單火線智能開關的控制示意圖如下:
單火線智能開關的技術難點: 由于單火線開關取任意一點電都是要流過燈具的,所以當開關的耗電量大于約為220V/50uA左右的時候,當電量達到燈具內部電容充電需求的時候,形成瞬間電流,一個小功率W數燈,比如2W的LED,就勢必出現閃爍。因為2W的燈,它點亮的電流很小=2W/220V=9mA。這就是俗稱的“鬼火”,也就是燈具在關閉狀態下的閃爍現象。
對于需要遠程控制的無線遙控智能開關,勢必需要更多的電量,又要平衡“鬼火”問題,所以這個就是單火線取電的難點。開關工作時需要的瞬間電流至少要2mA (315MHz)或 30mA(ZigBee). 所以對于電流需求偏大的ZigBee開關產品,單火線取電就更為困難。
為了獲得理想的單火線電源解決方案,經過多年的基礎研究和技術攻關,東莞迅迪電子有限公司研制推出了一系列適合于單火線智能開關產品使用的小型化模塊電源。
低功耗小功率電源主要應用于智能家居的執行單元(如智能開關,智能插座)或小型的控制器中,在此領域內應用的電源通常是 AC/DC(DC/DC) 小功率產品,最小的應用需求可能在 1W 以內,功能稍復雜的產品可能用到 2W-5W 的電源產品。對產品的要求有如下幾個方面:(1)小體積,方便安裝于標準外殼內;
(2)超低功耗,降低產品的待機功耗或智能開關的“鬼火”現象
(3)效率高,發熱低;
(4)故障率低, 質量穩定可靠是產品的首要因素。
該系列產品為SIP4腳插針結構的超小型DC/DC (AC/DC) 電源,其尺寸為L18*W9.5*H15.5mm,為業內該類型電源較小體積。其特點由于采用了先進的電路結構,成本得到了很好的控制,非常適合運用在智能開關等智能家居產品中大量廣泛應用,目前已經成功應用于多個智能家居產品中,如智能插座(零火線)、智能開關(單火線)等。
PI系列超小型一體化智能家居單火線電源模塊,其輸入電壓范圍非常寬(13V-380V) 、輸出功率較大( 200mA)、輸出電壓可選(3.3V,5V等),燈具負載范圍寬(1W-3000W)、功耗低發熱較 小。可以為控制電路(如專用控制IC,MCU,紅外接收頭,RF遙控模塊,ZigBee模塊,藍牙模塊,繼電器或者可控硅等 )提供穩定的工作電源。
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產品特點:
● 超寬輸入電壓:13-380VDC
● 輸出保護功能:短路和過流保護
● 高效率:電源最大效率>65%;
● 大電流:輸出最大電流200mA;
● 低功耗:輸出空載時功耗小于5mW;
● 內部集成LDO電路:穩定輸出5V電壓(3.3V/3V),無需要外部另加穩壓IC電路
● 超小體積:L18*W9.5*H15.5m
[附]參考應用電路原理圖
元件選擇:
R1限流電阻,具體需根據輸入電壓范圍與輸出電流而定.
C3濾波電容,建議使用0.47uF-100uF電解電容,具體需根據輸入電壓范圍與輸出電流而定.
C4選用47uF/25V電解電容。
C1輸出濾波電容,建議使用47uF-220uF.
結語:PI-3V3-B4系列微功耗單火線電源模塊為眾多的智能家居企業開發智能開關提供理想、便利的單火線電源解決方案,單火線取電模塊或單火線供電模塊,適用于ZigBee觸摸開關等產品,有效解決了小功率節能燈、LED燈、日光燈等關燈后閃爍的難題。
采用成熟穩定的單火線供電技術和 ZigBee 技術,解決了現有技術中功耗高、成本高、組網能力差、傳輸距離短、安全性低、兼容照明燈具少等技術問題。ZigBee智能開關內部裝有單火線取電模塊(如3-300W可控硅專用型PI-3V3-B4,3-3000W繼電器專用型PI-05V-D4 XD-KC024等)來實現單火線輸入,布線方法與傳統開關相同,安裝方便,無需鑿墻,不用改動任何線路,直接替換原有墻壁普通機械開關。在智能開關內部置入ZigBee模塊(如CC2530等),可以無限自由組網,能夠將所有家電融合到系統中,從而實現通過手機APP、電腦、ipad等移動設備控制家中所有燈光、電器,并且能夠實時顯示燈具及電器被控制的真實狀況。
采用成熟穩定的的單火線取電技術的智能開關具有如下特點:
1.單火線控制,直接替換原有墻壁普通機械開關,無需重新布線,直接替換傳統86開關,無需另接零線,無需改動燈具任何線路,可手控也可遙控,相互無影響,安裝簡單,快捷安全;
2.超低的待機功耗,待機時燈具無閃爍現象;
3.大幅度兼容常用照明燈具(如LED燈、節能燈、日光燈、白熾燈,熒光燈、鎢絲燈等),不必外部駁接接電容電阻等配件;
4.采用多路供電技術,待機功耗更小,并且供電不分主次,有效避免了有一路燈具損壞而導致整個開關產品不能使用的情況發生;