单火线电源设计
单火线取电智能开关设计经验（附电路原理图）
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(2 Wire 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AC LED灯具)，对待机电流更为敏感。
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，如下图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。
单火线开关供电电源部份的工作原理
单火线开关供电电源部份的工作原理This manuscript was revised on November 28, 2020单火线开关供电电源部份的工作原理在单火线开关的供电是分成两部份来实现对控制电路的供电。
1、关态供电（待机供电）：主要是由微电流电源模块DY10A组成，DY10A负责把220V的电网电压变成6.3V的低压直流输出。
从图1的路径中看到，电网电源从零线通过灯负载到整流二极管D1的正端入负端出，然后串入了限流电阻R1加到电源模块DY10A的高压输入脚1脚，由电源内部的公共接地端2脚引出和借用了桥堆的负输出臂的一个二极管回到电网的火线端形成一个电流回路。
使得电源模块有高压电源输入，低压输出端3脚就有了6.3V的直流电压输出供给控制电路使用。
电路虽然称为单火线，实际上也是由零火线工作的，只不过借用了灯具作为连接零线的通路，这就产生了一个问题，由于节能灯或LED类灯具只要通过很小的电流，在关灯时都会产生闪光现象，特别是LED灯闪光的时候非常亮，这个电流一般不能大于30μA，当然有些灯具大一些（例如100μA）也不会闪，但为了做成的开关能适应更多的灯具这个电流是越小越好。
由于微电流的电源模块转换效率一般都比较低，不超过50%，所以在输入电流30μA的情况下，模块3脚能提供给控制电路使用的电流不会超过0.5mA,如果要求更高一点的话最好控制在0.3mA以下。
除了控制尽量小的使用电流以外，电源模块本身的空载电流也是一个关键因素。
如果电源模块本身的空载电流大于30μA的话，就算控制电路使用的电流为零也无法将开关的整体待机电流做到30μA以下。
所以我们才开发了这一种电源模块它的空载电流只有5μA，这样在有条件把控制电路的使用电流做得很小的话，整个开关的待机电流就能做得很小，就能适应更多的节能灯或LED 灯。
图12、开态供电：上面是在待机时的情况，但是在开灯的时候，即继电器闭合的状态下，火线就等于加到了整流二极管的正端通过灯具到零线，电源模块的输入端就没有了电压，当然也就没有输出6.3V直流电压了。
单火线电源解决方案
单火线电源解决方案1. 引言单火线电源解决方案是一种用于电力供应系统的解决方案，它通过使用单个火线和地线来提供电力，并无需使用任何中性线。
这种解决方案的出现，能够帮助简化电力供应系统的设计，降低成本，并提高安装的灵活性。
本文将介绍单火线电源解决方案的原理、应用领域以及设计方式。
2. 单火线电源原理传统的电力供应系统使用三线电源，包括火线、中性线和地线。
而单火线电源解决方案只使用了火线和地线。
其原理是通过在电源的负载端接入一个电容器来保证电流的平衡。
具体来说，单个电容器被连接在火线和地线之间，用于处理电流的不平衡。
当负载电器正常工作时，电流从火线进入负载电器，然后通过负载返回地线。
由于电容器的存在，火线和地线之间的电压差减小，从而确保了电流的平衡。
这种方式不仅可以减轻火线的负荷，还能够保护电路中的负载电器。
3. 单火线电源应用领域单火线电源解决方案适用于各种电力供应系统，尤其是在对电源设计有限制的情况下。
以下是几个常见的应用领域：3.1 家庭电路在传统电力供应系统中，家庭电路通常需要三线，包括火线、中性线和地线。
然而，在一些老式建筑中，很难铺设新的中性线。
使用单火线电源解决方案可以避免这个问题，减少了施工难度，并且节省了成本。
3.2 商业建筑商业建筑中的电力供应系统通常需要三线。
然而，在某些情况下，由于设计或施工的限制，很难铺设中性线。
在这种情况下，使用单火线电源解决方案可以解决这个问题，提高了灵活性和可实施性。
3.3 电子设备某些电子设备的电源设计时使用了单火线电源解决方案。
由于这些设备的功耗相对较低且对电源要求不高，因此使用单火线电源解决方案可以简化设计，降低成本。
4. 单火线电源设计方式单火线电源解决方案的设计方式可以根据实际需求和具体场景进行调整。
以下是一些常见的设计方式：4.1 过滤电容器设计使用过滤电容器是实现单火线电源解决方案的常见方式。
该电容器被连接在火线和地线之间，用于平衡电流。
单边走线电源线设计规范
单边走线设计规范1.各符号名称定义如下：（1）、Lh：定子组立线尾长度中值a．图1：电源线尺寸标注一段起始于端盖根部，一端至端子根部，则Lh=L+20；备注：20mm为端盖与铁芯之间预留距离10mm和打端子的预留长度10mmb．图2：电源线尺寸标注一段起始于端盖根部，一端至端子头部，则Lh=L；备注：若端子为ZUCH TF25091G-2端子长度则Lh=L+10，若端子为SYM-01T-P0.5A，则长度Lh=L-10C.特殊情况1.L应为正负公差，若不是，应转化为正负公差再计算。
如：L=1300-1340,则L=1320.（2）A：双扎位到最后一个焊口的距离A=50mm,（芜湖80/32、65/35，A=40mm）（3）n：焊口错位长度（mm）单速机：所有焊口错开20mm，即n=20多速机：所有焊口错开25mm，即n=25（4）B1值：接保护器长引脚电源线长度相对于第一根电源线的差值B2值：接保护器短引脚电源线长度相对于第一根电源线的差值备注：B1/B2值适用于保护器引脚为40/60。
A系列：除B、C系列以外的所有电机（5）保护器焊口错位：所有单速机焊口错开20mm，所有多速机焊口错开25mm。
（6）特殊情况：如夏普客户为控制端部高度，部分型号焊点一次相错20，如YDK30-6C-4(AL)为控制型大小问题，焊口依次开20等（7）保护器绑扎位置区分顺绑：适用于非单速机反绑：适用于所有单速机2.开线长度（保护器引脚为60/40适用以下规范）单焊：保护器长引脚与电源线一体化，只存在短引脚一个焊口双焊：保护器两个引脚均焊接，存在两个焊口。
（1）L型电机（不分转向，以四速机为例）①=Lh+A②=Lh+A+N 备注：③=Lh+A+2N 单速：①②/⑥⑦④=Lh+A+3N 双速：①②③/⑥⑦⑤=Lh+A+4N 三速：①②③④/⑥⑦⑥=Lh+A+B1⑦=Lh+A+B2（2）T型电机（保护器接公共线，顺时针）（保护器接公共线，逆时针）①=Lh+A②=Lh+A+N 备注：③=Lh+A+2N 双速：①②③/⑥⑦④=Lh+A+3N 三速：①②③④/⑥⑦⑤=Lh+A+4N⑥=Lh+A+B1⑦=Lh+A+B2(5)保护器与熔断器电机白=Lh+A+75 红= Lh+A+120熔断器的长度为65mm，其余电源线计算方式按照直接保护器L/T型计算。
单端正激开关电源设计
《开关电源》作品设计论文设计题目：单端正激开关电源设计学院名称：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气091班姓名：陈永杰学号：指导教师：孔中华2012 年 5 月25 日摘要开关电源非常广泛地应用在通讯、计算机、汽车和消费电子产品等领域。
电源设备用以实现电能变换和功率传递，是各种电子设备正常工作的基础，而高频高效小型开关电源又是开关电源发展的必然趋势，在通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域得到了越来越多的广泛应用。
在深入研究分析各种开关电源原理和特点的基础上，根据导师根据项目布置的指标要求，论文设计了一种单端正激式高频单路输出开关电源。
该开关电源的特点是以单端正激式为主拓扑，以电流型控制芯片UC3842和高频变压器为核心，采用EMI滤波器、MOSFET、输出滤波电路、采样反馈通道等主要元器件和电路模块，实现了单路稳定输出。
论文所设计的开关电源输入为市电220V交流，输出电压为10V直流电压，输出最大电流为40A，开关频率为200KHZ。
论文采用面积乘积法(AP)，确定了高频变压器的原副边形式以及铁芯材料的选择，设计了输出电路、系统补偿器以及启动电路和EMI滤波电路。
论文设计好后，对所设计的单端正激式高频开关电源电路系统进行全面仿真，仿真结果表明，各项指标符合要求。
而后，做出实物，调试显示：该开关电源的输出电压调整特性、负载调整率、输出纹波、动态响应、温度变化等均满足了项目的指标要求，并且具有良好的过载、短路保护特性和波形特性，各项技术指标能够达到信息平台的供电要求。
关键词：高频开关电源；单端正激式；AP法变压器目录摘要 (II)第1章绪论 (1)1.1 开关电源简介 (1)1.2设计要求 (2)1.2.1设计任务 (2)1.2.2设计要求 (2)1.2.3设计内容 (2)第2章开关电源设计 (3)2.1 400W单端正激开关电源总体设计方案 (3)2.2 具体方案设计 (4)2.2.1 主电路设计 (4)2.2.2 基于UC3842控制电路设计 (6)2.2.3 变压器设计 (10)2.2.4 主要开关变换电路设计 (15)2.2.5 辅助电源的设计 (19)第3章元件选取 (22)3.1 控制元件参数 (22)3.2 变压器设计元件参数选择 (23)3.2.1 工频变压器设计参数 (23)3.2.2 高频变压器设计参数 (26)第4章设计总结 (36)参考文献 (37)附录 (38)第1章绪论1.1开关电源简介电源[power supply; power source] 向电子设备提供功率的装置。
单火线取电电路原理
单火线取电电路原理单火线取电电路是一种常用的电路设计，其原理是通过单个火线来提供电源供电，同时使用地线作为回路。
该电路设计在家居装修、电力设备和消费电子等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍单火线取电电路的原理、结构和应用。
一、原理介绍单火线取电电路的原理基于交流电的供电方式，其中火线是交流电流的正常传输路径，而零线和地线分别用于电路的返回回路和安全保护。
在传统电路设计中，通常需要同时连接火线和零线来提供电源，但单火线取电电路只需要连接火线即可，大大简化了电路的结构。
该电路的核心原理是电压的相位差。
正常情况下，火线和零线的电压相位差为180度，即正负相间，而地线的电压为零。
通过利用电器中的电容器或电感器，单火线取电电路可以将电流相位差适当调整，使得电流通过电器后的零线电压与电源火线电压相位差为180度，从而实现正常工作。
二、电路结构单火线取电电路的结构相对简单，主要由电源、开关、负载和电容器或电感器组成。
1. 电源：电源是提供电流的来源，通常为交流电源。
2. 开关：开关用于控制电路的通断，可以选择手动或自动开关。
3. 负载：负载是电路中消耗电能的设备或电器，如照明灯具、家电等。
4. 电容器或电感器：电容器或电感器用于调整电流的相位差，以使电路正常工作。
三、应用领域单火线取电电路在各个领域都有广泛的应用，以下为几个常见的应用领域：1. 家居装修：单火线取电电路在家庭装修中的应用非常普遍，能够极大地简化电线的布局，并确保安全供电。
2. 电力设备：许多大型电力设备也采用单火线取电电路，可以有效减少线缆的使用和维护成本。
3. 消费电子：一些小型电子产品，如手机充电器、电视机和电脑等，也采用了单火线取电电路，提供便捷的电源供应方式。
4. 工业控制：在一些工业控制系统中，单火线取电电路可以简化电设备的电源布线，并提供稳定可靠的电源供应。
四、安全注意事项在使用单火线取电电路时，需要注意以下安全事项：1. 确保电源的稳定性和可靠性，使用符合标准的电源设备。
单火线电源设计范文
单火线电源设计范文1.确定电源需求:首先，需要确定电源的负载需求。
这包括电源的输出电压和电流需求，以及稳定性和效率要求等。
2.选择变压器:根据电源的需求，选择适当的变压器。
变压器可以将市电的高电压变换为适合负载的低电压。
在单火线电源设计中，通常使用带有中性点的变压器。
3.设计整流电路:变压器的低压端输出交流电。
为了获得直流电，需要使用整流电路。
在单火线电源设计中，常使用整流桥，它将交流电转化为直流电。
整流桥由四个二极管组成，可以实现正半周和负半周的整流。
4.过滤电路设计:由于整流产生的直流电还存在纹波（即交流成分），需要添加过滤电路来减小纹波并提高电源的稳定性。
常用的过滤电路包括电容滤波和电感滤波。
根据实际情况选择适当的过滤电路。
5.设计稳压电路:稳压电路可以提供输出电源的稳定性，以适应负载的变化和供电波动。
常使用线性稳压器或开关稳压器来实现稳压功能。
线性稳压器简单易用，但效率较低；开关稳压器效率较高，但设计和调试难度较大。
6.添加安全保护功能：为了保护电源和负载，可以添加一些安全保护功能，如过流保护、过压保护和过温保护等。
这些保护功能可以通过使用适当的电路元件或额外的保护电路来实现。
7.进行电路调试和性能测试:完成电路设计后，需要进行电路调试和性能测试。
确保电源输出符合要求，并检查电路是否正常工作。
此外，还可以进行一些性能测试，如效率测试、稳定性测试和负载能力测试，以评估电源的性能水平。
通过以上步骤，可以设计出一个基本的单火线电源。
然而，在实际应用中，还需要考虑电源的功耗、功率因数和电磁干扰等问题，并采取相应的措施来改进电源的性能。
因此，根据实际需求和特定的应用场景，可能还需要对电源进行进一步的优化和改进。
单火线电源设计
取电方案（二）
方案二:超微功耗电源转换器取电法
市场上出现一些一体化的小体积微功 耗单火 线电 源模块 （如可控硅专用型PI-3V3-B4 ， 继电器专用 型PI-05V-D4等） ， 由于其专业化程度比较高 、性 能稳定 、无需调试 ， 能够满足各类负载功率（如 : 小 功率LED灯 、大功率电器等） 及负载类型（包 括阻性 、容性 、感性负载 ， 如白炽灯 、荧光灯 、节 能灯 、LED灯 、节能灯等） 的应用要求 ， 特别是可
零火线概念及应用
零火线智能开关: 零火线是指进入墙壁开关中的输入线有 两根 ， 一根火线 ， 另一根零线， 直接连接到开关 ， 因此墙壁开关上有两根输入线 ， 即输入火线和输入零线 ， 开关中的电
因此可以合并 ， 但有时为了接线方便也可分开 ， 表面上看两进两出是四线 ， 但实质是三
线 ， 因此俗称三线制。
路控制一根火线的通断后 ， 输出一火线去连接负载 ， 输入零线与输出零线为同一根线，
适用性广: 火零线的开关相对于单火线来说价格更 优惠 ， 性能更稳定性 ， 但因需要零线， 所以一般的已经装修好的房子很难更 换 ， 需要重新布线才能实； 适用于新装修的房子比 较合适 。 不管是单火线还是火零线的开关 ， 各有千秋 ， 用户可根据实际情况 、实际用途 进行选择。
单火线开关设计
文档整理时间： 20170508
负载不允 许短路
单火线开关示例
单火线取电的产生
由于国内外普通传统机械墙壁开关盒 大多为 单火线 布线（ 为节省 成本没 有预设 “多余的 ”零线） , 而在智能家居升级实现智能化改造时往 往要求 新型智 能开 关能直接代换旧有的机械墙壁开关 无需重 新布线 , 为了解决这个难题 , 所以新 型电子智能开关都必须要求采用单火 线供电 方式 , 其核心就是单火线取电技
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型电子智能开关都必须要求采用单火线供电方式，其核心就是单火线取电技术。
单火线概念及应用
单火线开关：和传统开关布线完全相同，指进入墙壁开关中的输入线仅只是一根火线， 而另一根输入零线不经过开关，直接连接到负载，因此墙壁开关上只有一根输入线，即 输入火线， 开关中的电路控制这根火线的通断后，输出一火线去连接负载，这样一进一 出，俗称二线制。现有的住宅及写字楼大部分只布了单火线，用户选购时请特别留意只
能选择该类开关。
适用性广：单火线的产品，可用于任何布线的场合，对于已经装修完成且仅有一根火线 的住宅，只能选用该类智能开关，可直接更换掉墙面的普通开关来实现对家庭灯光、电 动窗帘、空调的控制。
零火线概念及应用
零火线智能开关：零火线是指进入墙壁开关中的输入线有两根， 一根火线，另一根零线， 直接连接到开关，因此墙壁开关上有两根输入线，即输入火线和输入零线， 开关中的电 路控制一根火线的通断后，输出一火线去连接负载，输入零线与输出零线为同一根线， 因此可以合并， 但有时为了接线方便也可分开，表面上看两进两出是四线，但实质是三 线，因此俗称三线制。
单火线开关设计
文档整理时间：20170508
单火线开关示例
负载不允 许短路
单火线取电的产生
由于国内外普通传统机械墙壁开关盒大多为单火线布线（为节省成本没有预设 “多余的”零线），而在智能家居升级实现智能化改造时往往要求新型智能开 关能直接代换旧有的机械墙壁开关无需重新布线，为了解决这个难题，所以新
镇流器类型），不失为智能家居厂家开发智能开关
的一种捷径，从而快速突破单火线取电的技术瓶颈 而将开发重点转移到产品智能化设计上面来。
单火线电源模块系列PI-3V3-B4
单、零火线个人理解
出火线 零线 进火线 I2 零线 I2 I1 I1 开关 I1 控制开关 MCU 控制器 零火线可以看做是两个回路，一个 由I2构成的回路，用于给控制产品 进行供电，I1是开关和灯构成的回 路，两个回路相当于并联，I2回路 电流大小不影响I1，带载能力由控 制开关决定。
单火线示意图
适用性广：火零线的开关相对于单火线来说价格更优惠，性能更稳定性，但因需要零线， 所以一般的已经装修好的房子很难更换，需要重新布线才能实；适用于新装修的房子比 较合适。 不管是单火线还是火零线的开关，各有千秋，用户可根据实际情况、实际用途 进行选择。
单火线设计难点
1、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；
取电方案（一）
方案一：变压器电源变换取电法
其实现方式是先将主回路电流整流，再经电子 变压器进成DC-DC转换取出直流电作为控制电流 。变压器电源变换取电方案的优点是：成品较低。
取电方案（一）
电阻或电容配件主要是优点就是开发技术难度 较低；但是一方面因为外加电容体积及外加电 阻自身发热的问题，外加电容或电阻只能提供 比较有限的电流，无法保证某些中高档电子开
一个0.1微法左右的电容或68K左右的电阻， 由于外
加电容或电阻的交流旁路作用，流过节能灯或LED灯 的电流比较小，因而可以避免部分节能灯或LED灯闪 烁
SC201应用之单火取电照明灯开关控制
三路单火取电电路
取电方案（二）
市场上出现一些一体化的小体积微功耗单火线电
方案二: 超微功耗电源转换器取电法
I2 零火线 MCU 控制器 控制开关 I2 零线 单火线取电：控制器和开关并联， 然后经过灯到达零线，当开关断 开时，会有电流流过灯到达零线， 电流过大时会影响灯的工作状态， 也就是我们所说的闪灯现象，此 设计的开发难点：在于控制器的低 功耗以及取电。
关（如Zigbee 智能开关等）的自身供电电流足
够，因而兼营的灯具比较有限，另一方面从安 因为变压器转换方式效率很低功耗较高，不能控制 小功率的负载，方法是在节能灯或LED灯的两端并接 装的角度来说不太方便，需要额外拉线驳接这
个电容或电阻配件，这将增加了安装的难 度而
影响了消费体验，所以目前极少用在中高档智 能开关产品中，只是在市场上的一些普通的低 档单火线开关中比较常见。
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。
2、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）。
解决方案
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 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。目前市场 上一些单火线电子开关的取电方式主要有两种：
源模块 （如可控硅专用型PI-3V3-B4，继电器专用
型PI-05V-D4等），由于其专业化程度比较高、性
能稳定、无需调试，能够满足各类负载功率（如 ：小 功率LED灯、大功率电器等）及负载类型（包
括阻性、容性、感性负载，如白炽灯、荧光灯、节
能灯、LED灯、节能灯等）的应用要求，特别是可 以接各种日光 灯（包括传统电感镇流器、新型电子