再谈单火线电子照明开关单火取电的研制心得.pdf

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1、单火线电子照明开关单火取电的研制心得作者:东莞迅智电子有限公司张阳关键词摘要：超微功耗单火线开关智能家居智能开关遥控开关WIFI灯控开关触摸开关两线制开关电子照明开关单火线取电前言随着智能家居的快速发展，单火线智能墙壁开关(只有单根火线进/出，不需要零线)成为了传统机械墙壁开关的升级换代(直接替代)产品，实现了灯具和电器开关的智能化控制(如声控开关，触摸开关，红外线遥控开关，人体感应开关，手机控制WIFI智能开关等)。并且，国内外普通家庭大多为单火线布线，在升级实现智能化改造时往往要求新智能开关能

2、直接代换旧有的机械墙壁开关，更换时无需重新布线。所以开发新型电子智能照明开关都必须要求采用单线制(2Wire两线制)的单火开关。根据工作原理可知，凡是电子智能照明开关本身都需要消耗一定的电流，在待机时，由于单火线开关待机取电是通过流过灯具的电流给智能开关的控制电路供电的，如果待机输入电流太小就会导致待机电路不能正常工作，如果待机输入电流太大就会导致灯具关闭后还会有闪烁或微亮(出现“关不死”的现象)等问题。特别是高阻抗的电子节能灯和LED灯(例如:高效节能灯和AC直接驱动的ACLED灯具)，对待机电

3、流更为敏感。单线制电子开关带节能灯(LED灯)会闪烁的原因电子开关为什么接白炽灯不会闪烁，而接节能灯和LED灯就会闪烁呢？这与节能灯(或LED灯)以及电子开关的自身构造都有关系：由于电子开关是用电子电路组成的控制开关，就一定要消耗一定的电流，这一电流必定要通过串接在电源回路中的节能灯(或LED灯)。由于电子节能灯(或LED灯)内部电路结构的特殊性，即使流过节能灯(或LED灯)的电流很小，也会使节能灯产生不同程度的闪烁现象。以下分析其中原因：节能灯(或LED灯)内部电路一般采用了桥式整流电容滤波电路

4、，如下图第1頁单火线电子照明开关单火取电的研制心得当电子开关本身消耗的微小的电流通过火线经灯具内部的桥式整流电路的滤波电容C时，这一很小的电流向灯具内部电容C充电，当灯具内部电容C上的直流电压充到一定的程度时（约50V左右,不同的灯电路会有些差别），节能灯内部的电子电路就会恢复工作而使节能灯(或LED灯)点亮，这时电容C两端的电压因为放电而随则会下降，然后再开始下一回合的充电及放电过程。这样，我们就会看到灯闪或微亮现象。这一闪烁现象的间隔与流过的电流及节能灯(或LED灯)的内部电路结构密切相关，很

5、难进行具体量化(如：多少瓦数以上的灯不会闪烁，哪些类型的灯不会闪烁)。经过对大量各品牌不同厂家的节能灯进行实际测试，发现引起节能灯闪烁的电流从20微安至100微安不等。有一些节能灯在电流小于10微安以下时都还会出现闪烁或者微亮的现象,另外灯闪烁与否与实际灯的标称功率瓦数也没有直接的绝对关系（如:测试发现有些１W甚至更小的灯都不会闪烁或微亮，而有一些5W的灯却会出现闪烁或微亮）。所以，微功耗单火待机和工作电源电路的研发难度非常大，到目前为止这仍是国内外限制单火线（也称:2wire,单极,两线）智能开

6、关发展的最主要技术瓶颈。我们唯一可以做的就是:将待机电流做到更小(15uA或者以下),以适应更多的各类灯具,从而保证大部分(95%或以上)灯具不会出现闪烁。单线制智能开关的DC供电电源(或者电源模块)设计需要重点考虑两个问题：一方面尽可能的降低待机功耗:减小待机电流,避免出现灯关后闪烁或者微亮；另一方面是单火线的取电问题:提供足够的输出电流给电子开关控制电路(如专用控制IC，MCU，红外接收头,RF遥控模块，继电器或者可控硅等)。由于电子开关工作时取电是通过开关断开时的两端压差来取电的，当开关闭合

7、时就没有了压差无法取电，这样就会导致控制电路开时失电失控问题。对于这一问第2頁单火线电子照明开关单火取电的研制心得题，有很多的解决办法出现，但有些还是比较复杂,电路成本也较高,比如现在市场上一些二线制电子开关的控制电路的供电电路（或电源模块）采用的方式有:1、方式一:电子开关（触摸开关、声光控开关、人体感应开关等）中的开关元件的开态和断态情况下由同一电路供电，通过电容降压再用稳压管稳压的方式给控制电路提供直流电源，在断态时，由于控制电路消耗的电流也是电子开关主回路的电流，所以电子开关主回路的电流必

8、须比较大，如果接上小功率的灯泡，灯丝就会发红，接上节能灯可能会出现关不断的现象，所以此类两线制电子开关大多数不能控制小功率的负载，同时用电容降压，如果电流较大，电容的发热非常严重，这样就会给产品留下很大的故障隐患。2、方式二:将开态和断态的时由不同的电路供电，其实现方式是先将主回路电流整流，再取出部分直流电作为控制电流。其缺点是对整流器件要求高、且发热严重，限制了负载功率的提高,不适用于较大功率灯具。上述两种电源模块，都解决了电子开关断态时供电电流较大的问题，但对于电子开关控制的负