單火線智能開關(guān)控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單火線智能開關(guān)控制電路，由控制電路、電源電路、保護電路與振蕩電路組成；控制電路控制負載的工作狀態(tài)，電源電路為各電路匹配工作電源，保護電路獲取控制電路和電源電路的電壓值，對控制電路進行保護，振蕩電路根據(jù)控制電路的振蕩信號，輸出振蕩源給保護電路和電源電路；所述控制電路由穩(wěn)壓管D5、D8和雙向可控硅Q1組成取電電路，控制器U5發(fā)出控制信號控制繼電器J的常開開關(guān)開閉，從而控制負載的工作狀態(tài)。其顯著效果是：本實用新型對大功率的阻性負載實現(xiàn)了單火線控制，減少了零線走線，節(jié)約了布線成本，對于已經(jīng)裝修好的用戶以及老舊社區(qū)可以方便的進行智能控制改造。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及到單火線開關(guān)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是一種單火線智能開關(guān) 控制電路。 單火線智能開關(guān)控制電路

【背景技術(shù)】
[0002] 單火線智能控制開關(guān)是傳統(tǒng)機械墻壁開關(guān)的換代產(chǎn)品，它使家居燈光、電器的開 關(guān)控制變得智能化。然而在智能家居控制系統(tǒng)中，家電控制器的供電方式需要接入零火線 兩根線，與傳統(tǒng)的機械式開關(guān)只需要接入一根火線的安裝結(jié)構(gòu)不兼容，給安裝帶來了不便， 新裝修的用戶通過布線可以解決這個問題，但是對于已經(jīng)裝修好的用戶，只接入一根火線 到達控制器將使得家電無法正常使用，因此無法大規(guī)模推廣使用。
[0003] 因此，需要一種單火線控制，減少零線走線，方便對老舊社區(qū)進行智能控制改造的 單火線開關(guān)。 實用新型內(nèi)容
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)單火線控制，減少 零線走線，無需人工操作，控制效果好的單火線智能開關(guān)控制電路。
[0005] 技術(shù)方案如下：
[0006] -種單火線智能開關(guān)控制電路，其關(guān)鍵在于：由控制電路、電源電路、保護電路與 振蕩電路組成；
[0007] 所述控制電路控制負載的工作狀態(tài)，所述電源電路為各電路匹配工作電源，保護 電路獲取控制電路和電源電路的電壓值，對控制電路進行保護，振蕩電路根據(jù)控制電路的 振蕩信號，輸出振蕩源給所述保護電路和電源電路；
[0008] 所述控制電路包括整流橋D3、繼電器J、控制器U5、雙向可控硅Q1以及三極管Q2， 雙向可控硅Q1的第一陽極連接火線，雙向可控硅Q1的第二陽極接所述整流橋D3的第一 輸入端，整流橋D3的第二輸入端接所述火線，整流橋D3的正向輸出端輸出第一工作電源 VCC1，整流橋D3的負向輸出端接地；
[0009] 雙向可控硅Q1的第二陽極還依次串所述繼電器J的常開開關(guān)和負載后，再與零線 連接，繼電器J繞組的一端經(jīng)過電阻R2與第一工作電源VCC1連接，繞組的另一端與三極管 Q2的集電極連接，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極與控制器U5的開關(guān)控制信號 輸出端連接；
[0010] 所述雙向可控硅Q1的控制極與穩(wěn)壓二極管D5的負極連接，穩(wěn)壓二極管D5的正極 與穩(wěn)壓二極管D8的正極相連，穩(wěn)壓二極管D8的負極與火線連接。
[0011] 穩(wěn)壓管D5、D8和雙向可控硅Q1形成一個交流斬波電路，在交流電的電壓為10V左 右的時候取得電源，超過額度電壓后雙向可控硅Q1導(dǎo)通，電源直接加在負載上面。一般狀 態(tài)下，繼電器J的繞組不通電，負載與繼電器J的常開開關(guān)連接即負載所在電路斷路，負載 不工作；當(dāng)控制器U5發(fā)出控制信號，控制三極管Q2所在的電路導(dǎo)通，從而控制繼電器J的 繞組通電，負載所在電路導(dǎo)通，從而控制負載進入工作狀態(tài)。
[0012] 為了給各個電路提供穩(wěn)定的工作電源，所述電源電路包括穩(wěn)壓芯片U1，所述第一 工作電源VCC1經(jīng)過電阻R1分壓后作為第二工作電源VCC2輸出，該第二工作電源VCC2與 接地端之間還并行連接有電容C1和電解電容C2,所述穩(wěn)壓芯片U1的電源輸入端與所述第 二工作電源VCC2連接，其穩(wěn)壓芯片U1的輸出端輸出第三工作電源VCC，第三工作電源VCC 與所述控制器U5的電源輸入端連接，第三工作電源VCC還串接電解電容C3后接地。
[0013] 為了保證控制電路穩(wěn)定工作，所述保護電路包括整流橋D9、變壓器T1和光耦控制 電路；
[0014] 整流橋D9的第一輸入端接所述火線，第二輸入端依次串接電阻R7和所述繼電器J 的常開開關(guān)后，再接所述雙向可控硅Q1的第二陽極，整流橋D9的負向輸出端接地，正向輸 出端經(jīng)過電阻R5與變壓器T1初級線圈的第一接線端連接，變壓器T1初級線圈的第二接線 端與三極管Q3的集電極連接，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的基極串接電阻R6后與 變壓器T1初級線圈的第一接線端相連；
[0015] 變壓器T1第一次級線圈的一端與所述振蕩電路的振蕩源輸出端相連，其另一端 接地，所述振蕩電路的振蕩源輸出端還與二極管D1的正極連接，二極管D1的負極與第一工 作電源VCC1連接，所述振蕩電路的振蕩源輸出端還與二極管D2的正極連接，二極管D2的 負極與所述第二工作電源VCC2連接；
[0016] 變壓器T1第二次級線圈連接所述光耦控制電路，該光耦控制電路設(shè)置有電阻R4， 電阻R4的一端接第一工作電源VCC1，電阻R4的另一端與穩(wěn)壓二極管D7的負極相連，穩(wěn)壓 二極管D7的負極還串電阻R3后與所述第二工作電源VCC2連接，穩(wěn)壓二極管D7的正極與 光耦U2的正向控制端連接，光耦U2的負向控制端接地，光耦U2的正向輸出端與三極管Q3 的基極相連，光耦U2的負向輸出端與二極管D6的正極連接，二極管D6的負極與變壓器T1 第二次級線圈的一端相連，變壓器T1第二次級線圈的另一端接地，二極管D6的負極還依次 串電容C7和電阻R8后與三極管Q3的基極相連，在光耦U2的正向控制端與負向控制端之 間還連接有電容C9,光耦U2的負向輸出端還與穩(wěn)壓二極管D10正極連接，穩(wěn)壓二極管D10 的負極與光耦U2的正向輸出端相連；光耦U2的負向輸出端還串電容C8后接地。
[0017] 作為優(yōu)選，所述振蕩電路包括整流橋U3、變壓器T2、三極管Q4以及光耦U4,整流 橋U3的第一輸入端與火線相連，第二輸入端與整流橋D9的第二輸入端連接，整流橋U3的 正向輸出端串接電阻R18后與變壓器T2第一初級線圈的第一接線端相連，變壓器T2第一 初級線圈的第二接線端與三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的 基極與變壓器T2第一初級線圈的第一接線端相連，整流橋U3的負向輸出端接地；
[0018] 整流橋U3的正向輸出端還與所述控制器U5的振蕩信號輸出端相連，所述控制器 U5的振蕩信號輸出端與接地端之間并行連接有電阻R15和電容C11 ;
[0019] 變壓器T2次級線圈的一端接地，另一端為振蕩源輸出端，該振蕩源輸出端還與二 極管D15的正極相連，二極管D15的負極串接電阻R23后與二極管D18的負極相連，二極管 D18的正極與光耦U4的正向控制端連接，光耦U4的負向控制端接地，光耦U4的正向輸出端 依次串電阻R24和電容C15后與變壓器T2第二初級線圈的第一接線端相連，其第二接線端 接地，光耦U4的負向輸出端串接電容C13后接地；光耦U4的正向輸出端還與三極管Q4的 基極相連，光耦U4的負向輸出端還與二極管D17的正極連接，二極管D17的負極與變壓器 T2第二初級線圈的第一接線端連接。
[0020] 本實用新型的顯著效果是：采用單火線取電，對于大功率的阻性負載實現(xiàn)了單火 線控制，減少了零線走線，節(jié)約了布線成本，對于已經(jīng)裝修好的用戶以及老舊社區(qū)可以方便 的進行智能控制改造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型的控制電路、電源電路以及保護電路原理圖；
[0022] 圖2是本實用新型中振蕩電路的電路原理圖；
[0023] 圖3是本實用新型中控制器U5的引腳圖。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。
[0025] 參見附圖1，一種單火線智能開關(guān)控制電路，由控制電路、電源電路、保護電路與 振蕩電路組成；所述控制電路控制負載的工作狀態(tài)，所述電源電路為各電路匹配工作電源， 保護電路獲取控制電路和電源電路的電壓值，對控制電路進行保護，振蕩電路根據(jù)控制電 路的振蕩信號，輸出振蕩源給所述保護電路和電源電路；
[0026] 所述控制電路包括整流橋D3、繼電器J、控制器U5、雙向可控硅Q1以及三極管Q2， 雙向可控硅Q1的第一陽極連接火線，雙向可控硅Q1的第二陽極接所述整流橋D3的第一 輸入端，整流橋D3的第二輸入端接所述火線，整流橋D3的正向輸出端輸出第一工作電源 VCC1，整流橋D3的負向輸出端接地；
[0027] 雙向可控硅Q1的第二陽極還依次串所述繼電器J的常開開關(guān)和負載后，再與零線 連接，繼電器J繞組的一端經(jīng)過電阻R2與第一工作電源VCC1連接，繞組的另一端與三極管 Q2的集電極連接，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極與控制器U5的開關(guān)控制信號 輸出端連接；
[0028] 所述雙向可控硅Q1的控制極與穩(wěn)壓二極管D5的負極連接，穩(wěn)壓二極管D5的正極 與穩(wěn)壓二極管D8的正極相連，穩(wěn)壓二極管D8的負極與火線連接。
[0029] 穩(wěn)壓管D5, D8和雙向可控硅Q1形成一個交流斬波電路，在交流電的電壓值為10V 左右的時候取得電源，超過額度電壓后雙向可控硅Q1導(dǎo)通，電源直接加在負載上面。一般 狀態(tài)下，繼電器J的繞組不通電，負載與繼電器J的常開開關(guān)連接即負載所在電路斷路，負 載不工作；當(dāng)控制器U5發(fā)出控制信號，控制三極管Q2所在的電路導(dǎo)通，從而控制繼電器J 的繞組通電，負載所在電路導(dǎo)通，從而控制負載進入工作狀態(tài)。
[0030] 如附圖1所示，所述電源電路包括穩(wěn)壓芯片U1，所述第一工作電源VCC1經(jīng)過電阻 R1分壓后作為第二工作電源VCC2輸出，該第二工作電源VCC2與接地端之間還并行連接有 電容C1和電解電容C2,所述穩(wěn)壓芯片U1的電源輸入端與所述第二工作電源VCC2連接，其 穩(wěn)壓芯片U1的輸出端輸出第三工作電源VCC，第三工作電源VCC與所述控制器U5的電源 輸入端連接，第三工作電源VCC還串接電解電容C3后接地。
[0031] 所述電源電路為各電路匹配工作電源，電阻R1先進行分壓，將第一工作電源VCC1 轉(zhuǎn)換為第二工作電源VCC2,然后穩(wěn)壓芯片U1將獲得的較高電壓值的第二工作電源VCC2轉(zhuǎn) 換為可供控制器U5正常工作的3. 3V電壓，即第三工作電源VCC，其中電容C1和電解電容 C2組成濾波電路，對輸入穩(wěn)壓芯片U1的第二工作電源VCC2進行濾波。
[0032] 如附圖1所示，所述保護電路包括整流橋D9、變壓器T1、三極管Q3和光耦U2，整流 橋D9的第一輸入端串接電阻R7后接所述負載，整流橋D9的第二輸入端接所述火線，整流 橋D9的正向輸出端經(jīng)過電阻R5與變壓器T1初級線圈的第一接線端連接，變壓器T1初級 線圈的第二接線端與三極管Q3的集電極連接，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的基極 串接電阻R6后與變壓器T1初級線圈的第一接線端相連，整流橋D9的負向輸出端接地；變 壓器T1第一次級線圈的一端與所述振蕩電路的振蕩源輸出端相連，其另一端接地，所述振 蕩電路的振蕩源輸出端還與二極管D1的正極連接，二極管D1的負極與第一工作電源VCC1 連接，所述振蕩電路的振蕩源輸出端還與二極管D2的正極連接，二極管D2的負極與所述穩(wěn) 壓芯片U1的電源輸入端連接；
[0033] 電阻R4的一端接第一工作電源VCC1，電阻R4的另一端與穩(wěn)壓二極管D7的負極 相連，穩(wěn)壓二極管D7的正極與光耦U2的正向控制端連接，光耦U2的負向控制端接地，光耦 U2的正向輸出端與三極管Q3的基極相連，光耦U2的負向輸出端與二極管D6的正極連接， 二極管D6的負極與變壓器T1第二次級線圈的一端相連，變壓器T1第二次級線圈的另一端 接地，二極管D6的負極還經(jīng)過電容C7串聯(lián)電阻R8后三極管Q3的基極相連，穩(wěn)壓二極管D7 的負極還串接電阻R3后與所述穩(wěn)壓芯片U1的電源輸入端連接；在光耦U2的正向控制端與 負向控制端之間還連接有電容C9,光耦U2的負向輸出端還與穩(wěn)壓二極管D10正極連接，穩(wěn) 壓二極管D10的負極與光耦U2的正向輸出端相連。
[0034] 電阻R4獲取控制電路中的第一工作電源VCC1的電壓值，電阻R3獲取電源電路中 的第二工作電源VCC2的電壓值，當(dāng)其中一個電壓值過大時擊穿穩(wěn)壓二極管D7,光耦U2導(dǎo) 通，其正向輸出端輸出電流控制三極管Q3所在電路導(dǎo)通，電源電路關(guān)閉，并通過穩(wěn)壓二極 管D10卸荷。
[0035] 參見附圖2,所述振蕩電路包括整流橋U3、變壓器T2、三極管Q4以及光耦U4,整流 橋U3的第一輸入端與電阻R7連接，整流橋U3的第二輸入端與火線相連，整流橋U3的正向 輸出端串接電阻R18后與變壓器T2的第一初級線圈的第一接線端相連，變壓器T2的第一 初級線圈的第二接線端與三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的 基極串接電阻R22后與電阻R21的一端連接，電阻R21的另一端串接電阻R20后與變壓器 T2的第一初級線圈的第一接線端相連，整流橋U3的負向輸出端接地；整流橋U3的正向輸 出端還經(jīng)過電阻R12串接電阻R13后與所述控制器U5的振蕩信號輸出端相連，所述控制器 U5的振蕩信號輸出端與接地端之間并行連接有電阻R15和電容C11 ;
[0036] 變壓器T2的次級線圈的一端接地，另一端為振蕩源輸出端，該振蕩源輸出端還與 二極管D15的正極相連，二極管D15的負極串接電阻R23后與二極管D18的負極相連，二極 管D18的正極與光耦U4的正向控制端連接，光耦U4的負向控制端接地，光耦U4的正向輸 出端經(jīng)過電阻R24串聯(lián)電容C15后與變壓器T2的第二初級線圈的第一接線端相連，其第二 接線端接地，光耦U4的負向輸出端串接電容C13后接地；光耦U4的正向輸出端還與三極管 Q4的基極相連，光耦U4的負向輸出端還與二極管D17的正極連接，二極管D17的負極與變 壓器T2的第二初級線圈的第一接線端連接。
[0037] 當(dāng)振蕩電路獲得控制器U5輸出的振蕩信號時，振蕩電路向外對電源電路和保護 電路輸出振蕩源。當(dāng)振蕩源的電壓值過大時，反向擊穿二極管D18,光耦U4導(dǎo)通，光耦U4的 正向輸出端輸出電流信號控制三極管Q4所在電路導(dǎo)通，振蕩電路關(guān)閉。
[0038] 本實施例中，作為優(yōu)選，所述穩(wěn)壓芯片采用HT7133-1降壓芯片，所述控制器U5選 用ATmega8a-8AU單片機，該控制器U5輸出矩形脈沖信號作為所述振蕩信號，所述光f禹U2 與光耦U4采用EL817光電耦合器。
[0039] 工作原理：
[0040] 穩(wěn)壓管D5, D8和雙向可控硅Q1形成一個交流斬波電路，在交流電的電壓值為10V 左右的時候取得電源，超過額度電壓后雙向可控硅Q1導(dǎo)通，電源直接加在負載上面。所述 控制器U5的第30引腳和第31引腳為控制信號輸入端，用于從外界獲取開關(guān)信號，其第12 引腳為控制信號輸出端。正常情況下，控制器U5的不發(fā)出開關(guān)信號，三極管Q2所在電路斷 路，繼電器J的常開開關(guān)斷開，負載不工作?？刂破鱑5當(dāng)輸出開關(guān)信號至三極管Q2的基極 時，控制三極管Q2所在電路導(dǎo)通，從而控制繼電器J的繞組通電，負載所在電路導(dǎo)通，從而 控制負載進入工作狀態(tài)。
[0041] 所述控制器U5的第23引腳為振蕩信號輸出端，向外輸出矩形脈沖信號作為所述 振蕩信號，振蕩電路獲取振蕩信號后向外對所述電源電路和保護電路輸出振蕩源。
【權(quán)利要求】
1. 一種單火線智能開關(guān)控制電路，其特征在于：由控制電路、電源電路、保護電路與振 蕩電路組成； 所述控制電路控制負載的工作狀態(tài)，所述電源電路為各電路匹配工作電源，保護電路 獲取控制電路和電源電路的電壓值，對控制電路進行保護，振蕩電路根據(jù)控制電路的振蕩 信號，輸出振蕩源給所述保護電路和電源電路； 所述控制電路包括整流橋D3、繼電器J、控制器U5、雙向可控硅Q1以及三極管Q2,雙 向可控硅Q1的第一陽極連接火線，雙向可控硅Q1的第二陽極接所述整流橋D3的第一輸入 端，整流橋D3的第二輸入端接所述火線，整流橋D3的正向輸出端輸出第一工作電源VCC1， 整流橋D3的負向輸出端接地； 雙向可控硅Q1的第二陽極還依次串所述繼電器J的常開開關(guān)和負載后，再與零線連 接，繼電器J繞組的一端經(jīng)過電阻R2與第一工作電源VCC1連接，繞組的另一端與三極管Q2 的集電極連接，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極與控制器U5的開關(guān)控制信號輸 出端連接； 所述雙向可控硅Q1的控制極與穩(wěn)壓二極管D5的負極連接，穩(wěn)壓二極管D5的正極與穩(wěn) 壓二極管D8的正極相連，穩(wěn)壓二極管D8的負極與火線連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單火線智能開關(guān)控制電路，其特征在于：所述電源電路包括 穩(wěn)壓芯片U1，所述第一工作電源VCC1經(jīng)過電阻R1分壓后作為第二工作電源VCC2輸出，該 第二工作電源VCC2與接地端之間還并行連接有電容C1和電解電容C2,所述穩(wěn)壓芯片U1 的電源輸入端與所述第二工作電源VCC2連接，其穩(wěn)壓芯片U1的輸出端輸出第三工作電源 VCC，第三工作電源VCC與所述控制器U5的電源輸入端連接，第三工作電源VCC還串接電 解電容C3后接地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單火線智能開關(guān)控制電路，其特征在于：所述保護電路包括 整流橋D9、變壓器T1和光耦控制電路； 整流橋D9的第一輸入端接所述火線，第二輸入端依次串接電阻R7和所述繼電器J的 常開開關(guān)后，再接所述雙向可控硅Q1的第二陽極，整流橋D9的負向輸出端接地，正向輸出 端經(jīng)過電阻R5與變壓器T1初級線圈的第一接線端連接，變壓器T1初級線圈的第二接線端 與三極管Q3的集電極連接，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的基極串接電阻R6后與變 壓器T1初級線圈的第一接線端相連； 變壓器T1第一次級線圈的一端與所述振蕩電路的振蕩源輸出端相連，其另一端接地， 所述振蕩電路的振蕩源輸出端還與二極管D1的正極連接，二極管D1的負極與第一工作電 源VCC1連接，所述振蕩電路的振蕩源輸出端還與二極管D2的正極連接，二極管D2的負極 與所述第二工作電源VCC2連接； 變壓器T1第二次級線圈連接所述光耦控制電路，該光耦控制電路設(shè)置有電阻R4,電阻 R4的一端接第一工作電源VCC1，電阻R4的另一端與穩(wěn)壓二極管D7的負極相連，穩(wěn)壓二極 管D7的負極還串電阻R3后與所述第二工作電源VCC2連接，穩(wěn)壓二極管D7的正極與光耦 U2的正向控制端連接，光耦U2的負向控制端接地，光耦U2的正向輸出端與三極管Q3的基 極相連，光耦U2的負向輸出端與二極管D6的正極連接，二極管D6的負極與變壓器T1第二 次級線圈的一端相連，變壓器T1第二次級線圈的另一端接地，二極管D6的負極還依次串電 容C7和電阻R8后與三極管Q3的基極相連，在光耦U2的正向控制端與負向控制端之間還 連接有電容C9,光耦U2的負向輸出端還與穩(wěn)壓二極管D10正極連接，穩(wěn)壓二極管D10的負 極與光耦U2的正向輸出端相連；光耦U2的負向輸出端還串電容C8后接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單火線智能開關(guān)控制電路，其特征在于：所述振蕩電路包括 整流橋U3、變壓器T2、三極管Q4以及光耦U4,整流橋U3的第一輸入端與火線相連，第二輸 入端與整流橋D9的第二輸入端連接，整流橋U3的正向輸出端串接電阻R18后與變壓器T2 第一初級線圈的第一接線端相連，變壓器T2第一初級線圈的第二接線端與三極管Q4的集 電極相連，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極與變壓器T2第一初級線圈的第一接 線端相連，整流橋U3的負向輸出端接地； 整流橋U3的正向輸出端還與所述控制器U5的振蕩信號輸出端相連，所述控制器U5的 振蕩信號輸出端與接地端之間并行連接有電阻R15和電容C11 ; 變壓器T2次級線圈的一端接地，另一端為振蕩源輸出端，該振蕩源輸出端還與二極管 D15的正極相連，二極管D15的負極串接電阻R23后與二極管D18的負極相連，二極管D18 的正極與光耦U4的正向控制端連接，光耦U4的負向控制端接地，光耦U4的正向輸出端依 次串電阻R24和電容C15后與變壓器T2第二初級線圈的第一接線端相連，其第二接線端接 地，光耦U4的負向輸出端串接電容C13后接地；光耦U4的正向輸出端還與三極管Q4的基 極相連，光耦U4的負向輸出端還與二極管D17的正極連接，二極管D17的負極與變壓器T2 第二初級線圈的第一接線端連接。
【文檔編號】H03K17/78GK203883795SQ201420264429
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】李婷, 蔡茜, 沈敏, 孫康明 申請人:重慶工商職業(yè)學(xué)院