專利名稱：一種智能開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)，更具體地說，涉及一種智能開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
目前，墻壁開關(guān)廣泛用于控制電燈、吊扇等負載開和關(guān)。如圖1所示，市面上的墻壁開關(guān)一般都是單線控制的，開關(guān)Sll與負載Ll串聯(lián)在火線L和零線N之間，這種開關(guān)是最節(jié)省布線的，但不適合智能開關(guān)。如圖2示出的現(xiàn)有技術(shù)的智能開關(guān)的電路圖中，上電時直流電源Ull為單片機U12供電，當(dāng)單片機接收到“開”的命令時，單片機U12通過控制三極管Q15使可控硅Qll導(dǎo)通，可控硅Qll在開啟工作時，其上會產(chǎn)生30V-50V的電壓，并用該電壓為單片機U12供電。然而，當(dāng)負載Ll的功率加大時，流過可控硅Qll的電流會變大， 從而使可控硅Qll的損耗發(fā)熱會變大，另外，在電路的負載Ll增大時，可控硅Qll不在過零點開啟，會產(chǎn)生強的開關(guān)干擾，從而影響電路運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述負載功率大時，智能開關(guān)損耗發(fā)熱大的缺陷，提供一種智能開關(guān)電路，能減小損耗發(fā)熱。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種智能開關(guān)電路，與負載串聯(lián)在火線和零線之間，用于控制負載的通斷，包括第一電源部分、第二電源部分、電源管理部分、控制部分和開關(guān)管部分，其中，第一電源部分，用于在上電時或所采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，通過所述電源管理部分為所述控制部分供電；第二電源部分，用于在負載通電后采樣負載電流，并輸出至所述控制部分，且在所采樣負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時通過所述電源管理部分為所述控制部分供電；控制部分，用于根據(jù)接收到的開或關(guān)信號驅(qū)動開關(guān)管部分相應(yīng)的開或關(guān)，并根據(jù)所采樣的負載電流確定所述控制部分由所述第一電源部分供電或由所述第二電源部分供 H1^ ο在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述第一電源部分還用于采樣其輸出的電壓， 并輸出至所述控制部分。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述控制部分還用于在判斷所采樣的負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時，控制開關(guān)管部分一直開啟；在判斷所采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，根據(jù)所述第一電源部分的輸出電壓控制開關(guān)管部分在所述輸出電壓的過零點開啟。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述第二電源部分包括電流互感器T、第二整流器B、第三二極管、第四二極管，所述電流互感器T的原邊第一端接所述負載的一端，所述電流互感器的原邊第二端接所述開關(guān)管部分，所述電流互感器T副邊兩端分別接所述第二整流器的兩輸入端，所述第二整流器B的第一輸出端分別連接所述第三二極管的正極和所述第四二極管的正極，所述第三二極管的負極連接所述電源管理部分，所述第四二極管的負
4極連接所述控制部分，所述第二整流器的第二輸出端接地。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述第二電源部分還包括第十二電阻和第十三電阻，所述第十二電阻和第十三電阻串聯(lián)在所述第四二極管的負極和地之間，所述第十二電阻和第十三電阻的連接點接所述控制部分。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述開關(guān)管部分包括可控硅、光耦、第十四電阻，所述光耦的輸入端正極通過所述第十四電阻接高電平，所述光耦的輸入端負極接所述控制部分，所述光耦的輸出端正極接所述可控硅的控制極，所述光耦的輸出端負極接所述可控硅的陰極，所述可控硅的陽極接火線，所述可控硅的陰極接所述電流互感器T的原邊
A-Ap ■上山
弟一順。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述第一電源部分包括第一整流器B、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第十電阻、第i^一電阻、 穩(wěn)壓二極管、第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第一二極管、第二二極管， 所述第一整流器的兩輸入端分別接所述負載的一端和火線，所述穩(wěn)壓二極管的負極通過所述第一電阻接所述第一整流器的第一輸出端，所述第二電阻連接在所述穩(wěn)壓二極管的負極和所述第一三極管的基極之間，所述第一三極管的發(fā)射極接所述第一整流器的第一輸出端，所述第一三極管的集電極接所述第七電阻的一端，所述第三電阻連接在所述第一三極管的集電極和所述第二三極管的基極之間，所述第二三極管的集電極通過所述第四電阻接所述第一整流器的第一輸出端，所述第三三極管的基極連接所述第二三極管的集電極，所述第三三極管的集電極通過所述第六電阻接所述第四三極管的基極，所述第四三極管的發(fā)射極接所述第一整流器的第一輸出端，所述第五電阻連接在所述第四三極管的發(fā)射極和所述第三三極管的集電極之間，所述第一整流器的第二輸出端、所述穩(wěn)壓二極管的正極、所述第七電阻的另一端、所述第二三極管的發(fā)射極、所述第三三極管的發(fā)射極分別接地，所述第一二極管的正極和所述第二二極管的正極分別連接所述第四三極管的集電極，所述第一二極管的負極連接所述電源管理部分，所述第二二極管的負極連接所述控制部分。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述電源管理部分包括穩(wěn)壓芯片，所述穩(wěn)壓芯片的輸入端連接所述第一二極管的負極和所述第三二極管的負極，所述穩(wěn)壓芯片的輸出端接所述控制部分。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述控制部分包括單片機、按鍵和通信芯片，所述單片機的電源端接所述穩(wěn)壓芯片的輸出端，所述單片機的第一輸入端接所述第二二極管的負極，所述單片機的第二輸入端接第四二極管的負極，所述單片機的第一輸出端接所述光耦的輸入端負極，所述按鍵連接在所述單片機的第三輸入端和地之間，所述通信芯片的兩輸出端連接所述單片機的第四輸入端和第五輸入端之間。在本發(fā)明所述的智能開關(guān)電路中，所述通信芯片為RF通信芯片或頂通信芯片。實施本發(fā)明的智能開關(guān)電路，在上電時，由第一電源部分通過電源管理部分為控制部分供電，當(dāng)控制部分接收到開的輸入信號時，控制部分控制開關(guān)管部分開啟，這時第二電源部分采樣負載電流，控制部分根據(jù)該采樣電流，并在判斷采樣電流大于預(yù)設(shè)電流值時， 將第二電源部分采樣的電流能量轉(zhuǎn)換為電能為控制部分供電，這樣，開關(guān)管部分的發(fā)熱損耗就不會很大，使電路良好運行；在判斷采樣電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，由第一電源部分通過電源管理部分為控制部分供電。
另外，在負載較大時，即負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，控制部分根據(jù)第一電源部分所采樣的輸出電壓，控制開關(guān)管部分在該輸出電壓的過零點的時刻開啟，就不會產(chǎn)生強的開關(guān)干擾，使電路良好運行。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種開關(guān)電路的電路圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的一種智能開關(guān)電路的電路圖；圖3是本發(fā)明智能開關(guān)與負載電路實施例一的邏輯圖；圖4是本發(fā)明智能開關(guān)與負載電路實施例二的邏輯圖；圖5是本發(fā)明智能開關(guān)電路實施例一的電路圖。
具體實施例方式如圖3所示，在本發(fā)明的智能開關(guān)與負載電路實施例一的邏輯圖中，該智能開關(guān)與負載電路包括負載和與負載串聯(lián)的智能開關(guān)電路，該智能開關(guān)電路用于控制負載的通、 斷電，該智能開關(guān)電路包括第一電源部分100、第二電源部分200、電源管理部分300、控制部分400和開關(guān)管部分500，其中，第一電源部分100用于在上電時或采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，通過電源管理部分300為控制部分500供電；第二電源部分200用于在負載通電后采樣負載電流，并輸出至控制部分400，且在所采樣負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時通過電源管理部分300為控制部分400供電；控制部分400用于根據(jù)接收到的開或關(guān)信號驅(qū)動開關(guān)管部分500相應(yīng)的開或關(guān)，以實現(xiàn)負載的通電或斷電，并根據(jù)所采樣的負載電流確定控制部分400由第一電源部分100供電或由第二電源部分200供電。如圖2所示，在本發(fā)明的智能開關(guān)與負載電路實施例二的邏輯圖中，該智能開關(guān)與負載電路包括負載和與負載串聯(lián)的智能開關(guān)電路，且智能開關(guān)電路用于控制負載的通、 斷電，該智能開關(guān)電路包括第一電源部分100、第二電源部分200、電源管理部分300、控制部分400和開關(guān)管部分500，其中，該實施例中的第一電源部分100、第二電源部分200、電源管理部分300、控制部分400和開關(guān)管部分500與實施例一中第一電源部分100、第二電源部分200、電源管理部分300、控制部分400和開關(guān)管部分500的相同地方，在此不做贅述， 以下僅說明其不同的地方，第一電源部分100還用于采樣其輸出的電壓，并輸出至控制部分400 ；控制部分400還用于在判斷所采樣的負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時，控制開關(guān)管部分 500 一直開啟；在判斷所采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，根據(jù)第一電源部分100的輸出電壓控制開關(guān)管部分500在輸出電壓的過零點開啟。在圖3示出的本發(fā)明的智能開關(guān)電路實施例一的電路圖中，該智能開關(guān)包括第一電源部分100、第二電源部分200、電源管理部分300、控制部分400和開關(guān)管部分500，以下將結(jié)合圖3詳細說明每一部分及其功能在第一電源部分100中，整流器DBl的兩輸入端分別接負載的一端Al和火線A2， 穩(wěn)壓二極管ZDl的負極通過電阻Rl接整流器DBl的第一輸出端，電阻R2連接在穩(wěn)壓二極管ZDl的負極和三極管Ql的基極之間，三極管Ql的發(fā)射極接整流器DBl的第一輸出端，三極管Ql的集電極接電阻R7的一端，電阻R3連接在三極管Ql的集電極和三極管Q2的基極之間，三極管Q2的集電極通過電阻R4接整流器DBl的第一輸出端，三極管Q3的基極連接三極管Q2的集電極，三極管Q3的集電極通過電阻R6接三極管Q4的基極，三極管Q4的發(fā)射極接整流器DBl的第一輸出端，電阻R5連接在三極管Q4的發(fā)射極和三極管Q3的集電極之間，整流器DBl的第二輸出端、穩(wěn)壓二極管ZDl的正極、電阻R7的另一端、三極管Q2的發(fā)射極、三極管Q3的發(fā)射極分別接地，二極管Dl的正極連接三極管Q4的集電極，二極管Dl 的負極連接電源管理部分300，二極管D2的正極連接三極管Q4的集電極，二極管D2的負極連接控制部分400。在第二電源部分200中，電流互感器Tl的原邊第一端接負載的一端Al，電流互感器Tl的原邊第二端接開關(guān)管部分500，電流互感器Tl副邊兩端分別接整流器DB2的兩輸入端，整流器DB2的第一輸出端分別接二極管D3的正極和二極管D4的正極，二極管D3的負極連接電源管理部分300，電阻R12和電阻R13串聯(lián)在二極管D4的負極和地之間，電阻R12 和電阻R13的連接點接控制部分400，電阻R12和電阻R13起分壓作用，避免燒壞控制部分 400，整流器DB2的第二輸出端接地。在電源管理部分300中，穩(wěn)壓芯片Ul的輸入端連接二極管Dl的負極和二極管D3 的負極，穩(wěn)壓芯片Ul的輸出端接控制部分400。在控制部分400中，單片機U2的電源端接穩(wěn)壓芯片Ul的輸出端，單片機U2的第一輸入端接二極管D2的負極，單片機U2的第二輸入端接二極管D4的負極，按鍵Sl連接在單片機U2的第三輸入端和地之間，通信芯片U3的兩輸出端連接單片機U2的第四輸入端和第五輸入端之間。在開關(guān)管部分500中，光耦U3的輸入端正極通過電阻R14接高電平，光耦U3的輸入端負極接單片機U2的第一輸出端，光耦U3的輸出端正極接可控硅Q5的控制極，光耦U3 的輸出端負極通過電阻R8、R9接可控硅Q5的陰極，可控硅Q5的陽極接火線端A2，可控硅 Q5的陰極接電流互感器Tl的原邊第二端。該智能開關(guān)電路的工作原理為在上電時，整流器DBl將火線和零線之間的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，該直流電壓經(jīng)穩(wěn)壓、濾波后，一路通過穩(wěn)壓芯片Ui穩(wěn)壓后給單片機 U2供電，一路輸出至單片機U2的第一輸入口，單片機U2根據(jù)其第一輸入口的輸入電壓檢測第一電源部分輸出的電壓的狀態(tài)，這樣整個系統(tǒng)就工作了。當(dāng)單片機U2接收到開的輸入信號后，該輸入信號可來自按鍵Sl或通信芯片U3，通信芯片U3可以是RF通信芯片或頂通信芯片，單片機U2控制其第一輸出口輸出低電平，光耦U3導(dǎo)通，進而可控硅Q5導(dǎo)通，整個電路形成閉合的回路，負載開始工作，電流互感器Tl采樣負載電流，并經(jīng)整流器DB2整流后， 一路經(jīng)二極管D3濾波后輸出至穩(wěn)壓芯片Ul的輸入端，一路經(jīng)二極管D4濾波后輸出至單片機U2的第二輸入端，單片機U2根據(jù)其第二輸入端輸入的電壓判斷所采樣的負載電流是否超過預(yù)設(shè)值，例如0. 5A，若超過，則單片機U2通過其第一輸出口控制可控硅Q5 —直導(dǎo)通， 此時，由電流互感器Tl輸出的電能為單片機U2供電，這樣，可控硅Q5的發(fā)熱損耗就不會很大；若所采樣的負載電流沒有超過預(yù)設(shè)電流值，說明負載很大，則單片機U2根據(jù)所檢測的第一電源部分輸出的電壓狀態(tài)，通過其第一輸出口控制可控硅Q5在該輸出電壓的過零點開啟，這樣就不會產(chǎn)生強的開關(guān)干擾，使電路運行良好，此時，由第一電源部分為單片機U2 供電。當(dāng)單片機U2接收到關(guān)的輸入信號時，同樣地，該輸入信號可來自按鍵Sl或通信芯片 U3,單片機U2通過控制其第一輸出口控制可控硅Q5斷開，負載停止工作，此時，由第一電源部分為單片機U2供電。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，例如，圖3示出的實施例中的三極管可替換為場效應(yīng)管。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能開關(guān)電路，與負載串聯(lián)在火線和零線之間，用于控制負載的通斷，其特征在于，包括第一電源部分(100)、第二電源部分000)、電源管理部分(300)、控制部分(400)和開關(guān)管部分(500)，其中，第一電源部分(100)，用于在上電時或所采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，通過所述電源管理部分(300)為所述控制部分(400)供電；第二電源部分000)，用于在負載通電后采樣負載電流，并輸出至所述控制部分 000)，且在所采樣負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時通過所述電源管理部分(300)為所述控制部分(400)供電；控制部分G00)，用于根據(jù)接收到的開或關(guān)信號驅(qū)動開關(guān)管部分(500)相應(yīng)的開或關(guān)， 并根據(jù)所采樣的負載電流確定所述控制部分(400)由所述第一電源部分(100)供電或由所述第二電源部分(200)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述第一電源部分(100)還用于采樣其輸出的電壓，并輸出至所述控制部分G00)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述控制部分(400)還用于在判斷所采樣的負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時，控制開關(guān)管部分(500) —直開啟；在判斷所采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，根據(jù)所述第一電源部分(100)的輸出電壓控制開關(guān)管部分(500)在所述輸出電壓的過零點開啟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述第二電源部分(200)包括電流互感器(Tl)、第二整流器(DB2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)，所述電流互感器 (Tl)的原邊第一端接所述負載的一端，所述電流互感器(Tl)的原邊第二端接所述開關(guān)管部分(500)，所述電流互感器(Tl)副邊兩端分別接所述第二整流器(DB》的兩輸入端，所述第二整流器(DB2)的第一輸出端分別連接所述第三二極管(D!3)的正極和所述第四二極管 (D4)的正極，所述第三二極管(D!3)的負極連接所述電源管理部分(300)，所述第四二極管 (D4)的負極連接所述控制部分G00)，所述第二整流器(DB2)的第二輸出端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述第二電源部分(200)還包括第十二電阻(R12)和第十三電阻(R13)，所述第十二電阻(R12)和第十三電阻(R13)串聯(lián)在所述第四二極管(D4)的負極和地之間，所述第十二電阻(R12)和第十三電阻(R13)的連接點接所述控制部分(400)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5任一項所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述開關(guān)管部分 (500)包括可控硅(Q5)、光耦(U3)、第十四電阻(R14)，所述光耦(TO)的輸入端正極通過所述第十四電阻(R14)接高電平，所述光耦(TO)的輸入端負極接所述控制部分G00)，所述光耦(U； )的輸出端正極接所述可控硅的控制極，所述光耦(U； )的輸出端負極接所述可控硅的陰極，所述可控硅的陽極接火線，所述可控硅的陰極接所述電流互感器(Tl)的原邊第二端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述第一電源部分(100)包括第一整流器(DBl)、第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第十電阻(RlO)、第十一電阻(Rll)、穩(wěn)壓二極管 (ZDl)、第一三極管Oil)、第二三極管、第三三極管O )、第四三極管OH)、第一二極管 (Dl)、第二二極管(D2)，所述第一整流器(DBl)的兩輸入端分別接所述負載的一端和火線，所述穩(wěn)壓二極管(ZDl)的負極通過所述第一電阻(Rl)接所述第一整流器(DBl)的第一輸出端，所述第二電阻(似)連接在所述穩(wěn)壓二極管(ZDl)的負極和所述第一三極管Oil)的基極之間，所述第一三極管Oil)的發(fā)射極接所述第一整流器(DBl)的第一輸出端，所述第一三極管Oil)的集電極接所述第七電阻(R7)的一端，所述第三電阻(舊)連接在所述第一三極管Oil)的集電極和所述第二三極管的基極之間，所述第二三極管的集電極通過所述第四電阻(R4)接所述第一整流器(DBl)的第一輸出端，所述第三三極管0^3) 的基極連接所述第二三極管的集電極，所述第三三極管O )的集電極通過所述第六電阻(R6)接所述第四三極管OH)的基極，所述第四三極管OH)的發(fā)射極接所述第一整流器(DBl)的第一輸出端，所述第五電阻(肪)連接在所述第四三極管OH)的發(fā)射極和所述第三三極管0^3)的集電極之間，所述第一整流器(DBl)的第二輸出端、所述穩(wěn)壓二極管 (ZDl)的正極、所述第七電阻(R7)的另一端、所述第二三極管的發(fā)射極、所述第三三極管O )的發(fā)射極分別接地，所述第一二極管(Dl)的正極和所述第二二極管(擬)的正極分別連接所述第四三極管OH)的集電極，所述第一二極管(Dl)的負極連接所述電源管理部分(300)，所述第二二極管(擬)的負極連接所述控制部分000)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述電源管理部分(300)包括穩(wěn)壓芯片(Ul)，所述穩(wěn)壓芯片(Ul)的輸入端連接所述第一二極管(Dl)的負極和所述第三二極管(D!3)的負極，所述穩(wěn)壓芯片(Ul)的輸出端接所述控制部分000)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述控制部分(400)包括單片機(U2)、按鍵(Si)和通信芯片(U3)，所述單片機(U2)的電源端接所述穩(wěn)壓芯片(Ul)的輸出端，所述單片機(似)的第一輸入端接所述第二二極管(擬)的負極，所述單片機(U2)的第二輸入端接第四二極管(D4)的負極，所述單片機(似)的第一輸出端接所述光耦(U3)的輸入端負極，所述按鍵(Si)連接在所述單片機(似)的第三輸入端和地之間，所述通信芯片 (U3)的兩輸出端連接所述單片機(似)的第四輸入端和第五輸入端之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能開關(guān)電路，其特征在于，所述通信芯片(U3)為RF通信芯片或頂通信芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能開關(guān)電路，該電路包括第一電源部分，用于在上電時或所采樣的負載電流不大于預(yù)設(shè)電流值時，通過所述電源管理部分為所述控制部分供電；第二電源部分，用于在負載通電后采樣負載電流，并輸出至所述控制部分，且在所采樣負載電流大于預(yù)設(shè)電流值時通過所述電源管理部分為所述控制部分供電；控制部分，用于根據(jù)接收到的開或關(guān)信號驅(qū)動開關(guān)管部分相應(yīng)的開或關(guān)，并根據(jù)所采樣的負載電流確定所述控制部分由所述第一電源部分供電或由所述第二電源部分供電。實施本發(fā)明的技術(shù)方案，在判斷采樣電流大于預(yù)設(shè)電流值時，將第二電源部分采樣的電流能量轉(zhuǎn)換為電能為控制部分供電，這樣，開關(guān)管部分的發(fā)熱損耗就不會很大，使電路良好運行。
文檔編號H03K17/78GK102237864SQ20101016360
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者涂柏生, 陽秋明 申請人:深圳市博巨興實業(yè)發(fā)展有限公司