单火线取电技术
单火线取电电路原理_V2.0版本
单火线取电电路原理（V2.0版本）关键词摘要：两线制单火线智能家居无线遥控触摸感应 ZigBee智能开关单火线取电技术单火线电源模块 PI-3V3-B4单线进出的两线制电子开关（以下简称为单火线电子开关）有着广阔的应用前景：一方面它可以直接代换家居中非常普及的墙壁开关，安装和代换都很方便；另一方面还可以方便地实现遥控或智能控制（如智能家居中的ZigBee智能开关，具有无线线遥控、触摸感应等功能）。
然而，正因为只有单线进出，在开关闭合时，开关两端电压几乎为零，电子开关的自身供电难以解决；况且又由于开关所控制的负载不确定性，使得这个问题难上加难。
单火线开关的供电应用了单火线取电技术，一般是分成两部份来实现对控制电路的供电：关态供电（关态取电）和开态供电（开态取电），下面分别加以说明:1.关态供电（灯不亮，待机供电）：在关灯的时候，即可控硅截止不导通的状态下主要是由微功耗电源模块PI-3V3-B4来实现取电的（参以下电路原理图），单火线电源模块PI-3V3-B4负责把220V的电网电压变成3.3V的稳定的低压直流输出。
从图1的路径中看到，市电电网电源从零线（N）通过灯负载（LAMP）经过整流二极管D5，然后串入了限流电阻R1加到电源模块PI-3V3-B4的高压输入脚(IN)，由电源模块的公共接地端（GND）经桥式整流器（D1-D4）中的一个二极管（D1）回到电网的火线端（L）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（OUT）就有了3.3V的稳定直流电压输出供给控制电路（如控制芯片、无线模块等）使用。
有些朋友会问：既然称为单火线开关是不是不需要零线都能工作，其实“单火线”是相对电子开关盒来说的（只需要接入火线到开关盒中，不需要接入零线到开关盒中）,对整个电路来说，实际上也是经过零火线来工作的，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烁发光现象，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。
单火线取电
目录：一、电路特性二、电路原理三、单火线另一种方式--------------------------------------------------------------------------------------------------------开关工作时需要的瞬间电流至少要2mA（315MHz）、30mA（zigbee），自身待机电流50uA以下。
一、电路特性（1）采用电流互感器来升压，巧妙解决了自身供电难题。
（2）采用二极管限幅，又解决了因为负载电流变化而影响电路自身电源不稳定的问题，可以驳接感性负载和容性负载。
（3）自身压降小功耗低。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------二、电路原理电路左端AB端为单线进出端，和负载串联后接在220V市电上；右边CD端是电子开关的电源低压供电端。
单向可控硅SCR作为负载控制通断的开关。
微型变压器B1是解决电子开关导通时自身电源的供给。
二极管D1D2并接在变压器的初级，将初级电压限制在0.7V左右，防止微型变压器初级线圈烧坏，也可以防止负载电流过大而造成输出电压过高。
当开关处于截止状态时：可控硅截止，此时市电通过全桥Q1整流，再通过R1分压后给电子开关提供低压直流电，保持待机电源供给。
当开关处于导通状态时：可控硅导通，负载得电正常工作。
负载回路有电流流过，必然有电流流过变压器的初级线圈。
由微型变压器升压，然后通过全桥Q2整流后，同样能给电子开关提供低压直流电。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、单火线另一种方式--------------------------------------------------------------------------------------------------------。
Zigbee智能开关和单火线取电技术
ZigBee智能开关和单火线取电技术【关键词摘要】ZigBee智能开关免布线单火线取电技术单火线电源模块PI-3V3-B4 PI-05V-D4 电子开关触摸开关ZigBee智能开关，是基于ZigBee协议而设计的智能开关，主要用于家庭常用灯具、电器的开关。
与普通智能开关相比，它具有自组网功能，无需对码学习，简单易用；并且与主机配合，即可通过手机、电脑、平板电脑、ipad等移动终端，实时查看并远程操控家中灯光、电器的开关（即使远在离家千里以外的地方，也能随意切换开关）。
实现无线布控，用户可以远程操控开关的启闭，具有成本低、操作简单、稳定性高、抗干扰能力强、电力损耗小，散热速度快，使用寿命长、维修方便、安全性好等优点，在室内布置后，房间里所有的灯都可以在每个开关上控制，并且房间里所有电灯的状态会在每一个开关上显示出来（实现对远程灯光状态双向信息的查询和反馈功能）。
ZigBee智能开关应用广泛，适用于家庭、办公、医院和酒店等场合，是当前智能开关的主流。
ZigBee智能开关通常分为1 开、2 开、3 开，支持触摸控制，支持遥控控制，支持智能远程控制，并带状态反馈功能。
单火线ZigBee智能开关是在ZigBee协议基础上开发的由单火线供电的开关，它是ZigBee技术与单火取电技术的完美结合。
单火取电技术解决了智能家居电子开关的“免布线”安装问题。
由于国内的墙壁开关布线都只是一根火线，而现在一般智能家居的开关是零火线开关，需要两根线给它供电，安装智能家居开关就需要重新布设零线，装修好的房子就不方便安装智能家居开关。
而采取单火取电技术，就可以解决这个难题。
单火线取电技术的难点在于：在灯具关闭时，单火智能开关是和灯具串联后接入电网的，所以流过智能开关和灯具的电流大小是一样的，电流小就会导致智能开关电路不能工作，如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪烁等问题，这个难题一直是国内外限制单火线（单极）智能开关发展的最主要技术瓶颈，成熟稳定的单火线供电技术是有效突破这个技术瓶颈的必要手段。
单火线取电电路原理
目前二线制无零线输入电子墙壁开关除供电电路之外的其它电路如控制电路、驱动元件等的供电大多采用在开关关闭时由关态供电电路在电力线路的电压回路中取电的方法即关态供电方法其电路称为关态供电电路以及在开关开启时由开态供电电路在电力线路的电流回路中取电的供电方法即开态供电方法其电路称为开态供电电路。
关态供电方法一般采用阻容降压整流滤波或变压器降压整流滤波当开关关闭时由于开关的控制电路需要维持正常待机工作会消耗较小的功率而在开关开启的瞬间开关消耗较大的功率用继电器作为开关的驱动元件更是如此。
即使控制电路及微控制器在开关关闭时的待机功耗很低为了保证开关的正常开启需要较大的关态供电电流大于等于开关的最大工作电流否则开关开启的瞬间电压迅速下降使得控制电路不能继续正常工作。
因此在开关关闭时仍有较大的待机电流流过开关当负载为节能灯或日光灯时灯具会发生闪烁现象。
为了不使灯具闪烁有的采用在负载两端并联阻容元件作为负载连接器的方法这就增加了安装难度使电子开关难以推广。
基于以上问题本文提供了一种用于二线制电子开关的供电电路在开关关闭时给控制电路提供很小的电流用以维持待机工作开关开启的瞬间先由控制单元控制关态供电单元提供较大的工作电流给控制单元和驱动元件使开关开启然后转入开态供电状态。
当开关关闭时控制单元控制关态供电单元提前进入大电流工作状态迅速补充开关关闭瞬间控制单元和驱动元件消耗的功率使电源滤波电容两端的电压维持在额定值。
有效地解决了负载灯具闪烁的问题。
供电电路如图1所示包括开态供电单元、关态供电单元及稳压滤波单元其特征在于关态供电单元还包括瞬态电流控制电路开关开启的瞬间先由控制单元的控制端口发出控制信号给与其相连的瞬态电流控制电路瞬态电流控制电路通过稳压滤波单元提供较大的工作电流给控制单元和驱动元件再由控制单元控制驱动元件使开关开启转入开态供电状态。
当开关关闭时控制单元控制关态供电单元提前进入大电流工作状态迅速补充开关关闭瞬间控制单元和驱动元件消耗的功率使电源滤波电容两端的电压维持在额定值然后瞬态电流控制电路维持很低的电流供控制单元进入休眠待机状态时使用。
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。
单火线取电技术
单火线取电技术【关键词摘要】单火线ZigBee 智能家居智能开关无线遥控开关触摸开关单火线取电单火线供电变压器电源变换超微功耗电源转换器PI-3V3-B4 PI-05V-D4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术。
单火线取电技术的难点在于，在灯具关闭时，单火智能开关是和灯具串联后接入电网的，所以流过智能开关和灯具的电流大小是一样的，电流小就会导致智能开关电路不能工作，如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪烁（俗称“鬼火”）等问题。
单火线智能开关的DC供电电源(或者电源模块)设计需要重点考虑两个问题：一方面尽可能的降低待机功耗: 减小待机电流，避免出现灯关后闪烁或者微亮；另一方面是单火线的取电问题: 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、ZigBee芯片、继电器或者可控硅等)。
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：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。
其缺点是：电路稳定性较差，生产调试非常困难且不良品较高，另外负载兼营性也是非常有限：因为变压器转换方式效率很低（有些人标示为85%，实际测试一般为35%左右）功耗较高，带节能灯或LED灯可能会出现关不断的现象而出现闪烁现象，所以不能控制小功率的负载。
单火线取电电路原理
目前二线制无零线输入电子墙壁开关除供电电路之外的其它电路如控制电路、驱动元件等的供电大多采用在开关关闭时由关态供电电路在电力线路的电压回路中取电的方法即关态供电方法其电路称为关态供电电路以及在开关开启时由开态供电电路在电力线路的电流回路中取电的供电方法即开态供电方法其电路称为开态供电电路。
关态供电方法一般采用阻容降压整流滤波或变压器降压整流滤波当开关关闭时由于开关的控制电路需要维持正常待机工作会消耗较小的功率而在开关开启的瞬间开关消耗较大的功率用继电器作为开关的驱动元件更是如此。
即使控制电路及微控制器在开关关闭时的待机功耗很低为了保证开关的正常开启需要较大的关态供电电流大于等于开关的最大工作电流否则开关开启的瞬间电压迅速下降使得控制电路不能继续正常工作。
因此在开关关闭时仍有较大的待机电流流过开关当负载为节能灯或日光灯时灯具会发生闪烁现象。
为了不使灯具闪烁有的采用在负载两端并联阻容元件作为负载连接器的方法这就增加了安装难度使电子开关难以推广。
基于以上问题本文提供了一种用于二线制电子开关的供电电路在开关关闭时给控制电路提供很小的电流用以维持待机工作开关开启的瞬间先由控制单元控制关态供电单元提供较大的工作电流给控制单元和驱动元件使开关开启然后转入开态供电状态。
当开关关闭时控制单元控制关态供电单元提前进入大电流工作状态迅速补充开关关闭瞬间控制单元和驱动元件消耗的功率使电源滤波电容两端的电压维持在额定值。
有效地解决了负载灯具闪烁的问题。
供电电路如图1所示包括开态供电单元、关态供电单元及稳压滤波单元其特征在于关态供电单元还包括瞬态电流控制电路开关开启的瞬间先由控制单元的控制端口发出控制信号给与其相连的瞬态电流控制电路瞬态电流控制电路通过稳压滤波单元提供较大的工作电流给控制单元和驱动元件再由控制单元控制驱动元件使开关开启转入开态供电状态。
当开关关闭时控制单元控制关态供电单元提前进入大电流工作状态迅速补充开关关闭瞬间控制单元和驱动元件消耗的功率使电源滤波电容两端的电压维持在额定值然后瞬态电流控制电路维持很低的电流供控制单元进入休眠待机状态时使用。
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国内的开关布线都是一根火线，智能家居的开关需要一根线单独给它供电，这样就需要两根线，安装智能家居就需要重新布线，装修好的房子就不能安装智能家居，有的厂家为了解决这个难题，采取单火取电技术。
单火线取电技术的难点在于，在灯具关闭时，单火智能开关是和灯具串联后接入电网的，所以流过智能开关和灯具的电流大小是一样的，电流小就会导致智能开关电路不能工作，如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪光或白炽灯关闭时有红丝等问题。
还有负载类型变化也会引起电流的变化，从而导致开关控制电路工作不稳定等，单火电源干扰造成无线电遥控距离近不稳定等。
单火智能开关因其工作环境的特殊性，对待机和工作能耗的要求更是苛刻，所以，微功耗单火待机和工作电源电路的研发难度非常大，到目前为止这仍是国内外限制单火线（单极）智能产品发展的最主要技术瓶颈。
博力恒昌公司研发生产的Z i g b e e智能开关单火取电技术已被攻克。
这意味着博力恒昌科技已经成为全球首家Z i g b e e单火智能开关提
供商。
实用新型公开了一种单火线取电装置，连接于火线与控制系统之间，包括并行的闭态取电模块和通态取电模块；所述闭态取电模块由串接的全波整流和隔离变电压器构成，所述通态取电模块为双MOS管取电器。
本方案采用全波整流、隔离电压器闭态取电、双MOS管通态取电，使得取电性能大大提升，在控制小功率节能灯和日光灯方面表现出色，不会出现闪灯、开关断电等情况；其取电更稳定，能获取的闭态工作电流更大。
相比零火取电更加节能和高效，在安装上更是零火取电不能企及的。