專利名稱：一種單火線取電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線單火線調(diào)光電路，具體是一種單火線取電電路，取電后可以供給后端無線模塊工作。
背景技術(shù)：
在智能家居控制系統(tǒng)中，現(xiàn)在市面上的單火線產(chǎn)品，通過測試結(jié)果顯示存在以下不足給后端無線模塊供電不足，存在不能接大負(fù)載等問題，如zigbee無線芯片在數(shù)據(jù)收發(fā)瞬間，需要電流大于30mA，市面上的無線單火線產(chǎn)品適用于433/315等只需要很小的電流(幾百微安到幾毫安)就能工作的無線技術(shù)，不能應(yīng)用于zigbee芯片的單火線工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種單火線取電電路，該取電電路可以給后端電路供給高電壓，故可以接入大負(fù)載。
本發(fā)明所述的一種單火線取電電路，其包括可控硅電路、開關(guān)電源電路、MCU電路， 所述可控硅電路由單火線上取電，開關(guān)電源電路的輸入端回路連接可控硅電路的輸出端， 開關(guān)電源電路再輸出帶載能力高的穩(wěn)定直流電至MCU電路，MCU電路的輸入端連接可控硅電路的信號輸出端，MCU電路的輸出端則輸出時序控制信號至可控硅電路的信號接收端以調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。
所述可控硅電路包括雙向可控硅、可控硅光耦、過零檢測電路，所述雙向可控硅由單火線上取電，雙向可控硅的控制端回路連接可控硅光耦，可控硅光耦的輸入端連接MCU 電路的一個輸出IO 口，再通過MCU電路輸出時序控制信號經(jīng)可控硅光耦控制雙向可控硅的導(dǎo)通角；過零檢測電路連接單火線以檢測交流電壓的過零信號，過零檢測電路的信號輸出端連接MCU電路的一個輸入IO 口。
所述開關(guān)電源電路包括整流橋電路、反激式開關(guān)電源電路以及電源輸出電路，所述整流橋電路經(jīng)可控硅電路取得火線輸入和火線輸出上的交流電，整流濾波后送入反激式開關(guān)電源電路，再經(jīng)電源輸出電路輸出帶載能力高的穩(wěn)定直流電壓至MCU電路。
所述MCU電路由zigbee無線控制芯片以及與之連接的外圍電路組成，所述開關(guān)電源電路的電源輸出端連接zigbee無線控制芯片為其提供電力，zigbee無線控制芯片的輸入IO 口連接過零檢測電路，輸出IO 口連接可控硅光耦。
本發(fā)明通過中央控制MCU電路實(shí)時檢測交流電的過零點(diǎn)，從而發(fā)出控制信號，實(shí)現(xiàn)可控硅導(dǎo)通腳的控制，從而達(dá)到對負(fù)載燈光進(jìn)行調(diào)光的目的。對于MCU電路，可以通過按鍵以及無線數(shù)據(jù)來對可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行控制，達(dá)到調(diào)光的目的。在調(diào)光的同時能保證后端的開關(guān)電源穩(wěn)定工作，提供穩(wěn)定的電壓給后端設(shè)備，諸如zigbee無線控制芯片CC2530等工作。


圖1是本發(fā)明的硬件構(gòu)成模塊框圖； 圖2是圖1中可控硅電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1中MCU電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是燈負(fù)載最亮狀態(tài)下的火線輸入波形及火線輸出(燈負(fù)載)電壓波形； 圖6是MCU對可控硅電路的控制波形和對應(yīng)的火線輸入和火線輸出的過零檢測波形； 圖7是燈負(fù)載熄滅狀態(tài)下的過零檢測的波形及MCU對可控硅電路的控制波形； 圖8是MCU電路的控制流程圖； 圖9是本發(fā)明的電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖1，本發(fā)明的單火線取電電路，主要包括可控硅電路、開關(guān)電源電路和MCU電路，其中
可控硅電路的電流輸入端連接220V火線(Lin表述220V火線輸入)，電流輸出(Lout表示火線輸出)端連接燈負(fù)載，燈負(fù)載另一端連接零線，可控硅控制電路還連接開關(guān)電源電路，再由開關(guān)電源電路提供直流輸出給MCU電路，MCU電路輸出控制信號至可控硅電路的控制信號接收端可控硅電路包括雙向可控硅、可控硅光耦、過零檢測電路，其中過零檢測信號經(jīng)過過零檢測電路后送至MCU的一個IO 口進(jìn)行實(shí)時檢測，可控硅光耦連接MCU電路的一個輸出IO 口，并通過時序控制可控硅的導(dǎo)通角(圖2)。開關(guān)電源電路主要由整流橋電路、反激式開關(guān)電源電路以及電源輸出電路組成，整流橋電路從經(jīng)過可控硅電路中的電阻Rl取得火線輸入和火線輸出上的交流電(具體見圖9)，整流濾波后送入反激式開關(guān)電源，最終輸出帶載能力高的穩(wěn)定的直流電源給MCU電路供電(圖3)。而MCU電路直接采用zigbee無線控制芯片 CC2530以及一些外圍電路(圖4)。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明
如圖9，當(dāng)外接的燈負(fù)載不亮?xí)r，即可控硅光耦Ul的輸入腳(OUT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號)無輸入時， 零線經(jīng)過燈負(fù)載接到整流橋U3的一個輸入端，火線經(jīng)過電阻Rl接入到U3整流橋的另一個輸入端，市電完全加到整流橋兩端，給后端開關(guān)電源工作。
當(dāng)外接燈負(fù)載最亮?xí)r，即可控硅光耦Ul的輸入腳(OUT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號)有輸入時，通過對MCU的軟件編程保證通過可控硅光耦Ul的輸入腳(OUT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號)的時序，控制雙向可控硅在燈最亮的情況下也不是完全導(dǎo)通，(即加在燈負(fù)載兩端電壓達(dá)不到220V)，保證在燈最亮的情況下，火線輸入和火線輸出之間仍然有一定的壓差，這個壓差能夠提供給后端的開關(guān)電源工作，開關(guān)電源能夠提供足夠的電流給ζ igbee模塊工作。而這個可控硅導(dǎo)通角的大小點(diǎn)位通過軟件算法時序精確控制。即能使得在燈在最亮的情況下和燈直接通過220V 驅(qū)動的情況下通過肉眼很難區(qū)別，也能保證后端開關(guān)電源的正常供電。
當(dāng)外接燈負(fù)載在其他亮度時(介于不亮和最亮之間)，火線輸入和火線輸出之間同理也能取得足夠的壓差給后端供電。
如圖5，上波形為火線輸入標(biāo)準(zhǔn)50HZ正弦波，下波形為火線輸出即加載在燈負(fù)載的電壓波形?？梢钥闯鰺粼谧盍恋那闆r下，燈負(fù)載為不完整的220V正弦波，其中缺失的部分和火線輸入的標(biāo)準(zhǔn)正弦波形成電壓差給整流橋供電。
如圖6，上波形為交流過零檢測的波形(U4輸出端GN_SIGLE信號)，火線輸入和火線輸出經(jīng)過電阻R2和R5到達(dá)過零檢測芯片U4，每當(dāng)火線輸入和火線輸出同步時(即可控硅導(dǎo)通期間)，U4前端不導(dǎo)通，后端輸入到MCU得過零信號GN_SIGLE為高電平；當(dāng)兩者不同步時(可控硅不導(dǎo)通期間)，U4前端導(dǎo)通，后端輸入到MCU得過零信號GN_SIGLE為低電平。
下波形為MCU對可控硅電路的輸出腳的驅(qū)動波形(R17旁邊的OUT信號)。當(dāng)檢測到過零點(diǎn)信號的下降沿時(U4輸出端GN_SIGLE信號)，根據(jù)預(yù)設(shè)在MCU中的延時值，來觸發(fā)控制信號。延時值越大，可控硅導(dǎo)通時間越短，加在燈負(fù)載的電壓越小，燈負(fù)載越暗。延時值越小，可控硅導(dǎo)通時間越長，加在燈負(fù)載的電壓越大，燈負(fù)載越亮。
如圖7，上波形為當(dāng)負(fù)載燈滅的情況下過零檢測的波形，下波形為MCU對可控硅電路的輸出腳的驅(qū)動波形的波形(R17旁邊的OUT信號)，可以看出此時無控制信號。
如圖8是MCU電路的控制流程圖，通過設(shè)置檢測過零點(diǎn)信號下降沿后，觸發(fā)控制脈沖的最小安全延時值3MS左右。保證這段時間的不導(dǎo)通，從而讓火線輸入和火線輸出產(chǎn)生足夠的壓差給后端供電。根據(jù)亮度延時值DY_TIME，其加上安全延時值就是最終的延時值。 其中亮度延時值DY_TIME由按鍵和空中數(shù)據(jù)設(shè)置。
本發(fā)明提供了一種單火線取電電路的思路及實(shí)施方法，具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種單火線取電電路，其特征在于包括可控硅電路、開關(guān)電源電路、MCU電路，所述可控硅電路由單火線上取電，開關(guān)電源電路的輸入端回路連接可控硅電路的輸出端，開關(guān)電源電路再輸出帶載能力高的穩(wěn)定直流電壓至MCU電路，MCU電路的輸入端連接可控硅電路的信號輸出端，MCU電路的輸出端則輸出時序控制信號至可控硅電路的信號接收端以調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單火線取電電路，其特征在于所述可控硅電路包括雙向可控硅、可控硅光耦、過零檢測電路，所述雙向可控硅由單火線上取電，雙向可控硅的控制端回路連接可控硅光耦，可控硅光耦的輸入端連接MCU電路的一個輸出IO 口，再通過MCU電路輸出時序控制信號經(jīng)可控硅光耦控制雙向可控硅的導(dǎo)通角；過零檢測電路連接單火線以檢測交流電壓的過零信號，過零檢測電路的信號輸出端連接MCU電路的一個輸入IO 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單火線取電電路，其特征在于所述開關(guān)電源電路包括整流橋電路、反激式開關(guān)電源電路以及電源輸出電路，所述整流橋電路經(jīng)可控硅電路取得火線輸入和火線輸出上的交流電，整流濾波后送入反激式開關(guān)電源電路，再經(jīng)電源輸出電路輸出帶載能力高的穩(wěn)定直流電壓至MCU電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單火線取電電路，其特征在于所述MCU電路由zigbee無線控制芯片以及與之連接的外圍電路組成，所述開關(guān)電源電路的電源輸出端連接zigbee無線控制芯片為其提供電力，zigbee無線控制芯片的輸入IO 口連接過零檢測電路，輸出IO 口連接可控硅光耦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單火線取電電路，其包括可控硅電路、開關(guān)電源電路、MCU電路，所述可控硅電路由單火線上取電，開關(guān)電源電路的輸入端回路連接可控硅電路的輸出端，開關(guān)電源電路再輸出帶載能力高的穩(wěn)定直流電壓至MCU電路，MCU電路的輸入端連接可控硅電路的信號輸出端，MCU電路的輸出端則輸出時序控制信號至可控硅電路的信號接收端以調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角。本發(fā)明通過MCU電路實(shí)時檢測交流電的過零點(diǎn)，從而發(fā)出控制信號，實(shí)現(xiàn)可控硅導(dǎo)通腳的控制，從而達(dá)到對負(fù)載燈光進(jìn)行調(diào)光的目的。對于MCU電路，可以通過按鍵以及無線數(shù)據(jù)來對可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行控制，達(dá)到調(diào)光的目的。在調(diào)光的同時能保證后端的開關(guān)電源穩(wěn)定工作，提供穩(wěn)定的電壓給后端設(shè)備工作。
文檔編號H05B37/02GK102186295SQ201110126720
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者朱峰, 朱俊嶺, 朱俊崗, 余建美 申請人:南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司