单火线取电智½开关设计经验
关键词摘要：超微功耗
灯控开关
单火线开关
智½家居
智½开关
遥控开关
WIFI
触摸开关 两线制开关
前言
随着智½家居的快速发展，
单火线智½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½化控制(如声控开关，触摸开关，红外线遥控开关，人½感应开关，手机控制
WIFI
智½开关等)。并且，½内外普通家庭大多为单火线布线，在升级实现智½
化改造时往往要求新智½开关½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½照明开关½必须要求采用单线制(2
Wire
两线制)的
单火开关。
根据工½原理可知，凡是电子智½照明开关本身½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½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½正常工½，如果待机输入电流
特别是
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。
高阻抗的电子节½灯和
LED
灯(例如: 高效节½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½灯(LED 灯)会闪烁的原因
电子开关为什么接½½灯不会闪烁，
而接节½灯和
LED
灯就会闪烁呢？这与节½
由于电子开关是用电子电路组
灯(或
LED
灯)以及电子开关的自身构造½有关系：
单火线取电智½开关设计经验
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½灯(或
LED
灯)。
由于电子节½灯(或
LED
灯)内部电路结构的特殊性，
即
½流过节½灯(或
LED
灯)的电流很小，
也会½节½灯产生不同程度的闪烁现象。
以下分析其中原因：节½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
½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，½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½灯内部
的电子电路就会恢复工½而½节½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。这样，我们就会
看到灯闪或微亮现象。
这一闪烁现象的间隔与流过的电流及节½灯(或
LED
灯)的内部电路结构密切相
关，
很难进行具½量化(如：
多少瓦数以上的灯不会闪烁，
哪些类型的灯不会闪烁)。
经过对大量各品牌不同厂家的节½灯进行实际测试，发现引起节½灯闪烁的电流
单火线取电智½开关设计经验
从
20
微安至
100
微安不等。有一些节½灯在电流小于
10
微安以下时½还会出现
闪烁或者微亮的现象,另外灯闪烁与否与实际灯的标称功率瓦数也没有直接的绝
对关系（如: 测试发现有些１W 甚至更小的灯½不会闪烁或微亮，而有一些
5W
的灯却会出现闪烁或微亮）
。
所以，微功耗单火待机和工½电源电路的研发难度非常大，到目前为止这仍是½
内外限制单火线（也称:
2 wire,单极,两线）智½开关发展的最主要技术瓶颈。我
们唯一可以做的就是: 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。
单线制智½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½可½的降½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，继电器或者可控硅等)。由于电子
开关工½时取电是通过开关断开时的两端压差来取电的，½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，½有些还是比较复杂,电路成本也较高,比如现在市场上一些
二线制电子开关的控制电路的供电电路（或电源模块）采用的方式有:
1、
方式一: 电子开关（触摸开关、声光控开关、人½感应开关等）中的开关
通过电容降压再用稳压管稳压的方
元件的开态和断态情况下由同一电路供电，
式给控制电路提供直流电源，在断态时，由于控制电路消耗的电流也是电子开
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关主回路的电流，所以电子开关主回路的电流必须比较大，如果接上小功率的
灯泡，灯丝就会发红，接上节½灯可½会出现关不断的现象，所以此类两线制
电子开关大多数不½控制小功率的负½½，同时用电容降压，如果电流较大，电
容的发热非常严重，这样就会给产品留下很大的故障隐患。
2、
方式二: 将开态和断态的时由不同的电路供电，其实现方式是先将主回路
电流整流，再取出部分直流电½为控制电流。其缺点是对整流器件要求高、且
发热严重，限制了负½½功率的提高,不适用于较大功率灯具。上述两种电源模
块，½解决了电子开关断态时供电电流较大的问题，½对于电子开关控制的负
½½的功率范围、稳定性及其电源½换效率方面，还是存在一定的不足。
另外，东莞市迅智电子公司今年初研发推出的
PI
系列超小型一½化电源模
块
,
其 输 入 电 压 范 围 非 常 ½
(6V-380V)
、 输 出 功 率 较 大
(
可 选
:
50mA,160mA,350mA)、输出电压可选(3V,3.3V,5V,6V,9V,12V
等),灯具负½½范围½
(1W-3000W)、功耗½发热较小。可以为控制电路(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)提供稳定的工½电源。该产品的优点是
抛弃现有二线制开关通过开态供电路和断态供电路结合的方式供电，而是利用此
电源模块的超½电压输入特点(确保无论开灯或者关灯时½½实现稳定供电)，保
证了电子开关的安全稳定，电源模块电路的½换效率较高，在电子开关断态时，
½换效率达到
80%以上并且主回路上的电流较小，可以带绝大多数节½灯而不出
现烁或者微亮现象。此系列超小型一½化电源模块可以根据实际控制电路需要
（如，
是采用专用
IC
还是采用
MC;是采用红外接收还是 RF
遥控，
是采用继电器
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还是可控硅,....等等,不同的控制电路所需要的工½电压和工½电流不一样）来选
用,如标准型的有
PI-03V-B3,PI-05V-B3,PI-06V-B3,PI-09V-B3,PI-12V-B3
等，经济
型的有
PI-03V-P3,PI-05V-P3
等。附上应用(三路两线遥控智½开关)电路原理图，
供参考。
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