基于智能开关的单火线取电系统和方法技术方案

本申请涉及一种基于智能开关的单火线取电系统和方法，其中该系统包括开关模块，用于通过控制电子开关来实现负载的开启与关闭；开态取电模块，与所述开关模块电连接用于所述电子开关打开时进行取电；关态取电模块，与所述开关模块电连接用于所述电子开关关闭时进行取电；能量采集模块，与所述开态取电模块以及关态取电模块电连接用于实现开态与关态的微弱能量收集及能量存储；状态切换模块，与所述能量收集模块电连接用于实现微电流充电与快速充电模块的切换；负载功耗检测模块，与所述状态切换模块电连接用于控制所述状态切换模块。本发明专利技术解决了单火线取电方案因兼容性导致的微亮或微闪以及发热量较大的问题。

The system and method of single live line power supply based on intelligent switch

【技术实现步骤摘要】
基于智能开关的单火线取电系统和方法
本专利技术涉及智能开关电路
，特别是涉及一种基于智能开关的单火线取电系统和方法。
技术介绍
目前，主流的单火线取电智能开关都是将智能开关的取电装置串联在灯具等负载中来实现开灯或关灯状态的取电，替代传统的墙体电源开关。具体地，如图1所示，取电后为系统的微控制器或其他通讯电路供电，与智能家居中其他装置通讯。传统技术中的单火线取电模块的缺点至少包括如下几点：1、大部分的单火线供电的开关对关态取电的低电流都过大导致负载在半开状态比如灯泡微亮。2、在轻载的情况下需要增加一个比较大的压降串联负载，而这个大压降可能导致负载不正常工作比如灯泡在闪烁。3、在高负载的情况下，压降的线路会产生很高的损耗导致元器件升温，这个升温限制了最高负载的规格。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以解决兼容性较差出现的微亮或微闪问题以及发热量较大问题的基于智能开关的单火线取电系统和方法。一种基于智能开关的单火线取电系统，所述基于智能开关的单火线取电系统包括：开关模块，所述开关模块用于通过控制电子开关来实现负载的开启与关闭；开态取电模块，所述开态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关打开时进行取电；关态取电模块，所述关态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关关闭时进行取电；能量采集模块，所述能量采集模块分别与所述开态取电模块以及关态取电模块电连接用于实现开态与关态的微弱能量收集及能量存储；状态切换模块，所述状态切换模块与所述能量收集模块电连接用于实现微电流充电与快速充电模块的切换；负载功耗检测模块，所述负载功耗检测模块与所述状态切换模块电连接用于控制所述状态切换模块。在其中一个实施例中，所述系统还包括储能模块，所述储能模块用于为所述系统中的各个模块进行供电；其中，所述能量采集模块与所述储能模块电连接，通过对储能模块负载功耗检测来判断负载是否过大；若负载过大则通过状态切换模块关闭负载且同时重开快速充电模块；若负载不过大则通过储能装置提供负载所需能量。在其中一个实施例中，所述开关模块包括：第一电子开关和第二电子开关；所述开关模块还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一电子开关和第二电子开关的通断以根据负载大小实现自适应启闭的循环。在其中一个实施例中，所述关态取电模块包括：限流电阻、第一桥式整流电路以及储能器件。在其中一个实施例中，所述状态切换模块包括：第三电子开关、第四电子开关以及第五电子开关；其中，所述第三电子开关、第四电子开关以及第五电子开关分别与所述能量采集模块电连接；所述能量采集模块内部的电压检测，并通过输出信号控制所述第三电子开关和第四电子开关通断实现微电流充电与快速充电模块的切换。在其中一个实施例中，所述开关模块与所述状态切换模块之间还电连接第二桥式整流电路，所述第二桥式整流电路用于实现全桥整流功能。在其中一个实施例中，所述储能器件还并联有一齐纳二极管，所述齐纳二极管用于限制储能器件的充电电压。在其中一个实施例中，所述系统还包括：电流侦测模块，所述电流侦测模块与所述能量采集模块电连接用于对所述能量采集模块的输出端的电流进行侦测；MCU模块，所述MCU模块与所述电流侦测模块电连接用于对所述电流侦测模块进行控制。在其中一个实施例中，所述系统还包括：RF通信模块，所述RF通信模块与所述MCU模块电连接用于实现与上位机通信；其中，所述MCU模块根据所述电流侦测模块的电流侦测结果进行分析，并调整RF通信的频次。一种基于智能开关的单火线取电方法，所述方法应用于如上述任一项所述的基于智能开关的单火线取电系统中包括：通过开关模块控制电子开关根据负载大小实现自适应启闭的循环；当所述电子开关打开时通过开态取电模块进行取电；当所述电子开关关闭时通过关态取电模块进行取电；通过能量采集模块实现开态与关态的微弱能量收集及能量存储；通过状态切换模块实现微电流充电与快速充电模块的切换；通过负载功耗检测模块控制所述状态切换模块。本专利技术提供了一种基于智能开关的单火线取电系统和方法，该系统包括开关模块，所述开关模块用于通过控制电子开关来实现负载的开启与关闭；开态取电模块，所述开态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关打开时进行取电；关态取电模块，所述关态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关关闭时进行取电；能量采集模块，所述能量采集模块分别与所述开态取电模块以及关态取电模块电连接用于实现开态与关态的微弱能量收集及能量存储；状态切换模块，所述状态切换模块与所述能量收集模块电连接用于实现微电流充电与快速充电模块的切换；负载功耗检测模块，所述负载功耗检测模块与所述状态切换模块电连接用于控制所述状态切换模块。本专利技术解决了单火线取电方案因兼容性导致的微亮或微闪以及发热量较大的问题，极大的降低了发热量，减小了微量或微闪风险。附图说明图1为传统技术中单火线取电模块的模块结构框图；图2为一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统的模块结构框图；图3为另一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统的模块结构框图；图4为一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统开态取电过程的流程示意图；图5为一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统关态取电过程的流程示意图；图6为一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统的整体电路图；图7为又一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统的模块结构框图；图8为再一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统的模块结构框图；图9为一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统的整体构架图；图10为一个实施例中基于智能开关的单火线取电系统MCU模块工作流程的流程示意图；图11为一个实施例中基于智能开关的单火线取电方法的流程示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电子开关称为第二电子开关，且类似地，可将第二电子开关称为第一电子开关。第一电子开关和第二电子开关两者都是电子开关，但其不是同一电子开关。目前，主流的单火线取电智能开关都是将智能开关的取电装置串联在灯具等负载中来实现开灯或关灯状态的取电，替代传统的墙体电源开关。如图1所示，取电后为系统的微控制器或其他通讯电路供电，与智能家居中其他装置通讯。本专利技术主要针对现有单火线取电解决方案兼容性较差会出现微亮或微闪的问题，同时发热量较大的问题，提出了一种改进的单火线取电加储能单元的解决方案。在一个实施例中，参考图2，提供了一种基于智能开关的单火线取电系统200，该系统包括：开关模块201，用于通过控制电子开关来实现负载的开启与关闭；开态取电模块202，开态取电模块202与开关模块201电连接用于电子开关打开时进行取电；关态取电模块203，关态取电模块203与开关模块201电连接用于电子开关关闭时进行取电；能量采集模块204，能量采集模块204分别与开态取电模块202以及关态取电模块203电连接用于实现开态与关态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能开关的单火线取电系统，其特征在于，所述基于智能开关的单火线取电系统包括：开关模块，所述开关模块用于通过控制电子开关来实现负载的开启与关闭；开态取电模块，所述开态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关打开时进行取电；关态取电模块，所述关态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关关闭时进行取电；能量采集模块，所述能量采集模块分别与所述开态取电模块以及关态取电模块电连接用于实现开态与关态的微弱能量收集及能量存储；状态切换模块，所述状态切换模块与所述能量收集模块电连接用于实现微电流充电与快速充电模块的切换；负载功耗检测模块，所述负载功耗检测模块与所述状态切换模块电连接用于控制所述状态切换模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能开关的单火线取电系统，其特征在于，所述基于智能开关的单火线取电系统包括：开关模块，所述开关模块用于通过控制电子开关来实现负载的开启与关闭；开态取电模块，所述开态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关打开时进行取电；关态取电模块，所述关态取电模块与所述开关模块电连接用于所述电子开关关闭时进行取电；能量采集模块，所述能量采集模块分别与所述开态取电模块以及关态取电模块电连接用于实现开态与关态的微弱能量收集及能量存储；状态切换模块，所述状态切换模块与所述能量收集模块电连接用于实现微电流充电与快速充电模块的切换；负载功耗检测模块，所述负载功耗检测模块与所述状态切换模块电连接用于控制所述状态切换模块。2.根据权利要求1所述的基于智能开关的单火线取电系统，其特征在于，所述系统还包括储能模块，所述储能模块用于为所述系统中的各个模块进行供电；其中，所述能量采集模块与所述储能模块电连接，通过对储能模块负载功耗检测来判断负载是否过大；若负载过大则通过状态切换模块关闭负载且同时重开快速充电模块；若负载不过大则通过储能装置提供负载所需的能量。3.根据权利要求2所述的基于智能开关的单火线取电系统，其特征在于，所述开关模块包括：第一电子开关和第二电子开关；所述开关模块还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一电子开关和第二电子开关的通断以根据负载大小实现自适应启闭的循环。4.根据权利要求3所述的基于智能开关的单火线取电系统，其特征在于，所述关态取电模块包括：限流电阻、第一桥式整流电路以及储能器件。5.根据权利要求4所述的基于智能开关的单火线取电系统，其特征在于，所述状态切换模块包括：第三电子开关、第四电子开关以及第五电子开关；其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继健，何祖培，林力杰，
申请(专利权)人：天彩电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44