CN107148132B - 一种单火线开态取电电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单火线开态取电电路，属于电子技术领域。它解决了现有的技术电路可靠性不高的问题。本单火线开态取电电路包括比较芯片以及分别与比较芯片连接的取电模块、稳压模块、信号输出模块、开关模块、取电检测模块和取电参考电压模块，其中，开关模块还与取电模块连接，稳压模块还与取电参考电压模块连接，取电模块还分别与稳压模块的输入端和取电检测模块连接，取电模块包括电解电容C1，取电检测模块包括稳压二极管ZD1，取电模块通过电解电容C1的正极与取电检测模块的稳压二极管ZD1的负极连接，取电模块通过电解电容C1的正极与稳压模块的输入端连接。本取电电路能够降低静态取电情况下的工作电流并提高负载使用的性能。

Description

一种单火线开态取电电路

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种单火线开态取电电路。

背景技术

单火线开关是一种电子式的墙壁开关，是传统机械按键式墙壁开关的换代产品，能实现更智能化、操作更方便的功能，用户可以触摸控制照明。然而由于单火线开关是串联接入电网从而为控制电路提供电源的，也就是说不管是在待机状态时，还是开关打开时，都是需要保证有电流流过控制电路的，然而，当流过的电流过大时就会导致用电器不能正常工作，较为常见的问题如灯具会间歇性闪烁等问题，而电流过小又会使智能开关不能正常工作，因此，这就要涉及到单火线取电的领域。单火线取电包括两个方面：关灯时静态取电、开灯时开态取电。

如现有中国专利文献公开的一种利用电磁继电器的单火线取电电路【申请号：CN201620056709.8】，其涉及到的就是开灯时单火线开态取电的电路，也就是说，继电器闭合后的取电。其取电电路包括电磁继电器控制电路、取电电路、比较电路、开关电路，其中，电磁继电器控制电路一端连接火线，另一端分别连接取电电路和开关电路，取电电路连接比较电路，开关电路连接比较电路，开关电路连接零线。虽然该实用新型中，通过采用低功耗的电磁继电器控制电路，能够达到降低取电要求，但是该取电电路采用的是通过供电电压VCC2为电压比较器提供信号C，而信号B则由取电电压VCC提供，采用这样的方式，若三极管Q2误导通，则该取电电路在静态取电情况下也将存在电流损耗的情况，而且该取电电路也无法智能判断取电电路是否成功取电，也无法识别负载的好坏，在有多个负载LED时，若其中有一负载LED损坏，则其他负载LED将出现闪烁现象，影响灯具的使用效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种单火线开态取电电路，该单火线开态取电电路所要解决的技术问题是：如何降低静态取电情况下的工作电流并提高负载的使用性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种单火线开态取电电路，包括开关模块、稳压模块以及具有比较器一和比较器二的比较芯片，所述开关模块的一端通过负载与火线连接，另一端与零线连接，开关模块的控制端连接比较器一的输出端，比较器一的同相输入端与负载之间连接有用于输出取电电压VCC的取电模块，比较器一的反相输入端与稳压模块的输出端之间连接有取电参考电压模块，取电参考电压模块还与比较器一的输出端连接，比较器二的同相输入端连接稳压模块的输出端，比较器二的反相输入端连接有取电检测模块，稳压模块的输出端还与取电检测模块连接，稳压模块的输入端和取电检测模块分别与取电模块连接，所述比较器二的输出端还连接有用于将取电是否成功的信号输送给控制器的信号输出模块，其特征在于，所述取电模块包括电解电容C1，所述取电检测模块包括稳压二极管ZD1，所述取电模块通过电解电容C1的正极与取电检测模块的稳压二极管ZD1的负极连接，所述取电模块通过电解电容C1的正极与稳压模块的输入端连接。

本单火线开态取电电路的工作原理为：上电后，由于刚开始时开关模块处于截止状态，因此，火线上的电压首先给取电模块中的电解电容C1充电，使电解电容C1的电压上升，这样就可以输出取电电压VCC，取电电压VCC给稳压模块的输入端提供输入电压，电解电容C1继续充电后，取电模块将输送一比较电压给比较器一的同相输入端，稳压模块则通过取电参考电压模块输送基准电压给比较器一的反相输入端，在比较电压大于基准电压时，比较器一的输出端输出高电压给开关模块控制端，控制开关模块导通，在开关模块导通后，负载与开关模块这一路接通工作，此时说明取电模块取电成功；另外，在取电电压VCC超过取电检测模块中的稳压二极管ZD1时，稳压二极管ZD1导通，进而输送比较电压给比较器二的反相输入端，同时，稳压模块输出基准电压给比较器二的同相输入端，在比较电压大于基准电压时，比较器二的输出端输出低电压给信号输出模块，从而通过信号输出模块输送信号给控制器，控制器在接收到信号时，判断取电成功，否则判断取电不成功，通过上述电路结构，实现了智能判断，而且在本申请中稳压模块的输入端的电压由取电电压VCC提供，在静态取电情况下，其取电电压VCC一直处于零，有效解决了在静态取电情况下存在额外电流损耗的情况，负载使用性能更好。在本取电电路中，在比较器一的比较电压大于基准电压时，比较器一输出高电压导通开关模块的同时，还输出高电压给取电参考电压模块，使取电参考电压模块进行分压，进而降低基准电压，而开关模块导通后，电解电容C1放电，也会导致输送给比较器一的比较电压下降，这样的电路设置，使得比较器一的输出端输出的高电压将维持在一定时间内，有效避免开关模块频繁导通截止，在提高开关模块使用寿命的同时，也提高了负载的使用性能。在比较器一的比较电压小于基准电压时，输出低电压给开关模块，开关模块截止，电解电容C1又回到原来的充电状态，通过电解电容C1不断重复充电和放电过程，取电电压VCC有了正常的电压输出。在判断取电成功后，维持信号输出模块有高电压信号输出。

在上述的单火线开态取电电路中，所述开关模块和取电模块之间还连接有稳压二极管ZD2，所述稳压二极管ZD2的负极与取电模块连接，所述稳压二极管ZD2的正极与开关模块连接。上电后，火线上的电压首先给取电模块中的电解电容C1充电，在电解电容C1的电压上升到超过稳压二极管ZD2时，开关模块将接收到一个电压信号，从而使开关模块导通，在电路中稳压二极管ZD2的设置，可有效避免充电电容C1持续充电超过电路中各元器件所能承受的范围，起到保护电路的作用，进而达到提高负载使用性能的效果。

在上述的单火线开态取电电路中，所述开关模块包括场效应管Q1、电容C2和电阻R2，所述场效应管Q1的漏极与负载连接，源极与零线连接，栅极通过电容C2与比较芯片中比较器一的输出端连接，栅极与稳压二极管ZD2的正极连接，所述电阻R2并联在电容C2的两端。在开关模块中电容C2驱动开关模块中的脉冲电流，从而使电阻R2起到维持导通电压的作用，进而使得场效应管Q1工作更加稳定，从而提高电路的可靠性。

在上述的单火线开态取电电路中，所述取电模块还包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管ZD3、电阻R3和电容C3，所述二极管D1的正极与负载连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与电解电容C1的正极连接，二极管D3的负极与比较芯片的供电引脚连接，所述稳压二极管ZD3的负极与二极管D3的正极连接，稳压二极管ZD3的正极连接电容C3后接地，电阻R3的一端接地，另一端分别与稳压二极管ZD3的正极和比较芯片中的比较器一的同相输入端连接。火线上的电压通过二极管D1、二极管D2和二极管D3向电解电容C1单向充电，二极管D3的设置还能避免电解电容C1出现漏电现象，进而导致电解电容C1出现频繁充放电的问题，使负载工作更加稳定可靠，避免出现闪烁的现象；电容C3用于存储电压和滤波的作用，使比较器一的同相输入端能输入稳定的电压信号，提高电路工作的可靠性和稳定性，保证负载的使用性能。

在上述的单火线开态取电电路中，所述取电模块还包括电容C4，所述电容C4的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地。电容C4用于起到滤波的作用，使电路中输入的信号更加稳定，进而保证负载的使用性能。

在上述的单火线开态取电电路中，所述取电检测模块还包括电容C5和电阻R4，所述电容C5的一端接地，另一端接稳压二极管ZD1的正极，所述电阻R4一端接地，另一端分别与稳压二极管ZD1的正极和比较芯片中的比较器二的反相输入端连接。在取电检测模块中，稳压二极管管ZD1的负极与取电模块中的电解电容C1的正极连接，在电解电容C1的充电电压上升时，输出取电电压VCC，在取电电压VCC超过稳压二极管ZD1时，稳压二极管ZD1导通，由电阻R4和电容C5向比较器二的反相输入端提供比较电压，电容C5用于起到滤波作用，使输送的比较电压稳定性更好，进而使信号输出模块输出的信号稳定可靠，同时也能保证负载的使用性能。

在上述的单火线开态取电电路中，所述信号输出模块包括三极管Q2、电阻R5和电阻R6，所述三极管Q2的基极通过电阻R5与比较芯片中的比较器二的输出端连接，所述三极管Q2的集电极通过电阻R6接地，所述三极管Q2的集电极还用于输送信号给控制器，所述三极管Q2的发射极与稳压模块的输出端连接。在比较器二中的同相输入端的基准电压小于反相输入端的比较电压时，输出端输出低电压，从而使三极管Q2导通，则由电阻R6向控制器提供高电压信号，控制器可通过接收的信号判断电路是否取电成功，在判断取电成功时，可智能控制用于控制负载工作与否的开关的接通方式，保证负载的适用性。

在上述的单火线开态取电电路中，所述稳压模块包括稳压芯片U1、电容C6和电容C7，所述稳压芯片U1的输入端与电解电容C1的正极连接，用于获取取电电压VCC，所述稳压芯片U1的输出端分三路，一路与比较芯片中的比较器二的同相输入端连接，一路与电阻R1连接，一路与信号输出模块中的三极管Q2的发射极连接，所述电容C6的一端和电容C7的一端均与稳压芯片U1的输出端连接，电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，所述稳压芯片U1的供电负极接地。在本电路中，通过稳压模块向比较芯片提供稳定的直流电源，即基准电压，可进一步提高电路控制信号输出的稳定性和确保灯具不会出现闪烁现象，提高灯具的使用性能。

在上述的单火线开态取电电路中，所述取电参考电压模块包括三极管Q3、电阻R7和电阻R8，所述三极管Q3的基极通过电阻R7与比较芯片中的比较器一的输出端连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R7与开关模块中的电容C2连接，所述三极管Q3的集电极通过R8分别与电阻R1和比较芯片中的比较器一的反相输入端连接，所述三极管Q3的发射极接地。在比较芯片中比较器一的输出端输出高电压时，其高电压信号分别传输给开关模块和取电参考电压模块，场效应管Q1的基极在接收到高电压信号时，场效应管Q1导通，向比较器一的反相输入端提供基准电压，由原先的稳压模块转变为由电阻R8向比较器一的反相输入端提供基准电压，降低了基准电压值，保证了在电解电容C1放电过程中，比较器一的同相输入端在一定时间内仍大于反相输入端的电压，保证开关模块仍能处于导通状态，避免开关模块频繁的导通和关闭，起到保护开关模块的作用。

在上述的单火线开态取电电路中，所述三极管Q2采用PNP型的三极管，所述三极管Q3采用NPN型的三极管。

在上述的单火线开态取电电路中，所述稳压二极管ZD1的导通电压小于稳压二极管ZD3的导通电压。稳压二极管ZD1的导通电压小于稳压二极管ZD3的导通电压，能够在电解电容C1不断重复充电和放电的过程中，稳压二极管ZD1都处于导通状态，保证负载能稳定工作，避免出现闪烁现象。

与现有技术相比，本单火线开态取电电路具有以下优点：

1、本发明中各模块之间的配合作用，使的开关模块中的场效应管频繁导通或关闭的频率值在参数允许范围内，既保证了取电电压VCC电压波动范围在系统工作芯片电源允许值内，又保证了负载工作电压的稳定性，灯具不会出现闪烁现象。

2、本发明中采用稳压模块提供基准电压，改变了现有取电电路中应用静态取电下的电压为开态取电提供电压的情况，有效降低了静态取电的电流损耗。

3、本发明中稳压二极管ZD2的应用，还能有效提高各模块电路使用的安全，避免电解电容充电电压过高造成各元件损坏的情况。

4、本发明中取电检测模块的应用可以较好解决灯具好坏判断的难题和灯具功率过小判断的难题。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的电路图。

图中，1、负载；2、开关模块；3、比较芯片；31、比较器一；32、比较器二；4、取电模块；5、稳压模块；6、取电参考电压模块；7、取电检测模块；8、信号输出模块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本单火线开态取电电路包括开关模块2、用于输出取电电压VCC的取电模块4、稳压模块5、取电参考电压模块6、取电检测模块7、用于将取电是否成功的信号输送给控制器的信号输出模块8以及具有比较器一31和比较器二32的比较芯片3，其中，开关模块2的一端通过负载1与火线连接，另一端与零线连接，开关模块2的控制端连接比较器一31的输出端，比较器一31的同相输入端与负载1之间连接取电模块4，比较器一31的反相输入端与稳压模块5的输出端之间连接有取电参考电压模块6，取电参考电压模块6还与比较器一31的输出端连接，比较器二32的同相输入端连接稳压模块5的输出端，稳压模块5的输出端还与取电检测模块7连接，取电检测模块7与比较器二32的反相输入端连接，稳压模块5的输入端和取电检测模块7分别与取电模块4连接，比较器二32的输出端连接信号输出模块8。

其中，如图2所示，取电模块4包括电解电容C1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管ZD3、电阻R3和电容C3，二极管D1的正极与负载1连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与电解电容C1的正极连接，电解电容C1的负极接地，二极管D3的负极与比较芯片3的供电引脚连接，稳压二极管ZD3的负极与二极管D3的正极连接，稳压二极管ZD3的正极连接电容C3后接地，电阻R3的一端接地，另一端分别与稳压二极管ZD3的正极和比较芯片3中的比较器一31的同相输入端连接；

取电检测模块7包括稳压二极管ZD1、电容C5和电阻R4，稳压二极管ZD1的负极与电解电容C1的正极连接，用于获取取电电压VCC，稳压二极管ZD1的正极与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，电阻R4一端接地，另一端分别与稳压二极管ZD1的正极和比较芯片3中的比较器二32的反相输入端连接；取电模块4通过电解电容C1的正极与稳压模块5的输入端连接，用于提供输入电压，即取电电压VCC。

作为优选方案，取电模块4还包括电容C4，电容C4的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地。电容C4用于起到滤波的作用，使电路中输入的信号更加稳定，进而保证负载的使用性能。

作为优选方案，开关模块2和取电模块4之间还连接有稳压二极管ZD2，稳压二极管ZD2的负极与取电模块4连接，稳压二极管ZD2的正极与开关模块2连接。上电后，火线上的电压首先给取电模块4中的电解电容C1充电，在电解电容C1的电压上升到超过稳压二极管ZD2时，开关模块2将接收到一个高电压信号，从而使开关模块2导通，在电路中稳压二极管ZD2的设置，可有效避免充电电容C1持续充电超过电路中各元器件所能承受的范围，起到保护电路的作用，进而达到提高负载使用性能的效果。

其中，开关模块2包括场效应管Q1、电容C2和电阻R2，场效应管Q1的漏极与负载1连接，源极与零线连接，栅极通过电容C2与比较芯片3中比较器一31的输出端连接，栅极与稳压二极管ZD2的正极连接，电阻R2并联在电容C2的两端。在开关模块2中电容C2驱动开关模块2中的脉冲电流，从而使电阻R2起到维持导通电压的作用，进而使得场效应管Q1工作更加稳定，从而提高电路的可靠性。

信号输出模块8包括三极管Q2、电阻R5和电阻R6，三极管Q2的基极通过电阻R5与比较芯片3中的比较器二32的输出端连接，三极管Q2的集电极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极还用于输送信号给控制器，三极管Q2的发射极与稳压模块5的输出端连接。其中，三极管Q2采用PNP型的三极管。在比较器二32中的同相输入端的基准电压小于反相输入端的比较电压时，输出端输出低电平信号，从而使三极管Q2导通，则由电阻R6向控制器提供高电压信号，控制器可通过接收的信号判断电路是否取电成功，在判断取电成功时，可智能控制用于控制负载1工作与否的开关的接通方式，保证负载1工作的适用性。

稳压模块5包括稳压芯片U1、电容C6和电容C7，稳压芯片U1的输入端与电解电容C1的正极连接，用于获取取电电压VCC，稳压芯片U1的输出端分三路，一路与比较芯片3中的比较器二32的同相输入端连接，一路与电阻R1连接，一路与信号输出模块8中的三极管Q2的发射极连接，电容C6的一端和电容C7的一端均与稳压芯片U1的输出端连接，电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，稳压芯片U1的供电负极接地。在本电路中，通过稳压模块5向比较芯片3提供稳定的直流电源，即基准电压，可进一步提高电路控制信号输出的稳定性和确保灯具不会出现闪烁现象，提高灯具的使用性能。

取电参考模块6包括三极管Q3、电阻R7和电阻R8，三极管Q3的基极通过电阻R7与比较芯片3中的比较器一31的输出端连接，三极管Q3的基极通过电阻R7与开关模块2中的电容C2连接，三极管Q3的集电极通过R8分别与电阻R1和比较芯片3中的比较器一31的反相输入端连接，三极管Q3的发射极接地。其中，三极管Q3采用NPN型的三极管。在比较芯片3中比较器一31的输出端输出高电压时，其高电压信号分别传输给开关模块2和取电参考模块6，场效应管Q1的基极在接收到高电压信号时，场效应管Q1导通，向比较器一31的反相输入端提供基准电压，由原先的稳压模块5转变为由电阻R8向比较器一31的反相输入端提供基准电压，降低了基准电压值，保证了在电解电容C1放电过程中，比较器一31的同相输入端在一定时间内仍大于反相输入端的电压，保证开关模块2仍能处于导通状态，避免开关模块2频繁的导通和关闭，起到保护开关模块的作用。

作为优选，稳压二极管ZD1的导通电压大于稳压二极管ZD3的导通电压。稳压二极管ZD1的导通电压大于稳压二极管ZD3的导通电压，在初始充电过程中，比较器二32要先于比较器一31输出翻转电压，这样的设置，能够在电解电容C1不断重复充电和放电的过程中，稳压二极管ZD1都处于导通状态，保证负载1能稳定工作，避免出现闪烁现象。

作为优选，比较芯片3采用LM358的双运算放大器U1或者LM393的双电压比较器U1。

如图2所示，在本单火线开态取电电路中主要包括由取电模块4、开关模块2、比较芯片3的比较器一31、取电参考电压模块6和稳压模块5组成的用于取电压的取电电路以及由取电检测模块7、信号输出模块8、比较芯片3的比较器二32和稳压模块5组成的用于判断线路中取电是否成功的取电检测电路。本单火线开态取电电路的具体电路连接方式为：

负载1的一端接火线，另一端分别与二极管D1的正极和场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的源极接零线，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极分三路，一路与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，第二路与稳压二极管ZD3的负极连接，第三路与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极分别连接电解电容C1的正极和比较芯片3的供电引脚，电解电容C1的负极接地，电解电容C1的正极输出取电电压VCC，取电电压VCC分别连接稳压二极管ZD1的负极和稳压芯片U1的输入端2脚连接，稳压芯片U1的输出端3脚接电容C6的一端和电容C7的一端，电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，稳压芯片U1的接地引脚1脚接地；稳压芯片U1的输出端3脚还分三路，一路与比较芯片3的比较器二32的同相输入端3脚连接，第二路与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与比较器二32的输出端1脚连接，三极管Q2的集电极一路引出信号线，用于将检测信号输送给控制器，另一路与电阻R6串联后接地，稳压芯片U1的输出端3脚的第三路与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别连接比较器一31的反相输入端6脚和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接比较器一31的输出端7脚，比较器一31的输出端7脚还与电容C2的一端连接，电容C2的另一端接场效应管Q1的栅极，电阻R2并联在电容C2的两端，比较器一31的同相输入端5脚分别与电阻R3的一端、电容C3的一端以及稳压二极管ZD3的正极连接，电阻R3的另一端和电容C3的另一端分别接地；稳压二极管ZD2的负极与二极管D2的负极连接，稳压二极管ZD2的正极与场效应管Q1的栅极连接。

本单火线开态取电电路的工作原理为：

以负载1为电灯进行说明，刚开始上电时，场效应管Q1处于截止状态，火线上的电压首先通过二极管D1、二极管D2和二极管D3向电解电容C1充电，使电解电容C1的电压慢慢上升，从而输出取电电压VCC。在电解电容C1的电压继续上升到超过稳压二极管ZD3时，稳压二极管ZD3导通，由电阻R3向比较芯片3中的比较器一31的同相输入端提供比较电压，同时，取电电压VCC向稳压模块5的输入端提供输入电压，由稳压芯片U1转换后，稳压模块5的输出端向比较器一31的反相输入端提供基准电压，在比较器一31的同相输入端的比较电压大于反相输入端的基准电压时，比较器一31的输出端输出高电压，该高电压信号分两路，一路通过电容C2和电阻R2输送给场效应管Q1，使场效应管Q1导通，一路通过电阻R7输送给三极管Q3，使三极管Q3导通。当场效应管Q1导通后，二极管D1的正极端电压变为零，则电解电容C1会放电，其电解电容C1的电压会慢慢下降，会导致输送给比较器一31的同相输入端的比较电压下降，在此同时，三极管Q3导通后，比较器一31的反相输入端的基准电压通过电阻R1和电阻R8进行分压得出，其基准电压由稳压模块5提供的输出电压转变为由电阻R8上的电压提供，则输送给比较器一31的反相输入端的基准电压也随之下降，在一定时间内，使得比较器一31的输出端仍输出高电压，在电解电容C1继续放电后，比较器一31的同相输入端的电压小于反相输入端的电压时，比较器一31的输出端输出低电压，场效应管Q1截止，则火线上的电压又由二极管D1、二极管D2和二极管D3向电解电容C1充电，随后，电解电容C1会不断重复充电和放电过程。

电解电容C1不断重复充电和放电过程，取电电压VCC有了正常的电压输出，在取电电压VCC超过稳压二极管ZD1的导通电压时，稳压二极管ZD1导通，由电阻R4和电容C5向比较芯片3中的比较器二32的反相输入端输送比较电压，同时，取电电压VCC向稳压模块5中的稳压芯片U1的输入端提供输入电压，稳压芯片U1的输出端输送基准电压给比较器二32的同相输入端，在比较器二32的同相输入端的电压小于反相输入端的电压时，比较芯片3中的比较器一31的输出端输出低电平信号，三极管Q2导通，由电阻R6向控制器输送高电压信号给控制器，即输送取电成功的信号给控制器，其中，控制器可采用单片机。

在本控制电路中，稳压二极管ZD1的导通电压小于稳压二极管ZD3的导通电压，在电解电容C1回到充电状态时，取电电压VCC仍大于稳压二极管ZD1的导通电压，在取电成功后，信号输出模块8向控制器输送的信号是稳定不变的，保证了控制器能输送稳定的信号给单火线开关。

其中，现有的单火线开关主要分两类，一是采用可控硅控制电灯，另一种采用继电器控制电灯。用可控硅控制电灯时，由于电灯的电流会流过可控硅，这样造成可控硅发热。电灯功率越高，可控硅发热越大，温升也越高，所以可控硅只能控制100W以内的电灯，它不能控制大功率的电灯，如水晶灯、吊顶灯。如果用继电器的话，就很容易做到1000W以上，轻松解决可控硅的问题。但是这两种开关都只能根据电灯的功率大小进行选择。

在本申请中，作为优选方案，单火线开关采用复合开关控制电灯，复合开关包括双向可控硅和继电器，双向可控硅与负载1串联连接在市电中，双向可控硅的控制端与单片机的输出端连接，继电器的常开触点与双向可控硅的两端并联连接，继电器的线圈的一端接取电电压VCC，另一端与控制器的输出端连接，用于通过控制器来控制继电器的常开触点接通或断开。本取电电路与复合开关配合使用，通过取电电路能够根据电灯的功率大小选择复合开关是由可控硅控制电灯还是继电器控制电灯，本取电电路与复合开关配合使用的工作原理为：在选用小功率电灯时，电解电容C1的充电电压有可能达不到稳压二极管ZD3的导通电压，也就是说，取电不成功，此时，控制器控制可控硅导通，由可控硅控制电灯工作，若控制器接收到取电成功的信号，控制器则控制继电器导通，通过继电器控制电灯工作。通过本申请的取电电路有效提高了电灯的适用性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种单火线开态取电电路，包括开关模块(2)、稳压模块(5)以及具有比较器一(31)和比较器二(32)的比较芯片(3)，所述开关模块(2)的一端通过负载(1)与火线连接，另一端与零线连接，开关模块(2)的控制端连接比较器一(31)的输出端，比较器一(31)的同相输入端与负载(1)之间连接有用于输出取电电压VCC的取电模块(4)，比较器一(31)的反相输入端与稳压模块(5)的输出端之间连接有取电参考电压模块(6)，取电参考电压模块(6)还与比较器一(31)的输出端连接，比较器二(32)的同相输入端连接稳压模块(5)的输出端，比较器二(32)的反相输入端连接有取电检测模块(7)，稳压模块(5)的输出端还与取电检测模块(7)连接，稳压模块(5)的输入端和取电检测模块(7)分别与取电模块(4)连接，所述比较器二(32)的输出端还连接有用于将取电是否成功的信号输送给控制器的信号输出模块(8)，其特征在于，所述取电模块(4)包括电解电容C1，所述取电检测模块(7)包括稳压二极管ZD1，所述取电模块(4)通过电解电容C1的正极与取电检测模块(7)的稳压二极管ZD1的负极连接，所述取电模块(4)通过电解电容C1的正极与稳压模块(5)的输入端连接；所述控制器连接有单火线开关，所述单火线开关采用复合开关控制负载(1)，复合开关包括双向可控硅和继电器，双向可控硅与负载(1)串联连接在市电中，双向可控硅的控制端与控制器的输出端连接，继电器的常开触点与双向可控硅的两端并联连接，继电器的线圈的一端接取电电压VCC，另一端与控制器的输出端连接，用于通过控制器来控制继电器的常开触点接通或断开。

2.根据权利要求1所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述开关模块(2)和取电模块(4)之间还连接有稳压二极管ZD2，所述稳压二极管ZD2的负极与取电模块(4)连接，所述稳压二极管ZD2的正极与开关模块(2)连接。

3.根据权利要求2所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述开关模块(2)包括场效应管Q1、电容C2和电阻R2，所述场效应管Q1的漏极与负载(1)连接，源极与零线连接，栅极通过电容C2与比较芯片(3)中比较器一(31)的输出端连接，栅极与稳压二极管ZD2的正极连接，所述电阻R2并联在电容C2的两端。

4.根据权利要求1或2或3所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述取电模块(4)还包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管ZD3、电阻R3和电容C3，所述二极管D1的正极与负载(1)连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与电解电容C1的正极连接，二极管D3的负极与比较芯片(3)的供电引脚连接，所述稳压二极管ZD3的负极与二极管D3的正极连接，稳压二极管ZD3的正极连接电容C3后接地，电阻R3的一端接地，另一端分别与稳压二极管ZD3的正极和比较芯片(3)中的比较器一(31)的同相输入端连接。

5.根据权利要求4所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述取电模块(4)还包括电容C4，所述电容C4的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地。

6.根据权利要求1或2或3所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述取电检测模块(7)还包括电容C5和电阻R4，所述电容C5的一端接地，另一端接稳压二极管ZD1的正极，所述电阻R4一端接地，另一端分别与稳压二极管ZD1的正极和比较芯片(3)中的比较器二(32)的反相输入端连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述信号输出模块(8)包括三极管Q2、电阻R5和电阻R6，所述三极管Q2的基极通过电阻R5与比较芯片(3)中的比较器二(32)的输出端连接，所述三极管Q2的集电极通过电阻R6接地，所述三极管Q2的集电极引出用于输送信号给控制器的信号线，所述三极管Q2的发射极与稳压模块(5)的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述稳压模块(5)包括稳压芯片U1、电容C6和电容C7，所述稳压芯片U1的输入端与电解电容C1的正极连接，用于获取取电电压VCC，所述稳压芯片U1的输出端分三路，一路与比较芯片(3)中的比较器二(32)的同相输入端连接，一路与电阻R1连接，一路与信号输出模块(8)中的三极管Q2的发射极连接，所述电容C6的一端和电容C7的一端均与稳压芯片U1的输出端连接，电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，所述稳压芯片U1的供电负极接地。

9.根据权利要求1或2或3所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述取电参考电压模块(6)包括三极管Q3、电阻R7和电阻R8，所述三极管Q3的基极通过电阻R7与比较芯片(3)中的比较器一(31)的输出端连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R7与开关模块(2)中的电容C2连接，所述三极管Q3的集电极通过R8分别与电阻R1和比较芯片(3)中的比较器一(31)的反相输入端连接，所述三极管Q3的发射极接地。

10.根据权利要求4所述的单火线开态取电电路，其特征在于，所述稳压二极管ZD1的导通电压小于稳压二极管ZD3的导通电压。