无源无线单火线控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一无源无线单火线控制装置，其中所述无源无线单火线控制装置被设置用于控制一电路中的至少一用电器的用电状态，包括至少一无源无线开关和一单火线控制单元，其中所述无源无线开关被设置为适于被作动地产生一控制信号，并适于与所述单火线控制单元被匹配地相关联，其中所述单火线控制单元被设置为适于于该电路中与所述用电器形成串联的电路关系，以于该电路中被持续供电地维持一信号接收状态，从而接收所述控制信号地控制所述用电器的用电状态。

【技术实现步骤摘要】
无源无线单火线控制装置及其控制方法
本专利技术涉及一单火线控制装置，更详而言之涉及一无源无线单火线控制装置及其控制方法，其中所述无源无线单火线控制装置适于被设置于单火线中，以被持续供电地维持一信号接收状态，并于所述信号接收状态接收无线信号地控制该单火线的通电状态。
技术介绍
在日常生活生产的布线中，为保障用电安全，具有一定的接线标准，鉴于此标准，传统的机械开关在日常生活生产的布线中普遍被设置于火线中，以机械地闭合和断开该机械开关地控制该火线的通断，如此以在该机械开关被断开的状态下，断开相应的用电器与火线之间的连接，因而更加安全。此外，仅仅接通或断开火线，而不控制零线通断的单火线控制方式，对于用电器在日常生活生产的布线中的安装布线来说也更加节省线材，因而通过机械开关控制单火线的接线方式已经逐渐演变成为用电布线工程中的一种施工惯例。具体地，如图1中所示，其主要展示了现有建筑中的照明布线，其中一灯具20P被设置为分别与一火线连接线L和一零线连接线N相连接，其中一机械开关10P被设置于该火线连接线L，以控制该火线连接线L的通断地打开或关闭该灯具20P。可以理解的是，无论该火线连接线L是以明线或暗线的布线方式布线，于后期对该灯具20P的线路的调整，如该机械开关10P的安装位置的改变，或该机械开关10P的摘除，都会比较困难并会在现有建筑的墙体上留下痕迹，且在一些应用场合，通过多个该机械开关10P控制该灯具20P的线路更加复杂，因此对该灯具20P的线路的调整势必会影响装修的美观而产生新的装修消费。然而，随着智能时代的到来，智能开关由于其稳定性、安全性以及方便等的优势已经对传统的机械开关产生一定的冲击力，而使得越来越多的建筑倾向于在日常生活生产的布线中使用智能开关。如图2所示，其主要展示了目前主要的智能开关在实际应用中的线路布局，其中现有的智能开关主要通过于火线连接线L和零线连接线N之间与用电器20P’并联地设置一控制器10P’，以被该零线连接线N和该火线连接线L供电地接收一无线开关30P’所发出的无线控制信号地控制与之并联的该用电器20P’。可以理解的是，对于建筑中已经采用了单火线控制的机械开关10P的线路布局而言，该控制器10P’并不适于取代该机械开关10P地被直接安装，因此现有的机械开关10P的安装位无法被直接利用，往往需要对现有的线路布局做出较大的调整或直接取消该安装位，如此势必使得该控制器10P’的安装相对比较复杂并因线路的调整或该机械开关10P的安装位的取消而影响装修的美观。另外可以理解的是，即便是于建筑最初的线路布局中直接采用该智能开关，由于该控制器10P’的隐蔽性难以得到保障而对装修的美观具有一定的影响。也就是说，目前主要的智能开关对于现有建筑中的线路布局而言并不适用，且于建筑最初的线路布局中直接采用该智能开关也因难以保障该控制器10P’的隐蔽性而影响装修的美观，因此，采用单火线供电的控制器直接取代该机械开关10P具有广阔的市场需求。如图3所示，其主要展示了目前的单火线控制器10P”在实际应用中的线路布局，其中该单火线控制器10P”被设置于火线连接线L地与其控制的用电器20P”之间形成串联的电路关系，如此可以理解的是，由于该单火线控制器10P”工作时具有一定的功耗，因此其与该用电器20P”之间形成的串联回路中有一定的电流流过，而当该用电器20P”为功率较低的LED灯具时，该串联回路中的电流达到50μA以上就会导致部分规格的LED灯具产生闪烁状况或发出细微光亮，且该单火线控制器10P”的自身消耗的功耗越大，该串联回路中的电流就越大，从而使得被设置为LED灯具的该用电器20P”在电流的驱动下发出光亮，进而影响该用电器20P”的使用并减少该用电器20P”的寿命。因此如何降低该单火线控制器10P”的自身消耗的功耗成为目前单火线控制领域的主要技术难点。目前的该单火线控制器10P”为降低其平均功耗，主要通过使其在一个周期内短时间通电地处于信号接收状态，并于该周期的其它时间内处于断电的休眠状态，如此由于通电时间过短而使得与之串联的该LED灯具来不及被点亮或仅产生不被人眼所察觉的闪烁。然而，可以理解的是，由于该单火线控制器10P”在一个周期内处于信号接收状态的时间过短，因而对所接收的无线信号的持续时间具有较高的要求，因此，一方面，目前采用该单火线控制器10P”的智能开关往往使用通过电池供电的遥控器持续一个周期以上时间地发送控制信号地控制该单火线控制器10P”，如此既不环保，也因需要不定时地更换电池而不方便，因而长期的稳定性得不到保障。另一方面，由于目前的无源无线开关30P”发送猝发控制信号的时间极短，通常在0.5mS-10mS之间，猝发的无线信号难以在该单火线控制器10P”的信号接收状态被其捕获，即便偶尔能被该单火线控制器10P”捕获也会造成丢包严重的情况而无法正常可靠地使用。因此，目前的采用该单火线控制器10P”和该无源无线开关30P”的智能开关还设置有网关40P”类的信号中转设备，以通过该网关40P”长时间地接收该无源无线开关30P”所发出的控制信号，并长时间重复地将该控制信号转发至该单火线控制器10P”。如此可以理解的是，网关40P”类的信号转发设备的增加一方面增加了智能开关的布置成本，另一方面也增加了智能开关的调试难度以及故障率。综上所述，目前的单火线控制器10P”于智能开关的应用具有广阔的市场前景，但一方面目前的单火线控制器10P”的功率难以降低以适用于低功率的灯具电路，另一方面目前结合单火线控制器10P”和无源无线开关30P”的智能开关还需设置有信号中转设备，既增加了成本又增加了该智能开关的布置和调试难度以及故障率。因此，通过无源无线开关直接控制单火线控制器的无源无线单火线控制装置于智能控制领域具有经济、环保以及稳定的重要意义。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一无源无线单火线控制装置及其控制方法，其中所述无源无线单火线控制装置包括一单火线控制单元，其中所述单火线控制单元能够直接接收一无源无线开关的控制信号地控制与所述单火线控制单元串联的一用电器，从而避免信号中转设备的使用造成的成本负担，并保障所述无源无线单火线控制系统的稳定性。本专利技术的另一目的在于提供一无源无线单火线控制装置及其控制方法，其中所述无源无线开关采用能量搜集技术，以将机械能或光能转换为电能地为所述控制信号的发送提供电能供应，从而避免电池的使用，使得所述无源无线单火线控制系统环保并免于维护。本专利技术的另一目的在于提供一无源无线单火线控制装置及其控制方法，其中通过降低所述单火线控制单元功耗，使得所述无源无线单火线控制装置适于控制与所述单火线控制单元串联并被设置为LED灯具的所述用电器，以避免所述LED灯具的闪烁，从而稳定地控制所述LED灯具。本专利技术的另一目的在于提供一无源无线单火线控制装置及其控制方法，其中所述单火线控制单元被设置适于在其与所述用电器于线路回路中处于串联的电路关系时维持一信号接收状态，以长时间稳定地接收所述无源无线开关的控制信号。本专利技术的另一目的在于提供一无源无线单火线控制装置及其控制方法，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一无源无线单火线控制装置，其中所述无源无线单火线控制装置被设置用于控制一电路中的至少一用电器的用电状态，其特征在于，包括：/n至少一无源无线开关，其中所述无源无线开关被设置为适于响应一作动动作地产生一控制信号；和/n一单火线控制单元，其中所述单火线控制单元被设置为适于于该电路中与所述用电器形成串联的电路关系，所述单火线控制单元包括一电源管理组件，一通信模块，一用电开关，一脉冲取电组件以及一储能模块，其中所述电源管理组件被设置为当所述单火线控制单元被接入该电路中时，所述电源管理组件于该电路中与所述用电器形成串联的电路关系，其中所述通信模块电性连接于所述电源管理组件，以能够被所述电源管理组件供能地维持的一信号接收状态，从而能够于所述信号接收状态接收所述控制信号，其中所述用电开关电性连接于所述脉冲取电组件并与所述通信模块通信相连，以受所述通信模块控制地被通断，其中所述脉冲取电组件，所述用电开关以及所述电源管理组件具有当所述用电开关导通时短路所述电源管理组件的电路关系，如此以在所述用电开关被维持断开的状态形成所述用电器的一非工作状态时，于所述用电器的所述非工作状态下，通过所述电源管理组件为所述通信模块提供电能输出，从而维持所述通信模块的所述信号接收状态，进而在所述通信模块接收到所述控制信号后，控制所述用电开关导通地形成所述用电器的一工作状态，其中所述脉冲取电组件电性连接于所述通信模块并包括一取电开关，其中所述取电开关被设置于脉冲电的一周期的一限定脉冲区间维持导通状态，并于脉冲电的该周期的一非限定脉冲区间维持断开状态，以于所述用电器的所述工作状态，即所述用电开关被导通的状态，于脉冲电的该周期的所述非限定脉冲区间，使得所述取电开关具有电压差地为与所述脉冲取电组件电性相连的所述通信模块提供电能输出，从而周期地于脉冲电的所述非限定脉冲区间为所述通信模块提供电能输出，其中所述储能模块电性连接于所述脉冲取电组件与所述通信模块，以于所述用电器的所述工作状态，在脉冲电处于所述非限定脉冲区间时被所述脉冲取电组件供能，并在脉冲电处于所述限定脉冲区间时，为所述通信模块提供电能输出，从而于所述用电器的所述工作状态维持所述通信模块的所述信号接收状态。/n...

【技术特征摘要】
20171212 CN 20171132204501.一无源无线单火线控制装置，其中所述无源无线单火线控制装置被设置用于控制一电路中的至少一用电器的用电状态，其特征在于，包括：
至少一无源无线开关，其中所述无源无线开关被设置为适于响应一作动动作地产生一控制信号；和
一单火线控制单元，其中所述单火线控制单元被设置为适于于该电路中与所述用电器形成串联的电路关系，所述单火线控制单元包括一电源管理组件，一通信模块，一用电开关，一脉冲取电组件以及一储能模块，其中所述电源管理组件被设置为当所述单火线控制单元被接入该电路中时，所述电源管理组件于该电路中与所述用电器形成串联的电路关系，其中所述通信模块电性连接于所述电源管理组件，以能够被所述电源管理组件供能地维持的一信号接收状态，从而能够于所述信号接收状态接收所述控制信号，其中所述用电开关电性连接于所述脉冲取电组件并与所述通信模块通信相连，以受所述通信模块控制地被通断，其中所述脉冲取电组件，所述用电开关以及所述电源管理组件具有当所述用电开关导通时短路所述电源管理组件的电路关系，如此以在所述用电开关被维持断开的状态形成所述用电器的一非工作状态时，于所述用电器的所述非工作状态下，通过所述电源管理组件为所述通信模块提供电能输出，从而维持所述通信模块的所述信号接收状态，进而在所述通信模块接收到所述控制信号后，控制所述用电开关导通地形成所述用电器的一工作状态，其中所述脉冲取电组件电性连接于所述通信模块并包括一取电开关，其中所述取电开关被设置于脉冲电的一周期的一限定脉冲区间维持导通状态，并于脉冲电的该周期的一非限定脉冲区间维持断开状态，以于所述用电器的所述工作状态，即所述用电开关被导通的状态，于脉冲电的该周期的所述非限定脉冲区间，使得所述取电开关具有电压差地为与所述脉冲取电组件电性相连的所述通信模块提供电能输出，从而周期地于脉冲电的所述非限定脉冲区间为所述通信模块提供电能输出，其中所述储能模块电性连接于所述脉冲取电组件与所述通信模块，以于所述用电器的所述工作状态，在脉冲电处于所述非限定脉冲区间时被所述脉冲取电组件供能，并在脉冲电处于所述限定脉冲区间时，为所述通信模块提供电能输出，从而于所述用电器的所述工作状态维持所述通信模块的所述信号接收状态。


2.根据权利要求1所述的无源无线单火线控制装置，其中所述通信模块进一步包括一程序控制模块，其中所述程序控制模块通信连接于所述用电开关，以在接收到所述控制信号后通过所述程序控制模块控制所述用电开关的通断。


3.根据权利要求2所述的无源无线单火线控制装置，其中所述取电开关被设置为具有在脉冲电为零时自动断开的电学特性，其中所述脉冲取电组件进一步包括一电压触发模块，其中所述电压触发模块电性连接于所述取电开关，并具有一触发电压，以在所述取电开关所具有的电压差达到所述触发电压时触发所述取电开关导通，从而在所述用电器的所述工作状态，当脉冲电为交流脉冲时，于交流脉冲的一单向脉冲，在脉冲电的自所述触发电压向零点变化的区间形成所述限定脉冲区间，和在脉冲电的自零点向所述触发电压升高的区间形成所述非限定脉冲区间。


4.根据权利要求2所述的无源无线单火线控制装置，其中所述取电开关被设置为具有在脉冲电为零时自动断开的电学特性，其中所述脉冲取电组件进一步包括一过零点检测模块，其中所述过零点检测模块被设置为用于监测脉冲电的零点位置并与所述程序控制模块电性相连，其中所述程序控制模块基于脉冲电的电压与时间的对应关系，依所述过零点检测模块对脉冲电的零点位置的监测，控制所述取电开关于趋于脉冲电的零点的一预定电压导通而以所述预定电压为所述非限定脉冲区间的终点电压。


5.根据权利要求4所述的无源无线单火线控制装置，其中在所述用电器的所述非工作状态下，当所述通信模块接收到所述控制信号后，所述程序控制模块依所述过零点检测模块监测到的脉冲电压在脉冲电的电压低于所述预定电压时导通所述用电开关。


6.根据权利要求3至5中任一所述的无源无线单火线控制装置，其中所述单火线控制单元进一步包括一电源管理模块，其中所述电源管理模块被设置于所述通信模块和所述储能模块之间，以为所述通信模块提供稳定的电能输出。


7.根据权利要求6所述的无源无线单火线控制装置，其中所述电源管理模块被设置为一DC-DC模块，以被供能地输出具有适应于所述通信模块工作的电压的电能。


8.根据权利要求7所述的无源无线单火线控制装置，其中所述储能模块被设置为一电容器。


9.根据权利要求8所述的无源无线单火线控制装置，其中所述单火线控制单元进一步包括一作动模块，其中所述作动模块电性连接于所述程序控制模块，并被设置为适于被作动地于所述程序控制模块产生一控制指令，以使得所述程序控制模块能够依所述控制指令控制所述用电开关的通断。


10.根据权利要求9所述的无源无线单火线控制装置，其中所述用电开关被设置为由一继电器和一继电器触发模块组成，其中所述继电器触发模块电性连接于所述程序控制模块，以使得所述程序控制模块能够通过所述继电器触发模块控制所述继电器的通断。


11.根据权利要求6所述的无源无线单火线控制装置，其中所述电源管理组件包括一整流模块和一降低模块，以对接入的脉冲电进行整流和降压输出，对应所述电源管理组件具有处于AC30V-265V范围的输入电压范围，和处于DC1.8V-24V范围的输出电压范围。


12.根据权利要求11所述的无源无线单火线控制装置，其中所述通信模块被设置具有小于9mW的工作功耗，对应所述电源管理组件被设置以小于9mW的输出功率对所述通信模块供能。


13.一单火线控制单元，其中所述单火线控制单元被设置为适于于一电路中与一用电器形成串联的电路关系，以接收一控制信号地控制所述用电器的用电状态，其特征在于，包括：
一电源管理组件，其中所述电源管理组件被设置为当所述单火线控制单元被接入该电路中时，所述电源管理组件于该电路中与所述用电器形成串联的电路关系；
一通信模块，其中所述通信模块电性连接于所述电源管理组件，以能够被所述电源管理组件供能地维持的一信号接收状态，从而能够于所述信号接收状态接收所述控制信号；
一用电开关，其中所述用电开关电性连接于所述通信模块通信相连，以受所述通信模块控制地被通断；
一脉冲取电组件，其中所述脉冲取电组件，所述用电开关以及所述电源管理组件具有当所述用电开关导通时短路所述电源管理组件的电路关系，如此以在所述用电开关被维持断开的状态形成所述用电器的一非工作状态时，并于所述用电器的所述非工作状态下，通过所述电源管理组件为所述通信模块提供电能输出，从而维持所述通信模块的所述信号接收状态，进而在所述通信模块接收到所述控制信号后，控制所述用电开关导通地形成所述用电器的一工作状态，其中所述脉冲取电组件电性连接于所述通信模块并包括一取电开关，其中所述取电开关被设置于脉冲电的一周期的一限定脉冲区间维持导通状态，并于脉冲电的该周期的一非限定脉冲区间维持断开状态，以于所述用电器的所述工作状态，即所述用电开关被导通的状态，于脉冲电的该周期的所述非限定脉冲区间，使得所述取电开关具有电压差地为与所述脉冲取电组件电性相连的所述通信模块提供电能输出，从而周期地于脉冲电的所述非限定脉冲区间为所述通信模块提供电能输出；以及
一储能模块，其中所述储能模块电性连接于所述脉冲取电组件与所述通信模块，以于所述用电器的所述工作状态，在脉冲电处于所述非限定脉冲区间时被所述脉冲取电组件供能，并在脉冲电处于所述限定脉冲区间时，为所述通信模块提供电能输出，从而于所述用电器的所述工作状态维持所述通信模块的所述信号接收状态。


14.根据权利要求13所述的单火线控制单元，其中所述通信模块进一步包括一程序控制模块，其中所述程序控制模块通信连接于所述用电开关，以在接收到所述控制信号后通过所述程序控制模块控制所述用电开关的通断。


15.根据权利要求14所述的单火线控制单元，其中所述取电开关被设置为具有在脉冲电为零时自动断开的电学特性，其中所述脉冲取电组件进一步包括一电压触发模块，其中所述电压触发模块电性连接于所述取电开关，并具有一触发电压，以在所述取电开关所具有的电压差达到所述触发电压时触发所述电子开关导通，从而在所述用电器的所述工作状态，当脉冲电为交流脉冲时，于交流脉冲的一单向脉冲，在脉冲电的自所述触发电压向零点变化的区间形成所述限定脉冲区间，和在脉冲电的自零点向所述触发电压升高的区间形成所述非限定脉冲区间。


16.根据权利要求14所述的单火线控制单元，其中所述取电开关被设置为具有在脉冲电为零时自动断开的电学特性，其中所述脉冲取电组件进一步包括一过零点检测模块，其中所述过零点检测模块被设置为用于监测脉冲电的零点位置并与所述程序控制模块电性相连，其中所述程序控制模块基于脉冲电的电压与时间的对应关系，依所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘远芳，
申请(专利权)人：深圳市易百珑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44