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本篇闡述單火開關(guān)開態(tài)取電電路的基本構(gòu)成、工作原理，在進(jìn)入文章之前，
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開態(tài)取電電路
開態(tài)的定義：燈具處于”打開”的狀態(tài)，即開燈
開態(tài)取電電路：用于在開燈狀態(tài)下，通過(guò)該回路攝取一部分電流給后端系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓
開關(guān)電路：用于控制燈具通斷的電子開關(guān)器件，達(dá)到控制通斷的目的
開關(guān)器件方案：可控硅、單穩(wěn)態(tài)繼電器、磁保持繼電器、MOS管
當(dāng)燈具處于”開態(tài)”時(shí)，市電電壓基本落在燈具兩端，開態(tài)取電電路與開關(guān)電路串聯(lián)在燈具回路中，開關(guān)電路處于吸合狀態(tài)，火線和燈線之間的電壓差接近于零，此時(shí)閉態(tài)取電回路失效，故通過(guò)開態(tài)取電電路在燈具串聯(lián)回路中設(shè)計(jì)了一條取電回路。
開態(tài)取電電路可以理解為在燈具處于”開態(tài)”的每一個(gè)交流電周期T中，需要攝取一部分時(shí)間t0用來(lái)給智能開關(guān)系統(tǒng)供電，剩余的T-t0時(shí)間給燈具供電，這種取電方式稱為”分時(shí)取電”。在t0時(shí)刻，Q1處于斷開狀態(tài)，后端系統(tǒng)進(jìn)行取電，將開態(tài)取電電路和開關(guān)電路串聯(lián)在回路中；在T-t0時(shí)刻，Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，能量全部提供給燈具進(jìn)行正常工作，后端系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能器件維持供電，此時(shí)開態(tài)取電電路被”開路”，其電路簡(jiǎn)化模型如下圖。
開態(tài)取電電路常用電路方案參考
1) 可控硅取電方案
2) MOS管取電方案
MOS管取電方案可分為半波整流取電、全波整流取電；其框架下的常用的控制電路方案有如下幾種：
a). 開態(tài)取電專用電源控制IC，例如晶豐明源的BP8009；
b). 穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓取電，通過(guò)該電壓和基準(zhǔn)電壓構(gòu)成比較電路進(jìn)行輸出電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋，對(duì)MOS管進(jìn)行動(dòng)態(tài)斬波取電；
c). 穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓取電，通過(guò)時(shí)基芯片(例如NE555)產(chǎn)生一個(gè)固定頻率、占空比的定時(shí)PWM，對(duì)MOS管進(jìn)行固定占比斬波取電。
下面以磁保持繼電器作為開關(guān)電路、MOS管半波整流取電、通過(guò)比較器進(jìn)行斬波控制的取電電路方案為案例，其應(yīng)用參考電路如下：
當(dāng)無(wú)線通信SOC系統(tǒng)收到”開燈”信號(hào)，無(wú)線通信SOC系統(tǒng)輸出激勵(lì)信號(hào)給到K1_ON，將磁保持繼電器K1設(shè)為吸合狀態(tài)，此時(shí)開態(tài)取電電路開始工作。
取電工作路徑：零線->燈泡->K1->D1->C1充電(D3、R1、C3組成穩(wěn)壓電路)，輸出Vout1->PGND->保險(xiǎn)絲F1->火線
若K1在市電負(fù)半周零點(diǎn)電壓相位開始閉合，市電電壓從零線經(jīng)過(guò)燈泡、K1后，通過(guò)二極管D1進(jìn)行半波整流給到電容C1充電，Vout1電壓開始上升，由D3、R1、C3組成穩(wěn)壓電路，將輸出電壓Vout1穩(wěn)定在預(yù)設(shè)電壓范圍，經(jīng)二極管D2隔離后得到Vout2電壓給到后端系統(tǒng)供電；C1、C3為儲(chǔ)能器件，當(dāng)取電電路被”旁路”后，通過(guò)該器件給后端系統(tǒng)續(xù)能。
燈具開態(tài)工作路徑：零線->燈泡->K1->Q2導(dǎo)通->保險(xiǎn)絲F1->火線
當(dāng)輸出電壓Vout1達(dá)到預(yù)設(shè)值后，比較器U1的1腳電壓高于基準(zhǔn)電壓3腳，此時(shí)比較器U1輸出腳Pin4 從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，將MOS管Q2導(dǎo)通，燈具變”亮”開始正常工作。后端系統(tǒng)在該過(guò)程中通過(guò)儲(chǔ)能器件C1、C3進(jìn)行續(xù)能，C1、C3上的能量被消耗，故Vout1電壓下降；在比較器輸出高電平期間， Q3也會(huì)被打開，基準(zhǔn)電壓3腳從Vref1電壓下降為Vref2電壓；當(dāng)U1的1腳電壓下降到低于基準(zhǔn)電壓Vref2，比較器U1輸出翻轉(zhuǎn)為低電平，進(jìn)行下一輪的取電。
