单火线电源模块
单火线智能开关电路原理图(三路继电器版)_V3.3
R11
VCC
8
16
14
ห้องสมุดไป่ตู้
L3 C10
10
D10
VCC1
FET
Driver Module XD-KC024
VCC1
控制接口
L 火线（进） 接火线(公共进线) 注：图中L,L1,L2,L3通常指火线，当然也可指零线
EMI元件选项: 如果需要过EMI传导认证那么需要加入电路中的C6与L3, 如果不需要过传导，那么C6不装，L3直接短路即可。
单火线智能开可，严禁转载！） L1 火线出(1) 接第一路负载
L1
L2 火线出(2) 接第二路负载
D2
L2
L3 火线出(3) 接第三路负载
D4
L3
R1
L1
PM1
FET
U1 L2 VCC 4
VDD
DCIN
GND
D5 C1 D6 C2
说明： 1)K1,K2,K3: 继电器 2) Q3: 场效应管（FET） 3) D9: 二极管(一只或多只）： 4)U4: 复位IC(含有至少三个引脚：电源供电端、复位信号输出端、公共地端)或电路 5)PM1: 电源模块或集成电路(含有至少三个引脚：输入、输出、公共地）或分立元件电源电路。如PI-05V-D4等，也可以是其他分立元件组成的电路) 6)U3: 带使能端控制的DC/DC 降压芯片或电路 7)TVS1: 稳压二极管或电压抑制器 8)C6,L3：组成LC滤波电路（根据EMI需要选用） 9)J1(控制接口): 连接到由MCU(或AVR,或ARM,或其他控制芯片等)和射频芯片、触摸电路等组成的控制系统。 10)U2（驱动模块或集成电路：其中包括FET驱动、继电器驱动等。如XD-KC024等，也可以是其他分立元件组成的驱动电路）
单级电路拓扑的电源模块
单级电路拓扑的电源模块单级电路拓扑的电源模块是一种常见的电源设计，其结构简单、效率高，适用于各种不同的应用场景。
以下是单级电路拓扑的电源模块的主要组成部分及其功能：1.输入滤波器输入滤波器用于减小电源输入的谐波和电磁干扰(EMI)，同时防止电源对电网产生不良影响。
滤波器通常由电感和电容组成，可以吸收和消除谐波和干扰。
2.开关元件开关元件是电源模块的核心部分，用于控制电流的通断。
常见的开关元件包括晶体管、可控硅等。
通过控制开关元件的通断，可以实现电压和电流的调节，以满足不同设备的用电需求。
3.输出滤波器输出滤波器用于减小电源输出的谐波和EMI，提高电源的输出质量。
滤波器通常由电感和电容组成，可以吸收和消除谐波和干扰。
同时，输出滤波器还可以防止电源对连接的设备产生不良影响。
4.变压器变压器是实现电压转换的关键元件，可以根据需要改变电压的大小。
通过改变变压器的匝数比，可以实现升压或降压的目的。
在单级电路拓扑的电源模块中，变压器用于实现电压的调节，以满足不同设备的用电需求。
5.控制电路控制电路是电源模块的重要组成部分，用于控制开关元件的通断时间和频率。
控制电路通常由微控制器、逻辑门电路等组成，可以通过检测输入和输出电压、电流等参数，实现对电源模块的自动调节和控制。
同时，控制电路还可以实现过流保护、过压保护等功能，保证电源模块的安全运行。
总之，单级电路拓扑的电源模块包括输入滤波器、开关元件、输出滤波器、变压器和控制电路等组成部分。
这些部分协同工作，实现了电源的稳定输出和调节，满足了不同设备的用电需求。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的电源模块，并对其进行合理的调试和优化，以保证其性能和稳定性。
ZigBee智能开关的单火线电源解决方案
[关键词摘要] ZigBee 智能开关 智能家居 单火线取电 单火线供电 无线遥控开关 触摸开关 单火线解决方案 单火线电源模块 PI-3V3-B4一、智能开关简介智能开关，通常指微功耗单火线遥控开关或触摸开关，是一种新型的电子式墙壁开关系列产品。
它采用单火线取电技术，接线方式简单与普通墙壁开关完全相同，可与普通墙壁开关兼容、互换（真正实现免布线）；具有多种电子功能(开关、调光、定时、群控、场景等)，多种操控方式(触摸式、声光控、无线遥控、人体感应等)，可以满足多种场合、人群的不同需要。
它负载兼容性强，可以开关控制包括节能灯在内的各种电工或照明电路负载；可以满足白炽灯泡、节能灯、荧光灯、卤素灯、LED灯、吊扇（或电扇、排气扇）等的开关、定时控制工作。
它采用微功耗工作方式，开关流畅、谐波极小，符合节能环保的理念。
智能开关控制对象是照明、家电、门窗、防盗等全套电器，控制任务可以任意设置和改变，可以实现全开、全关、定时程控、场景设置等复杂操作功能，为人们提供了方便、舒适、时尚、节能的生活方式。
智能开关一般由中央控制系统、信息传感器、终端执行器（开关驱动装置），并采用信息总线、网络、有线载波、无线电等方式通信相连接而进行工作。
现在主流的控制方式是远程无线控制, 比如RF射频技术(315MHZ, 433MHZ对码开关)、IR红外技术、WIFI技术、蓝牙技术和ZigBee技术等，ZWAVE智能开关(868MHZ)，以及ZIGBEE智能开关(2.4G)等, 由于ZigBee技术具有通讯距离长、穿墙能力较强、发射功耗较低的特点，比较适合智能家居应用场合，成为智能开关的主流控制方式。
智能开关的技术难点: 由于单火线开关取任意一点电都是要流过灯具的（如下图），所以当开关的耗电量大于约为220V/50uA左右的时候，当电量达到灯具内部电容充电需求的时候，形成瞬间电流，一个小功率W数灯，比如2W的LED，就势必出现闪烁。
单火线电源设计-
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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； 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。
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 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 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。
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大家应该也有点累了, 稍作休息
大家有疑问的, 可以询问和交流
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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。
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取电方案（一）
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 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
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SC201应用之单火取电照明灯开关控制
15V-380VDC超宽电压输入电源模块
15V-380VDC 超宽输入电压范围电源模块PE-12V-B4 规格书版本：4.0.1概述：该产品为超低功耗、超宽电压范围输入的DC-DC 电源模块，具有宽输入电压、转换效率高、体积小、高低温度特性好、带负载能力强等功能。
该电源模块以较小的积积为您提供十分优异的性能,普遍适用于非隔离型家电产品和工业控制产品等。
产品特性：• 超宽输入电压范围： 输入工作电压范围15V-380VDC ，适应各种电网环境的应用； • 超低功耗：典型待机功耗小于6mW(带载100uA 时),满足对功耗极其严格产品的需要；• 大输出电流：输出最大电流150mA(大电流可以定制),可满足低功耗大电流产品应用要求； • 高效率：电源最大效率>65%,能效利用率远高于工频变压器与阻容降压； • 超小体积: 可放入对体积要求比较严格的产品。
产品应用：• 超宽电压输入范围的工业控制所用的辅助电源（如动力车系统、光伏系统、UPS 不间断电源、EPS 应急电源、光伏逆变器、风光互补控制器、动力电池保护板、BMS 电池管理系统等的DC-DC 转换供电模块）；• 可用于非隔离供电产品的应用(如小家电之非隔离低压电源等)；• 可替代低效率的阻容降压供电电路(如白色家电，智能电表，自动化仪表电源等)； • 低功耗要求电器的待机电源(如绿色环保节能型电器之超低功耗待机电源等)；• 可用于对电源功耗要求极其苛刻的单火线智能家居产品(如单火线取电智能开关等)。
型号说明：PE-12V-B4PE ： 产品类型PI = 内部集成LDO PE = 内部不集成LDO12V ： 输出电压，可选 3V,3.3V,5V,6V,9V,12V (可根据客户要求定制)B ： 产品级别（依输出电流大小等参数分类）: P-普通版,B-标准版,Z-增强版; D-单火开关继电器版本 4： 设计版本: 4-版本4.0引脚说明：引脚编号功能描述备注1 直流电压输入2 地(GND)3 内部LDO输入滤波电容禁止该脚对地短路,否则可能导致模块永久性损坏4 电压输出规格参数：极限参数：项目极限值输入电压400VDC输出电流180mACin电压16VDC工作温度-40 ~ +85°C说明：实际应用中超过上述极限值可能会导致电源模块的永久性损坏，在产品设计中请注意。
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。
单火线模块PI-3V3-B4
PI-3V3-Ｂ4 宽电压 微功耗电源模块规格书版本：4.0.3概述：该产品为本公司研发的第四代超低功耗、超宽范围输入的DC —DC 电源模块，具有转换效率高、体积小、高低温度特性好、带负载能力强, 短路保护等功能。
该电源模块以较低的生产成本为您提供十分优异的性能,普遍适用于非隔离型家电产品和智能家居产品等。
产品特性：• 超低功耗：典型待机功耗小于5mW(带载100uA 时),满足对功耗极其严格产品的需要；• 大输出电流：输出最大电流200mA ,可满足低功耗大电流产品应用要求； • 宽输入电压： 输入工作电压范围13~380VDC ，适应各种电网环境的应用； • 低输出纹波：内部集成LDO 电路，使得输出纹波更小；• 高效率：电源最大效率>65%,能效利用率远高于工频变压器与阻容降压； • 保护功能： 过流与输出短路保护；• 超小体积: 可放入对体积要求比较严格的产品。
产品应用：•可用于对电源功耗要求极其苛刻的单火线智能家居产品(如单火线取电智能开关等)；• 可用于非隔离供电产品的应用(如小家电之非隔离低压电源等)；• 可替代低效率的阻容降压供电电路(如白色家电，智能电表，自动化仪表电源等)； • 低功耗要求电器的待机电源(如绿色环保节能型电器之超低功耗待机电源等)。
型号说明：PI-3V3-B4PI ： 产品类型PI = 内部集成LDO PE = 内部不集成LDO3V3：输出电压，可选3V;3.3V;5V; 6V; 9V; 12V (可根据客户要求定制)P：产品级别（依输出电流大小等参数分类）: P-普通版,B-标准版,Z-增强版; 4：设计版本: 4-版本4.0引脚说明：引脚编号功能描述备注1 直流电压输入2 地(GND)3 内部LDO输入滤波电容禁止该脚对地短路,否则可能导致模块永久性损坏4 电压输出规格参数：极限参数：项目极限值输入电压400VDC输出电流220mACin电压13VDC工作温度-40 ~ +85°C说明：实际应用中超过上述极限值可能会导致电源模块的永久性损坏，在产品设计中请注意。
想要轻松改造智能开关，如何选择单火线电源很关键！
产业聚焦电子产品世界想要轻松改造智能开关，如何选择单火线电源很关键！广州金升阳科技有限公司上期（注：《电子产品世界》2021年10月期）我们介绍旧改中关于智能开关的改造方案时，推荐了单火线控制方案。
那么如何轻松改造出智能开关，选对单火线电源很关键。
本期我们将讲解单火线控制方案的原理，以及这种方案的技术难点及其解决方案。
图１ 单火线智能开关由于LED 和单火线电源处于串联关系，要求在LED 不工作时（以下简称关态），单火线电源的工作电流小（LED 无微亮，即无“鬼火”），且能输出稳定电压，保证后端控制系统正常工作；在LED 工作时（以下简称开态），单火线电源不能影响LED 正常工作（即无“频闪”），且能输出稳定电压，保证后端控制系统正常工作。
图２ 单火线电源的技术难点1 要点一：单火线电源采用超低待机功耗的降压电路目前，多用超低待机功耗的降压电路将市电转化为设定的输出电压，以供后端控制系统正常工作，同时不会导致LED 出现“鬼火”现象。
图３ 关态工作原理如图3所示，降压电路经LED 接入零线和火线，由于LED 内部等效一个电容并联一个电阻负载，相当于一个电阻串联在母线上，降压电路正常工作给后端控制系统供电。
在关态时，需要重点关注LED 是否存在“鬼火”现象（LED 微亮）。
“鬼火”现象出现的原因为：由于LED 与降压电路串联在零火线之间，当降压电路需要的输入电流过大，则流进LED 的电流同样增大，就会导致LED 短暂工作，出现微亮现象。
针对该问题，市面上已有部分厂家能把单火线电源的待机功耗做到几个毫瓦。
金升阳的非隔离LSF01-K5BxxSS 系列结合外围电路可满足全球输入电压范围（85～264 V AC ），在这个输入工作电压范围内能维持超低待机功耗，稳定输出电压5 V 、12 V 等，其待机功耗约为5.2 mW 。
2 要点二：关注单火线电源应用电路的功耗问题如何平衡取电能力和不能频闪，常见解决方案为可控硅和继电器两种方案。
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单火线电源模块PI-3V3-Ｂ4规格书
版本：4.0.4
概述：
该产品为本公司研发的第四代超低功耗、超宽范围
输入的DC—DC电源模块，具有转换效率高、体积小、高低
温度特性好、带负载能力强,短路保护等功能。
该电源模
块以较低的生产成本为您提供十分优异的性能,广泛应用于
单火线智能家居开关及其他非隔离型家电产品。
产品特性：
•超低功耗：典型待机功耗小于5mW(带载100uA时),满足对功耗极其严格产品的需要；
•大输出电流：输出电流高达200mA,可满足低功耗大电流产品应用要求；
•宽输入电压：输入工作电压范围13-380VDC，适应各种电网环境的应用；
•低输出纹波：内部集成LDO电路，使得输出纹波更小；
•高效率：电源最大效率>65%,能效利用率远高于工频变压器与阻容降压；
•保护功能：过流与输出短路保护；
•超小体积:L18*W9.5*H15.5mm，可放入对体积要求比较严格的产品。
产品应用：
•可用于对电源功耗要求极其苛刻的单火线智能家居产品(如单火线取电智能开关等)；
•可用于非隔离供电产品的应用(如小家电之非隔离低压电源等)；
•可替代低效率的阻容降压供电电路(如白色家电，智能电表，自动化仪表电源等)；
•低功耗要求电器的待机电源(如绿色环保节能型电器之超低功耗待机电源等)。
型号说明：
PI-3V3-B4
PI：产品类型
PI=内部集成LDO
PE=内部不集成LDO
3V3：输出电压，可选3V;3.3V;5V;6V;9V;12V(可根据客户要求定制) P：产品 （依输出电流大小等参数分类）:P- 版,B- B版,Z- 强版;
4：设计版本:4-版本4.0
引脚说明：
引脚编号功能描述备注
1直流电压输入
2地(GND)
3内部LDO输入滤波电容禁止该脚对地短路，否则可能导致模块永久性损坏！
4电压输出
规格参数：
电气参数：
所差异。
注1：当模块关断后将进入超低功耗模式，其输入电流将小于8uA.典型应用电路
1.基本应用
2.单火线电路基本应用
元件选择：
R1限流电阻,具体需根据输入电压范围与输出电流而定.
C1滤波电容,建议使用0.47uF~100uF电解电容,具体需根据输入电压范围与输出电流而定.
C2选用47uF/25V电解电容。
C3输出滤波电容，建议使用47uF~220uF.
Z1对于12V以下输出模块最大不超过12V；对于12V输出模块最大不超过15V.
注：如果对静态电流要求相对比较严的情况下，建议C1~C3尽量选用漏电流比较小的电容. EMC解决推荐电路
如果需要应用于电磁兼容恶劣的环境下建议使用以上电路。
为了解决EMI而 加了L1,C5，其中L1建议使用470uH左右电感量。
注：
1.在应用电路中如果对浪涌电压有一定要求那么建议在输入端加入MOV等防雷器件用于保
护。
2.为了防止模块在异常后保护后电路，建议在输出端并联一个TVS管或稳压二极管。
3.模块3脚(Cin)在使用过程中请尽量避免对地短路，否则可能导致模块永久性损坏。
待机测试电路：
说明：以上数据在直流260V输入，输出3.3V下测得,因测试仪器或测试环境不同，可能测试数据会有所差异。
注：因模块输出为空载时输入电流可能变化较大，所以使用在单火开关电路时建议输出带100uA 左右负载下测试。
产品特性曲线图
1.输入电压VS输入电流
2.输入电压VS输出电流(输入电压在低电压段时的输出曲线)
警告：
因该模块为非隔离宽电源供电电源模块，其中将涉及到高电压，为了你的人身与设备安全，在上电测试过程中强烈要求使用交流隔离电源来供电!。