外，通过在开关中设置无线模块，本发明采用基于zigbee的调光开关，配合zigbee网关，用户可通过手机app就可以控制开关和调光，也可以远程通过云控制，用户体验更好。

在上述任一实施例中，优选地，如图10和图11所示，还包括：烧录端子，烧录端子为排针j1；pcb连接器p1，pcb连接器p1分别与取电电路、零点检测电路、触发电路和泄放电路相连接。

本实用新型的单火双控智能调光开关实现还包括以下可以替换的子电路部分。其中，零点检测电路也可采用数颗电阻、电容和一个三极管构成零点取样电路；取电部分亦可采用一个或两个整流二极管构成的半波整流电路和其他开关电源或线性电源方案；泄放电路亦可使用三极管，mos管等构成的功率开关回路；无线连接电路70亦可采用wifi、蓝牙、sub-g、433mhz等无线连接方式构成。触发电路包括但不局限于使用可控硅，也包括使用mos管构成的后沿切相交流斩波电路。

本实用新型提供的单火双控智能调光开关与现有技术相比，具有以下优点：

1、一个单火双控智能调光开关可以实现单控或双控(搭配一个原有机械双控开关300可实现双控)，不需要拆改已有线路和机械开关，不需要区分智能调光的安装位置，如图12和图13所示。

2、支持两个单火双控智能调光开关实现双控和调光功能，不需要拆改已有线路，如图14和图15所示。

3、专有稳定零点及防闪电路，调光柔和不闪烁，负载兼容性好，可调白炽灯和支持切相调光的led/cfl等。最小负载功率支持到3w，可调光，可关断无闪烁，如图16所示。

4、通过无线模块(包括但不仅限于zigbee模块)实现手机或其他显示终端400的无线控制，配合网关可通过云端500实现远程控制，如图17所示。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。