单火线电源设计
单火线电源设计
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
单相消防应急电源系统控制器设计方案
单相消防应急电源系统控制器设计方案引言社会生活的现代化对供电的要求越来越高，许多大型建筑尤其是公共建筑设施如机场、高速公路、隧道、商场、办公大楼、展览中心等，一旦供电系统产生突发故障，会产生许多意想不到的状况，给人们正常的生产生活造成恶劣影响，甚至带来人员伤亡。
电力故障突发性强，往往不以人们的意志为转移。
在这种情况下，备用电源就显得异常重要。
《高层民用建筑设计防火规定》，《民用建筑电器设计规范》就严格规定：“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时损坏。
一级负荷重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源”[1][2]。
消防应急电源，专门为消防设备和一级负荷或照明用电设计，它是建筑物内出现紧急情况下，为疏散照明提供集中供电的应急专用电源设备。
1 系统的原理和组成应急电源也称EPS，全称是Emergency Power Supply。
消防应急电源是用于消防，允许短时电源中断的应急电源装置。
作为消防应急电源系统，当建筑物发生火灾时，为疏散照明和其它重要的一级供电负荷提供集中供电，消防应急电源系统组成如图1所示，主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置等部分。
其中逆变器是功率核心，主要采用SPWM（正弦脉宽调制）技术。
整流器的作用是将交流电变成直流电，实现对蓄电池智能充电以储存能量。
逆变器的作用则是将蓄电池储存的直流电变换成工频交流电，供给负载设备稳定持续的电力。
互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换。
系统控制器对整个系统进行实时监控，可以发出声光报警信号，同时可通过串行口（RS485总线或CAN 总线）与计算机或Modem连接，上位机采用组态软件MCGS实现对供电系统的微机监控和远程监控。
工作原理如图2所示。
在正常情况时，由交流市电经过互投装置给重要负载供电，当交流市电断电后，互投装置将立即切换至逆变器供电方式，启动逆变器给负载装置供电，供电时间由蓄电池的容量决定，当市电电压恢复时，将由应急电源供电恢复为市电供电[3][4]。
基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计
• 192•基于单火线取电技术，设计了一种智能开关，用于替代传统的机械开关，通过网络控制实现开关的操作，硬件系统用乐鑫ESP8266芯片作为主控处理器，使用芯片内置无线射频电路以WIFI 的形式进行网络通信，设计了单火线取电模块，围绕主控电路设计了可控硅控制模块、过载保护模块等；并开发了配套手机APP 软件和服务器后台控制程序，能够很好的实现实时远程控制的预期功能，具有良好的用户生态交互。
由于网络的不断发展，WIFI 技术得到了广泛的应用，而随着物联网技术的普及，智能家居设备逐渐走进了千家万户，人们更加喜欢使用网络开控制电器的使用，这使得智能开关越来越受欢迎，同时也使家庭中原有装设的传统机械开关使用频率越来越低。
伴随着技术的进步，可以预见的是传统的机械开关面板将要逐渐的被物联网的智能开关所替代，正在走向智能控制的时代。
但目前大部分电子智能开关的供电方式为零火线供电，需要在设备上接入两根线，这种按照的方式有别于只需要接一根火线的传统机械开关，需要重新对家庭照明布线，这造成了在安装的过程中费时费力的问题，因此无法大规模推广使用对于这种情况，本文提出并设计一种基于ESP8266的单火线智能开关控制系统，能够直接替代机械开关，可以通过网络控制，支持接入多种负载，用户交互性好，成本低，系统稳定程度高。
1 系统方案图1 系统总体设计2 硬件设计2.1 主控电路ESP8266芯片是一款定位于智能家居设备的芯片，由乐鑫公司研发并生产，这款芯片提供了完美的无线网络的解决方案，芯片内置32位CPU ，可以作为产品中的主控处理器，并且自身集成了其他芯片都不具备的网络通讯功能，得益于小体积以及极简外设电路的优势，在设计PCB 时可以保证布局占用的面积最小。
ESP8266 内置了固件化的协议栈，其中主要包括 Wi-Fi Direct （P2P ）、802.11b/g/n 、Soft-AP 协议栈以及内置TCP/IP 协议栈，极大的简基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计河南理工大学电气工程与自动化学院 李晨婉 孙艺铭 牛兴才 张 丽图2 芯片外设电路图本系统主要由以ESP8266为核心的智能开关、服务器平台、手机App 三部分组成，其中，智能开关可以通过WIFI 通信的方式连接到互联网，从而使设备与云端服务器通信，服务器作为一个数据转发的中枢，将接收到的信息中转给需要的设备，将智能开关的状态发送给手机App ，同时也将用户的控制信息下发给智能开关，而App 主要是安装在手机上，用户进行交互，实时传达用户的控制指令，智能开关中的处理器经过对信息的处理，通过可控硅元件控制电气的控制，形成了一个完整的控制通讯体系。
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。
单火线开关底板PCBA方案
【前言】随着近几年来智能家居行业的迅速发展，越来越多的智能家居生产企业、尤其那些品质至上的行业龙头品牌企业，在经过无数测试及长期比较后，直接选择了成熟稳定的单火线技术方案来开发单火线开关，以节省开发时间。
在此感谢众多老客户长期以来的支持与厚爱，您的信任源于我们：专门做单火，做得更专业。
我们唯有更加努力提供更好的优质产品给广大客户。
本着精益求精、持续创新的宗旨，优化升级了单火线方案，采用普通继电器，性价比高于磁保持继电器，适用大小功率灯具，避免“鬼火”闪烁，有效降低了单火线开关的BOM成本、开发成本、生产成本，大大增强了应用产品的市场竞争力。
一、方案概述本单火线继电器底板PCBA方案支持1-4路控制的单火线开关，是开发高品质大功率单火线智能开关优选的成熟稳定方案。
主要升级优化：1）性能进一步提升：兼营更多种类、更小功率灯具，如灯丝灯、灯带灯等2）功耗进一步降低：典型功耗小于2.3mW(@Vout1=3.3V带载200uA时），空载功耗趋近“零”mW。
3）成本进一步降低：外围元器件明显减少，BOM成本、开发成本、生产成本有效降低。
二、方案特色：1）适合主流灯具：如LED灯泡、节能灯、日光灯、荧光灯、灯丝灯、LED灯带、钨丝灯等。
2）告别单火闪烁：采用先进的单火线技术,内外无需电池,拒绝“伪”单火线,不用“防闪”配件。
3）内外无需电池。
如果采用大容量电池来带Zigbee或者蓝牙模块，用不了几个月就需要换一次电池，费力又费钱。
4）不用“防闪”配件。
如果在灯具两端增加防闪“适配器”，那是“伪单火”，安装麻烦，失去了单火线本身“直接替换”的便利性。
5）安装无需改线：直接安装替换传统开关,无需重新布线。
6）兼营传统双控：一个智能开关和一个原有传统机械双控开关联动实现总体双控。
智能开关无需改动原有布线，轻松实现双控或多控功能。
只需要一个智能开关，即刻实现传统双控开关智能化，迅迪电子-单火线专家，专门做单火，做得更专业。
单火线开关设计详解
单火线开关设计详解一、单火线开关的设计原理单火线开关的原理是通过控制电流的通断来实现电路的开关功能。
它通常由两个主要部分组成：一个触点和一个控制装置。
触点是一个可操纵的金属片，当其被触发时，会与另一个金属片接触或离开接触，从而控制电流的通断。
控制装置可以是手动操纵的开关，也可以是自动的传感器。
1.安全性：单火线开关必须能够可靠地切断电路，以防止电流造成任何危险。
因此，触点必须是高可靠性的材料，不易受到腐蚀或磨损。
2.耐久性：单火线开关通常需要经受频繁的操作，所以它必须具有足够的耐久性，即能够经受起伏不定的电流负载和频繁的操作压力。
3.外观设计：单火线开关通常被安装在可见的位置，因此它的外观设计也是重要的，应该具有美观和耐用的外壳。
二、单火线开关的注意事项1.功率限制：单火线开关的设计和选型应根据需要承载的电流负载来进行。
如果电流负载过大，开关的接触点容易受损，导致触发起火。
因此，在设计和使用单火线开关时必须注意电流负载的功率限制。
2.电气隔离：单火线开关的接触点应具有良好的电气隔离功能，以防止触点接触时发生电弧故障。
此外，开关的外部材料也应具有良好的绝缘性能，以防止外部环境对开关的影响。
3.操作力：单火线开关的操作力应适中，既要确保开关的稳定性，又要方便用户的使用。
太硬的操作力可能使用户感到不舒适，而太软的操作力则可能导致误触发。
4.舒适性：单火线开关的设计应重视用户的使用体验，比如开关按钮的大小、形状和手感等。
这些细节对用户的使用感受有很大的影响，因此需要在设计中予以考虑。
5.安装要求：在安装单火线开关时，需要确保它与电路的连接牢固可靠，以避免电流过载或短路。
此外，还应注意开关的防水、防尘等特性，以满足不同环境的使用需求。
总结：单火线开关是一种常用的电气配件，它的设计和使用需要考虑很多因素。
安全性、耐久性和外观设计是设计该开关的关键要点。
使用时要注意功率限制、电气隔离、操作力、舒适性和安装要求等因素。
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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 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，有很多的解决办法 出现，但有些还是比较复杂，电路成本也 上一些单火线电子开关的取电方式主要有两种：
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 变压器进成DC-DC转换取出直流电作为控 。变压器电源变换取电方案的优点是：成
单、零火线个人理解
进火线
I1
MCU 控制器
出火线
控制开关 I2
单火线示意图
零线
单火线取电：控制器和开关并 然后经过灯到达零线，当开关 开时，会有电流流过灯到达零 电流过大时会影响灯的工作状 也就是我们所说的闪灯现象， 设计的开发难点：在于控制器 功耗以及取电。
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 源模块 （如可控硅专用型PI-3V3-B4，继 型PI-05V-D4等），由于其专业化程度比 能稳定、无需调试，能够满足各类负载功 ：小 功率LED灯、大功率电器等）及负 括阻性、容性、感性负载，如白炽灯、荧 能灯、LED灯、节能灯等）的应用要求， 以接各种日光 灯（包括传统电感镇流器 镇流器类型），不失为智能家居厂家开发 的一种捷径，从而快速突破单火线取电的 而将开发重点转移到产品智能化设计上面
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 零线
I1 I1 开关I1
控制开关
I2
I2 MCU
控制器
I 2
零火线示意图
零火线可以看做是两个回路，一
由I2构成的回路，用于给控制产 进行供电，I1是开关和灯构成的 路，两个回路相当于并联，I2回 电流大小不影响I1，带载能力由 制开关决定。
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
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， 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， 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 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， 线，因此俗称三线制。
取电方案（一）
电阻或电容配件主要是优点就是开发技术
较低；但是一方面因为外加电容体积及外
阻自身发热的问题，外加电容或电阻只能
比较有限的电流，无法保证某些中高档电
关（如Zigbee 智能开关等）的自身供电
够，因而兼营的灯具比较有限，另一方面
因为变压器转换方式效率很低功耗较高， 装的角度来说不太方便，需要额外拉线驳
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 “多余的”零线），而在智能家居升级实现智能化改造时往往要 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 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
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 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 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 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；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 硅等）。的难
小功率的负载，方法是在节能灯或LED 影响了消费体验，所以目前极少用在中高
灯的两端并接
能开关产品中，只是在市场上的一些普通
一个0.1微法左右的电容或68K左右的电 档单火线开关中比较常见。
阻， 由于外
SC201应用之单火取电照明灯开 关控制
三路单火取电电路