一种单火线取电开关供电系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单火线取电开关供电系统及控制方法。单火线取电开关供电系统包括第一取电开关供电子系统和第二取电开关供电子系统，每个取电开关供电子系统均包括电源模块和控制模块，采用单火线供电方式，不需要对墙体进行重新改造，也不需要引入零线，只需在开关盒处换用第一取电开关供电子系统，用电设备连接在第二取电开关供电子系统的直流负载供电端子上即可取电；两个取电开关供电子系统的取电电压采用相角控制方法控制得到，能够有效避免因单火线开关控制而对不同类型负载产生的影响以及电压波形发生畸变，提高了动作可靠性，并且电源模块和控制模块自身的微弱电阻带来的损耗低，使得单火线取电开关供电系统具有较高效率。

【技术实现步骤摘要】
一种单火线取电开关供电系统及控制方法
本专利技术涉及智能开关
，特别是涉及一种单火线取电开关供电系统及控制方法。
技术介绍
目前的电源技术已相当成熟，然而在一些旧的住宅区，老式的机械开关盒中只有一根火线流入，必须引入一根零线才能获得电能，位于房间各处的温湿度传感器或者烟雾报警器等产品的供电采用接出明线的方式既不美观更不安全。近年来，单火线取电技术得到了发展，可以很好地应对上述场景，但是市面上的单火线开关存在着几个普遍的问题：第一，采用单火线开关控制灯以后，在灯关闭的情况下，灯会出现闪烁或者低亮，特别是节能灯，这种开关不能使负载正常工作；第二，利用RC阻容降压配合三极管进行单火线取电，效率低，电能很大一部分消耗在了开关的阻抗上面，损耗比较大；第三，由于市场上多数采用MCU(MicroControllerUnit，微控制单元)进行控制，而单火线取电会造成电网出现多次谐波畸变，干扰MCU的正常工作，开关容易出现失控状态。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单火线取电开关供电系统及控制方法，具有能够避免因单火线开关控制而对不同类型负载产生的影响、损耗低、避免电压波形发生畸变提高动作可靠性的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种单火线取电开关供电系统，包括：第一取电开关供电子系统和第二取电开关供电子系统；所述第一取电开关供电子系统的火线端与交流电源火线连接，所述第一取电开关供电子系统的负载端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，所述第二取电开关供电子系统的零线端与交流电源零线连接；用电设备连接在所述第二取电开关供电子系统的直流负载供电端子上；所述第一取电开关供电子系统，具体包括：第一电源模块和第一控制模块；所述第一电源模块和所述第一控制模块连接；所述第一电源模块用于对所述第一控制模块供电；所述第一控制模块用于控制第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块进行取电操作；所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的火线端与交流电源火线连接；所述第二取电开关供电子系统，具体包括：第二电源模块、第二控制模块和可控开关；所述第二电源模块分别与所述第二控制模块和所述可控开关连接；所述第二电源模块用于对所述第二控制模块和所述可控开关供电；所述第二控制模块用于控制第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块进行取电操作，所述第二控制模块还用于与所述第一控制模块进行通信；所述可控开关与所述第二控制模块连接，所述可控开关用于根据所述第二控制模块接收的所述第一控制模块发送的用电设备通断信号控制所述用电设备通断；所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的零线端与交流电源零线连接，所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的火线端与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的负载端连接；采用相角控制方法控制所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压以及所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压，从而使所述用电设备得到电能。可选的，所述第一控制模块，具体包括：第一控制器、第一通信模块和触摸开关；第一电源模块的稳压子模块与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块用于向所述第一电源模块的稳压子模块提供电能；所述第一电源模块的稳压子模块与所述第一控制器连接；所述触摸开关与所述第一控制器连接，所述触摸开关用于向所述第一控制器发送触发信号，所述第一控制器根据所述触发信号控制用电设备的通断；所述第一通信模块与所述第一控制器连接，所述第一控制器用于控制所述第一通信模块进行通信；所述第一控制器与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第一控制器用于控制所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压；所述第二控制模块，具体包括：第二控制器和第二通信模块；第二电源模块的稳压子模块与所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块用于向所述第二电源模块的稳压子模块提供电能；所述第二电源模块的稳压子模块与所述第二控制器连接；所述可控开关与所述第二控制器连接，所述第二通信模块与所述第二控制器连接，所述可控开关用于根据所述第二通信模块接收的所述第一通信模块发送的用电设备通断信号控制用电设备通断；所述第二控制器与所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第二控制器用于控制所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压；所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块与所述可控开关连接，向所述可控开关提供电能。可选的，所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块，具体包括：第一取电电路、滤波缓冲电路、开关型稳压电路、直流负载供电输出电路和三端输出反激式直流电源；所述第一取电电路第一入口端与所述交流电源火线连接，所述第一取电电路第二入口端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，所述第一取电电路用于将交流电转变为直流电；所述第一取电电路出口端与所述滤波缓冲电路入口端连接，所述滤波缓冲电路用于调整直流电的幅值；所述滤波缓冲电路出口端与所述开关型稳压电路入口端连接，所述开关型稳压电路用于平稳的直流恒压输出；所述开关型稳压电路的出口端与所述直流负载供电输出电路入口端连接，所述直流负载供电输出电路用于向连接在直流负载供电输出电路出口端的负载提供电能；所述三端输出反激式直流电源的第一入口端与所述交流电源火线连接，第二入口端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，第一供电输出端与所述第一取电电路连接，第二供电输出端与所述开关型稳压电路连接，第三输出端与所述第一电源模块的稳压子模块连接；所述三端输出反激式直流电源用于向所述第一取电电路、所述开关型稳压电路和所述第一电源模块的稳压子模块供电；所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块，具体包括：第二取电电路和四端输出反激式直流电源；所述第二取电电路第一端与所述第一取电电路第二入口端连接，所述第二取电电路第二端与所述交流电源零线连接；所述四端输出反激式直流电源第一入口端与所述第一取电电路第二入口端连接，第二入口端与所述交流电源零线连接，第一供电输出端与所述第二取电电路连接，第二供电输出端与所述第二电源模块的稳压子模块连接，第三供电输出端与所述可控开关连接，第四供电输出端与接入所述第二电源模块的负载连接；所述四端输出反激式直流电源用于向所述第二取电电路、所述第二电源模块的稳压子模块、所述可控开关和接入所述第二电源模块的负载供电。可选的，所述第一取电电路，具体包括：第一桥式整流桥、第一MOS管和第一PWM驱动单元；所述第一桥式整流桥的第一入口端与所述交流电源火线连接，所述第一桥式整流桥的第二入口端与所述第二取电电路第一端连接；所述第一MOS管连接在所述第一桥式整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单火线取电开关供电系统，其特征在于，包括：/n第一取电开关供电子系统和第二取电开关供电子系统；/n所述第一取电开关供电子系统的火线端与交流电源火线连接，所述第一取电开关供电子系统的负载端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，所述第二取电开关供电子系统的零线端与交流电源零线连接；用电设备连接在所述第二取电开关供电子系统的直流负载供电端子上；/n所述第一取电开关供电子系统，具体包括：/n第一电源模块和第一控制模块；/n所述第一电源模块和所述第一控制模块连接；所述第一电源模块用于对所述第一控制模块供电；所述第一控制模块用于控制第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块进行取电操作；所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的火线端与交流电源火线连接；/n所述第二取电开关供电子系统，具体包括：/n第二电源模块、第二控制模块和可控开关；/n所述第二电源模块分别与所述第二控制模块和所述可控开关连接；所述第二电源模块用于对所述第二控制模块和所述可控开关供电；所述第二控制模块用于控制第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块进行取电操作，所述第二控制模块还用于与所述第一控制模块进行通信；所述可控开关与所述第二控制模块连接，所述可控开关用于根据所述第二控制模块接收的所述第一控制模块发送的用电设备通断信号控制所述用电设备通断；所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的零线端与交流电源零线连接，所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的火线端与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的负载端连接；/n采用相角控制方法控制所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压以及所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压，从而使所述用电设备得到电能。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单火线取电开关供电系统，其特征在于，包括：
第一取电开关供电子系统和第二取电开关供电子系统；
所述第一取电开关供电子系统的火线端与交流电源火线连接，所述第一取电开关供电子系统的负载端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，所述第二取电开关供电子系统的零线端与交流电源零线连接；用电设备连接在所述第二取电开关供电子系统的直流负载供电端子上；
所述第一取电开关供电子系统，具体包括：
第一电源模块和第一控制模块；
所述第一电源模块和所述第一控制模块连接；所述第一电源模块用于对所述第一控制模块供电；所述第一控制模块用于控制第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块进行取电操作；所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的火线端与交流电源火线连接；
所述第二取电开关供电子系统，具体包括：
第二电源模块、第二控制模块和可控开关；
所述第二电源模块分别与所述第二控制模块和所述可控开关连接；所述第二电源模块用于对所述第二控制模块和所述可控开关供电；所述第二控制模块用于控制第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块进行取电操作，所述第二控制模块还用于与所述第一控制模块进行通信；所述可控开关与所述第二控制模块连接，所述可控开关用于根据所述第二控制模块接收的所述第一控制模块发送的用电设备通断信号控制所述用电设备通断；所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的零线端与交流电源零线连接，所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的火线端与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的负载端连接；
采用相角控制方法控制所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压以及所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压，从而使所述用电设备得到电能。


2.根据权利要求1所述的单火线取电开关供电系统，其特征在于，
所述第一控制模块，具体包括：
第一控制器、第一通信模块和触摸开关；
第一电源模块的稳压子模块与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块用于向所述第一电源模块的稳压子模块提供电能；所述第一电源模块的稳压子模块与所述第一控制器连接；所述触摸开关与所述第一控制器连接，所述触摸开关用于向所述第一控制器发送触发信号，所述第一控制器根据所述触发信号控制用电设备的通断；所述第一通信模块与所述第一控制器连接，所述第一控制器用于控制所述第一通信模块进行通信；所述第一控制器与所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第一控制器用于控制所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压；
所述第二控制模块，具体包括：
第二控制器和第二通信模块；
第二电源模块的稳压子模块与所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块用于向所述第二电源模块的稳压子模块提供电能；所述第二电源模块的稳压子模块与所述第二控制器连接；所述可控开关与所述第二控制器连接，所述第二通信模块与所述第二控制器连接，所述可控开关用于根据所述第二通信模块接收的所述第一通信模块发送的用电设备通断信号控制用电设备通断；所述第二控制器与所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块连接，所述第二控制器用于控制所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块的取电电压；所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块与所述可控开关连接，向所述可控开关提供电能。


3.根据权利要求2所述的单火线取电开关供电系统，其特征在于，
所述第一电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块，具体包括：
第一取电电路、滤波缓冲电路、开关型稳压电路、直流负载供电输出电路和三端输出反激式直流电源；
所述第一取电电路第一入口端与所述交流电源火线连接，所述第一取电电路第二入口端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，所述第一取电电路用于将交流电转变为直流电；所述第一取电电路出口端与所述滤波缓冲电路入口端连接，所述滤波缓冲电路用于调整直流电的幅值；所述滤波缓冲电路出口端与所述开关型稳压电路入口端连接，所述开关型稳压电路用于直流恒压输出；所述开关型稳压电路的出口端与所述直流负载供电输出电路入口端连接，所述直流负载供电输出电路用于向连接在直流负载供电输出电路出口端的负载提供电能；
所述三端输出反激式直流电源的第一入口端与所述交流电源火线连接，第二入口端与所述第二取电开关供电子系统的火线端连接，第一供电输出端与所述第一取电电路连接，第二供电输出端与所述开关型稳压电路连接，第三输出端与所述第一电源模块的稳压子模块连接；所述三端输出反激式直流电源用于向所述第一取电电路、所述开关型稳压电路和所述第一电源模块的稳压子模块供电；
所述第二电源模块的单火线取电电路及供电输出子模块，具体包括：
第二取电电路和四端输出反激式直流电源；
所述第二取电电路第一端与所述第一取电电路第二入口端连接，所述第二取电电路第二端与所述交流电源零线连接；
所述四端输出反激式直流电源第一入口端与所述第一取电电路第二入口端连接，第二入口端与所述交流电源零线连接，第一供电输出端与所述第二取电电路连接，第二供电输出端与所述第二电源模块的稳压子模块连接，第三供电输出端与所述可控开关连接，第四供电输出端与接入所述第二电源模块的负载连接；所述四端输出反激式直流电源用于向所述第二取电电路、所述第二电源模块的稳压子模块、所述可控开关和接入所述第二电源模块的负载供电。


4.根据权利要求3所述的单火线取电开关供电系统，其特征在于，
所述第一取电电路，具体包括：
第一桥式整流桥、第一MOS管和第一PWM驱动单元；
所述第一桥式整流桥的第一入口端与所述交流电源火线连接，所述第一桥式整流桥的第二入口端与所述第二取电电路第一端连接；所述第一MOS管连接在所述第一桥式整流桥的两个出口端上，所述第一PWM驱动单元驱动端与所述第一MOS管连接，所述第一PWM驱动单元输入端与所述第一控制器连接，所述第一PWM驱动单元用于根据所述第一控制器的控制信号驱动所述第一MOS管；
所述滤波缓冲电路，具体包括：
第一电感、滤波缓冲电路的二极管和第一电容；
所述第一电感一端与所述第一MOS管一端连接，所述第一电感另一端与所述滤波缓冲电路的二极管导通端连接，所述滤波缓冲电路的二极管截止端与所述第一电容一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱翔鸥，和志文，戴瑜兴，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33