一种蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路

专利名称：一种蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010285360.6

专利申请（专利权）人：刘冰冰
权利人地址：浙江省温州市瓯海区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器

专利发明（设计）人：刘冰冰,周文俊,谢作敏,刘希真

专利摘要：本发明涉及一种墙壁开关单控电路，特别是单火线蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路。本发明墙壁开关单控电路包括晶闸管或继电器主开关及驱动电路、直流稳压电路、降压斩波电路、电容式触控电路、LED状态指示电路和蓝牙或zigbee模块电路。由于直流供电系统电路设计科学，待机电流小，避免了小LED灯关断后出现“鬼火”现象；由于在直流电源中插入降压斩波电路，带负载能力显著提高，有效解决了小型LED灯无法与蓝牙或zigbee模块电路配网和继电器无法带小功率负载技术难题，大大扩展了智能开关的应用范围。

主权利要求：
1.一种蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，包括主回路及串设在主电路中的主开关元件、主开关驱动电路、直流稳压电源电路及电容触摸和蓝牙输出电路，所述主回路的两端分别为与火线连接的火线连接端和与负载连接的负载连接端，所述直流稳压电源电路为主开关驱动电路和电容触摸和蓝牙输出电路提供工作电源，所述主开关驱动电路控制所述主开关元件的通断，其特征在于：所述直流稳压电源电路包括高直流电源电压VCC1和低直流电源电压VCC3一高一低两组稳压电源电路，所述高直流电源电压VCC1为直流供电系统提供电源，低直流电源电压VCC3为控制电路、驱动电路提供电源；所述直流稳压电源电路包括单端反激式开关电源电路和一高一低两组整流滤波稳压电源电路，所述火线连接端和负载连接端之间的输入交流电压经过桥式整流后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈为具有中心抽头的次级线圈，所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1为直流供电系统提供电源，所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3为控制电路、驱动电路提供电源；所述单端反激式开关电源电路包括单相整流电路DS1、滤波电感L1、滤波电容C2、正反馈电阻R6、正反馈电容C6、第二光电耦合器OP2、第二开关MOS管V2、第一上偏置电阻R4、第一下偏置电阻R5及变压器T1，所述火线连接端Lin和负载连接端L1之间的输入交流电压经过限流电阻R2、单相整流电路DS1整流及由滤波电感L1、滤波电容C2组成的LC滤波单元滤波后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述变压器T1的初级线圈经过第二开关MOS管V2的漏极、源极连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和地端之间，所述第一上偏置电阻R4连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和第二开关MOS管V2的栅极之间，所述第一下偏置电阻R5连接在第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端，所述变压器T1的正反馈线圈的反馈电压经过所述正反馈电阻R6、正反馈电容C6组成的正反馈支路输入至第二开关MOS管V2的栅极；所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3；所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1，阈值稳压二极管VZ1的阴极与所述高直流电源电压VCC1之间还连接有充电二极管VD1；所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出同时经过二极管D4、限流电阻R16、第二光电耦合器OP2输入端与电源地端连接，所述第二光电耦合器OP2输出端连接在所述第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端构成稳压控制电路。
2.根据权利要求1所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：
所述高直流电源电压VCC1正极与三端稳压器的输入端VCC2之间设置有降压直流斩波及斩波驱动电路；所述降压直流斩波及斩波驱动电路包括降压直流斩波单元、斩波脉冲发生单元和脉冲封锁电路单元，所述脉冲封锁电路单元的输出控制所述斩波脉冲发生单元的斩波脉冲输出，所述斩波脉冲发生单元输出的斩波脉冲控制所述降压直流斩波单元；所述墙壁开关单控电路还设有振荡封锁电路，所述振荡封锁电路输入端与所述电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接，所述振荡封锁电路输入端与降压直流斩波及斩波驱动电路的输入端，控制所述斩波脉冲发生电路。
3.根据权利要求2所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：
所述降压直流斩波单元包括第一开关管V3、第二开关管V4、第二上偏置电阻R6、第二下偏置电阻R7、微分电阻R8、微分电容C8及续流二极管VD4、平波电感L2及第三反相器，所述第一开关管V3为P沟道MOS管，第二开关管V4为N沟道MOS管，所述第一开关管V3的源极与高直流电源电压VCC1正极连接，第一开关管V3的漏极经过平波电感L2与三端稳压器的输入端VCC2连接，第一开关管V3的栅极经过第二下偏置电阻R7、第二开关管V4漏极、源极至直流电源的地端，所述第二上偏置电阻R6并接在第一开关管V3的源极和栅极上，所述微分电阻R8与微分电容C8的串联支路一端与第一开关管V3的栅极连接，另一端与第三反相器的输入端连接，所述第三反相器的输出端与第二开关管V4的栅极连接，所述第三反相器的输入端为所述降压直流斩波单元的斩波脉冲输入端。
4.根据权利要求3所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：
所述斩波脉冲发生单元包括第一振荡电阻R9、第二振荡电阻R10、振荡二极管VD5、振荡电容C9、第一反相器、第二反相器，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与第三反相器的输入端连接，所述第一振荡电阻R9及第二振荡电阻R10和振荡二极管VD5的串联支路并联在所述第一反相器的输入端和输出端之间，所述振荡电容C9连接在所述第一反相器的输出端与直流电源的地端之间，所述第一反相器的输入端为所述斩波脉冲发生单元的控制信号输入端。
5.根据权利要求2所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：
所述振荡封锁电路包括封锁二极管VD6、封锁三极管V5、封锁电阻R11，振荡开通电阻R12，所述封锁电阻R11经过封锁三极管V5集电极、发射极连接在低直流电源电压VCC3的正极和地端之间，所述封锁二极管VD6阳极连接在所述封锁三极管V5的集电极上，阴极作为所述振荡封锁电路的控制信号输出端，所述开通电阻R12一端与封锁三极管V5的基极连接，另一端与电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：
所述高直流电源电压VCC1正极与三端稳压器的输入端VCC2之间设置有稳压二极管VZ2。
7.根据权利要求1‑6任一项所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：所述主开关元件为双向晶闸管VT1，所述主开关驱动电路包括第一限流电阻R2、第二限流电阻R3、第一光电耦合器OP1、第一开关MOS管V1、阈值稳压二极管VZ1、抗干扰电容C1、抗干扰电阻R1，所述抗干扰电容C1和抗干扰电阻R1并联在双向晶闸管VT1的第二阳极和门极之间，所述第一限流电阻R2、第一光电耦合器OP1输出端及阈值稳压二极管VZ1的串联支路并联在火线连接端和双向晶闸管VT1的门极之间；所述第二限流电阻R3与第一光电耦合器OP1输入端及第一开关MOS管V1串联后连接在所述低直流电源电压VCC3两端，所述电容触摸和蓝牙输出电路的输出端与第一开关MOS管V1的栅极连接构成所述主开关驱动电路。
8.根据权利要求1‑6任一项所述的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，其特征在于：所述主开关元件为继电器K1、第三开关管V7和第四开关管V8，所述第三开关管V7和第四开关管V8的源极相连接后与所述直流稳压电源电路的地端连接，所述继电器K1的常开触点K1‑1经所述第三开关管V7和第四开关管V8的漏极连接后的串联支路连接在火线连接端和负载连接端之间构成所述主回路，所述第三开关管V7和第四开关管V8的漏极之间电压经过单相整流电路DS2为降压直流斩波及斩波驱动电路提供输入电源；
所述主开关驱动电路包括第五开关管V9、第六开关管V10、第七开关管V11和放电电阻R16，所述第五开关管V9的源极与所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4连接，源极经过限流电阻R18与三端稳压器的输入端VCC2连接，所述放电电阻R16并联在所述第五开关管V9的源极和栅极之间，所述第五开关管V9的栅极经过第六开关管V10的漏极、源极与所述直流稳压电源电路的地端连接；所述继电器K1的线圈经过第七开关管V11的漏极、源极连接在所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4和地端之间；所述高直流电源电压VCC1正极与所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4之间跨接有静态供电电阻R15；
还设有导通状态直流稳压电路，所述导通状态直流稳压电路包括电压取样稳压管DZ1、限流电阻R13、稳压控制三极管V6、延时电阻R14、延时电容C10及第四反相器，所述电压取样稳压管DZ1负极与高直流电源电压VCC1正极连接，正极经过限流电阻R13与所述稳压控制三极管V6基极连接，所述延时电容C10并接在稳压控制三极管V6的集电极和发射极上，所述第四反相器的输入端与稳压控制三极管V6的集电极连接，所述第三开关管V7和第四开关管V8的栅极相连接后与所述第四反相器的输出端相连接，所述延时电阻R14一端与稳压控制三极管V6的集电极连接，另一端与低直流电源电压VCC3的正极连接。 说明书 : 一种蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路技术领域[0001] 本发明涉及一种墙壁开关单控电路，特别是单火线蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路。背景技术[0002] 随着科学技术高速发展，智能家居逐渐走进各家各户，尤其近期出现蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关，采用语音控制和手机app远程控制，给用户带来了极大的方便和乐趣，深受广大用户，特别是青年人的欢迎。但目前智能墙壁开关普遍存在以下弊端：1、待机状态静态电流偏大，导致小功率灯无法彻底关断，关断状态下仍有微弱灯光存在，俗称“鬼火”现象；2、带负载能力差，由于蓝牙和zigbee电路需要一定的工作电流，因而现有的小功率灯墙壁开关电路无法与网络配网；3、继电器不能带小功率灯，影响了灯具的使用范围；4、晶闸管触发电路不可靠，易损坏；5、抗干扰能力差，易误动作。发明内容[0003] 本发明的目的在于为了克服现有技术存在的不足，提供一种待机电流小且带负载能力强的蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路。[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路，包括主回路及串设在主电路中的主开关元件、主开关驱动电路、直流稳压电源电路及电容触摸和蓝牙输出电路，所述主回路的两端分别为与火线连接的火线连接端和与负载连接的负载连接端，所述直流稳压电源电路为主开关驱动电路和电容触摸和蓝牙输出电路提供工作电源，所述主开关驱动电路控制所述主开关元件的通断，其特征在于：所述直流稳压电源电路包括单端反激式开关电源电路和一高一低两组整流滤波稳压电源电路，所述火线连接端和负载连接端之间的输入交流电压经过桥式整流后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈为具有中心抽头的次级线圈，所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1为直流供电系统提供电源，所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3为控制电路、驱动电路提供电源。[0005] 作为本发明的进一步设置，所述单端反激式开关电源电路包括单相整流电路DS1、滤波电感L1、滤波电容C2、正反馈电阻R6、正反馈电容C6、第二光电耦合器OP2、第二开关MOS管V2、第一上偏置电阻R4、第一下偏置电阻R5及变压器T1，所述火线连接端Lin和负载连接端L1之间的输入交流电压经过限流电阻R2、单相整流电路DS1整流及由滤波电感L1、滤波电容C2组成的LC滤波单元滤波后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述变压器T1的初级线圈经过第二开关MOS管V2的漏极、源极连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和地端之间，所述第一上偏置电阻R4连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和第二开关MOS管V2的栅极之间，所述第一下偏置电阻R5连接在第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端，所述变压器T1的正反馈线圈的反馈电压经过所述正反馈电阻R6、正反馈电容C6组成的正反馈支路输入至第二开关MOS管V2的栅极；所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3；所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1，所述阈值稳压二极管VZ1的阴极与所述高直流电源电压VCC1之间还连接有充电二极管VD1；所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出同时经过二极管D4、限流电阻R16、第二光电耦合器OP2输入端与电源地端连接，所述第二光电耦合器OP2输出端连接在所述第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端构成稳压控制电路。[0006] 作为本发明的进一步设置，所述高直流电源电压VCC1正极与三端稳压器的输入端VCC2之间设置有降压直流斩波及斩波驱动电路，所述墙壁开关单控电路还设有振荡封锁电路，所述振荡封锁电路输入端与所述电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接，所述振荡封锁电路输入端与降压直流斩波及斩波驱动电路的输入端，控制所述斩波脉冲发生电路。[0007] 作为本发明的进一步设置，所述降压直流斩波及斩波驱动电路包括降压直流斩波单元、斩波脉冲发生单元和脉冲封锁电路单元，所述脉冲封锁电路单元的输出控制所述斩波脉冲发生单元的斩波脉冲输出，所述斩波脉冲发生单元输出的斩波脉冲控制所述降压直流斩波单元。[0008] 作为本发明的进一步设置，所述降压直流斩波单元包括第一开关管V3、第二开关管V4、第二上偏置电阻R6、第二下偏置电阻R7、微分电阻R8、微分电容C8及续流二极管VD4、平波电感L2及第三反相器，所述第一开关管V3为P沟道MOS管，第二开关管V4为N沟道MOS管，所述第一开关管V3的源极与高直流电源电压VCC1正极连接，第一开关管V3的漏极经过平波电感L2与三端稳压器的输入端VCC2连接，第一开关管V3的栅极经过第二下偏置电阻R7、第二开关管V4漏极、源极至直流电源的地端，所述第二上偏置电阻R6并接在第一开关管V3的源极和栅极上，所述微分电阻R8与微分电容C8的串联支路一端与第一开关管V3的栅极连接，另一端与第三反相器的输入端连接，所述第三反相器的输出端与第二开关管V4的栅极连接，所述第三反相器的输入端为所述降压直流斩波单元的斩波脉冲输入端。[0009] 作为本发明的进一步设置，所述斩波脉冲发生单元包括第一振荡电阻R9、第二振荡电阻R10、振荡二极管VD5、振荡电容C9、第一反相器、第二反相器，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端连接，所述第一振荡电阻R9及第二振荡电阻R10和振荡二极管VD5的串联支路并联在所述第一反相器的输入端和输出端之间，所述振荡电容C9连接在所述第一反相器的输出端与直流电源的地端之间，所述第一反相器的输入端为所述斩波脉冲发生单元的控制信号输入端。[0010] 作为本发明的进一步设置，所述振荡封锁电路包括封锁二极管VD6、封锁三极管V5、封锁电阻R11，振荡开通电阻R12，所述封锁电阻R11经过封锁三极管V5集电极、发射极连接在低直流电源电压VCC3的正极和地端之间，所述封锁二极管VD6阳极连接在所述封锁三极管V5的集电极上，阴极作为所述振荡封锁电路的控制信号输出端，所述振荡开通电阻R12一端与封锁三极管V5的基极连接，另一端与电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接。[0011] 作为本发明的进一步设置，所述高直流电源电压VCC1正极与三端稳压器的输入端VCC2之间设置有稳压二极管VZ2。[0012] 作为本发明的进一步设置，所述主开关元件为双向晶闸管VT1，所述主开关驱动电路包括第一限流电阻R2、第二限流电阻R3、第一光电耦合器OP1、第一开关MOS管V1、阈值稳压二极管VZ1、抗干扰电容C1、抗干扰电阻R1，所述抗干扰电容C1和抗干扰电阻R1并联在双向晶闸管VT1的第二阳极和门极之间，所述第一限流电阻R2、第一光电耦合器OP1输出端及阈值稳压二极管VZ1的串联支路并联在火线连接端和双向晶闸管VT1的门极之间；所述第二限流电阻R3与第一光电耦合器OP1输入端及第一开关MOS管V1串联后连接在所述低直流电源电压VCC3两端，所述电容触摸和蓝牙输出电路的输出端与第一开关MOS管V1的栅极连接构成所述主开关驱动电路。[0013] 作为本发明的进一步设置，所述主开关元件为继电器K1、第三开关管V7和第四开关管V8，所述第三开关管V7和第四开关管V8的源极相连接后与所述直流稳压电源电路的地端连接，所述继电器K1的常开触点K1‑1经所述第三开关管V7和第四开关管V8的漏极连接后的串联支路连接在火线连接端和负载连接端之间构成所述主回路；[0014] 所述主开关驱动电路包括第五开关管V9、第六开关管V10、第七开关管V11和放电电阻R16，所述第五开关管V9的源极与所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4连接，源极经过限流电阻R18与三端稳压器的输入端VCC2连接，所述放电电阻R16并联在所述第五开关管V9的源极和栅极之间，所述第五开关管V9的栅极经过第六开关管V10的漏极、源极与所述直流稳压电源电路的地端连接；所述继电器K1的线圈经过第七开关管V11的漏极、源极连接在所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4和地端之间；所述高直流电源电压VCC1正极与所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4之间跨接有静态供电电阻R15；[0015] 还设有导通状态直流稳压电路，所述导通状态直流稳压电路包括电压取样稳压管DZ1、限流电阻R13、稳压控制三极管V6、延时电阻R14、延时电容C10及第四反相器，所述电压取样稳压管DZ1负极与高直流电源电压VCC1正极连接，正极经过限流电阻R13与所述稳压控制三极管V6基极连接，所述延时电容C10并接在稳压控制三极管V6的集电极和发射极上，所述第四反相器的输入端与稳压控制三极管V6的集电极连接，所述第三开关管V7和第四开关管V8的栅极相连接后与所述第四反相器的输出端相连接，所述延时电阻R14一端与稳压控制三极管V6的集电极连接，另一端与低直流电源电压VCC3的正极连接。[0016] 与现有技术相比较，本发明蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路通过将其中的直流稳压电源电路采用单端反激式开关电源电路，并在所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈选用具有中心抽头的次级线圈，所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1为直流供电系统提供电源，所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3为控制电路、驱动电路提供电源，以达到在使用小功率等的情况下仍能提供足够的电流为电容触摸和蓝牙输出电路提供工作电源。[0017] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步描述。附图说明[0018] 图1为本发明具体实施例一主开关驱动电路及直流稳压电源电路原理图；[0019] 图2为本发明具体实施例二降压直流斩波及斩波驱动电路原理图；[0020] 图3为本发明具体实施例三主开关驱动电路及直流稳压电源电路原理图；[0021] 图4为本发明电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路原理图。具体实施方式[0022] 本发明蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路包括主回路及串设在主电路中的主开关元件、主开关驱动电路、直流稳压电源电路及电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路。所述主回路的两端分别为与火线连接的火线连接端Lin和与负载连接的负载连接端L1，所述直流稳压电源电路为主开关驱动电路和电容触摸和蓝牙输出电路提供工作电源，所述主开关驱动电路控制所述主开关元件的通断，以接通或断开主回路，为负载（如LED灯）提供电流或切断电流，其中主开关元件可以是采用无触点的电子开关元件或是有机械触点的继电器。所述直流稳压电源电路包括单端反激式开关电源电路和一高一低两组整流滤波稳压电源电路，所述火线连接端Lin和负载连接端L1之间的输入交流电压经过桥式整流后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈选用具有中心抽头的次级线圈，所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为本电路中专用集成电路提供工作电源，所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1为本电路其余部分提供工作电源。下面将以具体实施例对本发明做进一步说明。[0023] 具体实施例一[0024] 如图1所示，本具体实施例蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路包括主回路及串设在主电路中的主开关元件、主开关驱动电路、直流稳压电源电路及电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路。所述直流稳压电源电路包括单端反激式开关电源电路和一高一低两组整流滤波稳压电源电路；所述单端反激式开关电源电路包括单相整流电路DS1、滤波电感L1、滤波电容C2、正反馈电阻R6、正反馈电容C6、第二光电耦合器OP2、第二开关MOS管V2、第一上偏置电阻R4、第一下偏置电阻R5及变压器T1，所述火线连接端Lin和负载连接端L1之间的输入交流电压经过限流电阻R2、单相整流电路DS1整流及由滤波电感L1、滤波电容C2组成的LC滤波单元滤波后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述变压器T1的初级线圈经过第二开关MOS管V2的漏极、源极连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和地端之间，所述第一上偏置电阻R4连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和第二开关MOS管V2的栅极之间，所述第一下偏置电阻R5连接在第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端，所述变压器T1的正反馈线圈的反馈电压经过所述正反馈电阻R6、正反馈电容C6组成的正反馈支路输入至第二开关MOS管V2的栅极。[0025] 所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈选用具有中心抽头的次级线圈，所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3为电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路提供工作电源；所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1为电路其余部分提供工作电源，所述阈值稳压二极管VZ1的阴极与所述高直流电源电压VCC1之间还连接有充电二极管VD1，本具体实施例中，所述高直流电源电压VCC1空载时，为11V，由变压器T1的变比决定，开关导通状态时为12V，由所述阈值稳压二极管VZ1确定；三端稳压器的输入端VCC2设定为4V，三端稳压器的输出端低直流电源电压VCC3设定为3V，这样电压空载损耗小，小功率灯不会出现微亮的情况，同时能满足低压差三端稳压器的要求。[0026] 所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过二极管D4、限流电阻R16、第二光电耦合器OP2输入端与电源地端连接，所述第二光电耦合器OP2优选零电压型晶闸管光耦，所述第二光电耦合器OP2输出端连接在所述第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端构成稳压控制电路。[0027] 所述主回路的两端分别为与火线连接的火线连接端Lin和与负载连接的负载连接端L1，所述主开关元件为双向晶闸管VT1，所述主开关驱动电路包括第一限流电阻R2、第二限流电阻R3、第一光电耦合器OP1、第一开关MOS管V1、阈值稳压二极管VZ1、抗干扰电容C1、抗干扰电阻R1，所述抗干扰电容C1和抗干扰电阻R1并联在双向晶闸管VT1的第二阳极和门极之间，所述限流电阻R2、第一光电耦合器OP1输出端及阈值稳压二极管VZ1的串联支路并联在火线连接端Lin和双向晶闸管VT1的门极之间，所述第一光电耦合器OP1优选零电压型晶闸管光耦。[0028] 所述第二限流电阻R3与第一光电耦合器OP1输入端及第一开关MOS管V1串联后连接在所述低直流电源电压VCC3两端，所述电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路的输出端与第一开关MOS管V1的栅极连接组成的放大电路构成所述主开关驱动电路。[0029] 所述电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路由专用触摸双稳态触发集成电路U4、蓝牙（或zigbee）专用集成电路U5及外围元件构成，如图4所示，当触摸片M有触摸信号后，所述蓝牙（或zigbee）专用集成电路U5上相应的输出端（U1‑U3）输出电平翻转。[0030] 为了确保开关导通状态控制电源有足够的直流供电电流，在上述具体实施例一的基础上，所述高直流电源电压VCC1正极与三端稳压器的输入端VCC2之间优选设置有稳压二极管VZ2，本具体实施例中，稳压二极管VZ2的稳压值选为7.5V。[0031] 具体实施例二[0032] 为了进一步适应小功率灯使用，使得电路在使用小功率灯时，仍然能够为所述电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路提供足够的工作电流，本发明电路可在具体实施例一的基础上，于所述高直流电源电压VCC1正极与三端稳压器的输入端VCC2之间设置降压直流斩波及斩波驱动电路，所述墙壁开关单控电路还设有振荡封锁电路，所述振荡封锁电路输入端与所述电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接，所述振荡封锁电路输入端与降压直流斩波及斩波驱动电路的输入端，控制所述斩波脉冲发生电路。[0033] 如图2所示，本具体实施例中，所述降压直流斩波及斩波驱动电路包括降压直流斩波单元、斩波脉冲发生单元和脉冲封锁电路单元，所述脉冲封锁电路单元的输出控制所述斩波脉冲发生单元的斩波脉冲输出，所述斩波脉冲发生单元输出的斩波脉冲控制所述降压直流斩波单元；所述脉冲封锁电路单元的输入端与所述电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路的输出端连接。[0034] 所述降压直流斩波单元包括第一开关管V3、第二开关管V4、第二上偏置电阻R6、第二下偏置电阻R7、微分电阻R8、微分电容C8及续流二极管VD4、平波电感L2及第三反相器，所述第一开关管V3为P沟道MOS管，第二开关管V4为N沟道MOS管，所述第一开关管V3的源极与高直流电源电压VCC1正极连接，第一开关管V3的漏极经过平波电感L2与三端稳压器的输入端VCC2连接，第一开关管V3的栅极经过第二下偏置电阻R7、第二开关管V4漏极、源极至直流电源的地端，所述第二上偏置电阻R6并接在第一开关管V3的源极和栅极上，所述微分电阻R8与微分电容C8的串联支路一端与第一开关管V3的栅极连接，另一端与第三反相器的输入端连接，所述第三反相器的输出端与第二开关管V4的栅极连接，所述第三反相器的输入端为所述降压直流斩波单元的斩波脉冲输入端。[0035] 所述斩波脉冲发生单元包括第一振荡电阻R9、第二振荡电阻R10、振荡二极管VD5、振荡电容C9、第一反相器、第二反相器，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端连接，所述第一振荡电阻R9及第二振荡电阻R10和振荡二极管VD5的串联支路并联在所述第一反相器的输入端和输出端之间，所述振荡电容C9连接在所述第一反相器的输出端与直流电源的地端之间，所述第一反相器的输入端为所述斩波脉冲发生单元的控制信号输入端。设有降压直流斩波及斩波驱动电路后，所述高直流电源电压VCC1的输入电流和电压的大小与斩波脉冲占空比相关，所述斩波脉冲发生电路输出的斩波脉冲占空比2.5:1‑3.5:1为宜，，本具体实施例中，所述斩波脉冲发生电路输出的斩波脉冲占空比为3:1，当三端稳压器的输入端VCC2设定为4V，电流为12mA时，对应理论上的高直流电源电压VCC1为12V，电流为4mA，小功率灯容易满足要求。[0036] 所述振荡封锁电路包括封锁二极管VD6、封锁三极管V5、封锁电阻R11，振荡开通电阻R12，所述封锁电阻R11经过封锁三极管V5集电极、发射极连接在低直流电源电压VCC3的正极和地端之间，所述封锁二极管VD6阳极连接在所述封锁三极管V5的集电极上，阴极作为所述振荡封锁电路的控制信号输出端，所述振荡开通电阻R12一端与封锁三极管V5的基极连接，另一端（即所述脉冲封锁电路单元的输入端）与电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接。[0037] 具体实施例三[0038] 如图3所示，本具体实施例蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路同样包括主回路及串设在主电路中的主开关元件、主开关驱动电路、直流稳压电源电路及电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路。所述直流稳压电源电路包括单端反激式开关电源电路和一高一低两组整流滤波稳压电源电路；所述单端反激式开关电源电路包括单相整流电路DS1、滤波电感L1、滤波电容C2、正反馈电阻R6、正反馈电容C6、第二光电耦合器OP2、第二开关MOS管V2、第一上偏置电阻R4、第一下偏置电阻R5及变压器T1，所述火线连接端Lin和负载连接端L1之间的输入交流电压经过限流电阻R2、单相整流电路DS1整流及由滤波电感L1、滤波电容C2组成的LC滤波单元滤波后作为单端反激式开关电源电路的电源，所述变压器T1的初级线圈经过第二开关MOS管V2的漏极、源极连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和地端之间，所述第一上偏置电阻R4连接在单端反激式开关电源电路的电源正极和第二开关MOS管V2的栅极之间，所述第一下偏置电阻R5连接在第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端，所述变压器T1的正反馈线圈的反馈电压经过正反馈电阻R6、正反馈电容C6组成的正反馈支路输入至第二开关MOS管V2的栅极。[0039] 所述单端反激式开关电源电路中的变压器T1的次级线圈选用具有中心抽头的次级线圈，所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过第二整流二极管VD3、滤波电容和三端稳压器的整流、滤波及稳压后作为低直流电源电压VCC3为电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路提供工作电源；所述变压器T1的次级线圈的输出经过第一整流二极管VD2和滤波电容C3的整流和滤波后作为高直流电源电压VCC1为电路其余部分提供工作电源，所述阈值稳压二极管VZ1的阴极与所述高直流电源电压VCC1之间还连接有充电二极管VD1，本具体实施例中，所述高直流电源电压VCC1设定为12V，三端稳压器的输入端VCC2设定为4V，三端稳压器的输出端低直流电源电压VCC3设定为3V。[0040] 所述变压器T1的次级线圈的中心抽头输出经过二极管D4、限流电阻R16、第二光电耦合器OP2输入端与电源地端连接，所述第二光电耦合器OP2输出端连接在所述第二开关MOS管V2的栅极和单端反激式开关电源电路的电源地端构成稳压控制电路。[0041] 本蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路还设有降压直流斩波及斩波驱动电路作为主开关驱动电路的工作电源。本具体实施例中，所述降压直流斩波及斩波驱动电路包括降压直流斩波单元、斩波脉冲发生单元和脉冲封锁电路单元，所述脉冲封锁电路单元的输出控制所述斩波脉冲发生单元的斩波脉冲输出，所述斩波脉冲发生单元输出的斩波脉冲控制所述降压直流斩波单元；所述脉冲封锁电路单元的输入端与所述电容触摸和蓝牙（或zigbee）输出电路的输出端连接。[0042] 所述降压直流斩波单元包括第一开关管V3、第二开关管V4、第二上偏置电阻R6、第二下偏置电阻R7、微分电阻R8、微分电容C8及续流二极管VD4、平波电感L2及第三反相器，所述第一开关管V3为P沟道MOS管，第二开关管V4为N沟道MOS管，所述第一开关管V3的源极与高直流电源电压VCC1正极连接，第一开关管V3的漏极经过平波电感L2作为所述降压直流斩波单元的输出端VCC4，第一开关管V3的栅极经过第二下偏置电阻R7、第二开关管V4漏极、源极至直流电源的地端，所述第二上偏置电阻R6并接在第一开关管V3的源极和栅极上，所述微分电阻R8与微分电容C8的串联支路一端与第一开关管V3的栅极连接，另一端与第三反相器的输入端连接，所述第三反相器的输出端与第二开关管V4的栅极连接，所述第三反相器的输入端为所述降压直流斩波单元的斩波脉冲输入端。[0043] 所述斩波脉冲发生单元包括第一振荡电阻R9、第二振荡电阻R10、振荡二极管VD5、振荡电容C9、第一反相器、第二反相器，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端连接，所述第一振荡电阻R9及第二振荡电阻R10和振荡二极管VD5的串联支路并联在所述第一反相器的输入端和输出端之间，所述振荡电容C9连接在所述第一反相器的输出端与直流电源的地端之间，所述第一反相器的输入端为所述斩波脉冲发生单元的控制信号输入端。设有降压直流斩波及斩波驱动电路后，所述低直流电源电压VCC3输出电流的大小与斩波脉冲占空比相关，所述斩波脉冲发生电路输出的斩波脉冲占空比1:0.7为宜。[0044] 设置振荡封锁电路可以避免空载状态下出现震荡，导致空载电流增大，本具体实施例中，所述振荡封锁电路包括封锁二极管VD6、封锁三极管V5、封锁电阻R11，振荡开通电阻R12，所述封锁电阻R11经过封锁三极管V5集电极、发射极连接在低直流电源电压VCC3的正极和地端之间，所述封锁二极管VD6阳极连接在所述封锁三极管V5的集电极上，阴极作为所述振荡封锁电路的控制信号输出端，所述振荡开通电阻R12一端与封锁三极管V5的基极连接，另一端（即所述脉冲封锁电路单元的输入端）与电容触摸和蓝牙输出电路的输出端连接。[0045] 所述主回路的两端分别为与火线连接的火线连接端Lin和与负载连接的负载连接端L1，所述主开关元件为继电器K1、第三开关管V7和第四开关管V8，所述第三开关管V7和第四开关管V8的源极相连接后与所述直流稳压电源电路的地端连接，所述继电器K1的常开触点K1‑1经所述第三开关管V7和第四开关管V8的漏极连接后的串联支路连接在火线连接端Lin和负载连接端L1之间构成所述主回路，所述第三开关管V7和第四开关管V8的漏极之间电压经过单相桥式整流电路DS2为降压直流斩波及斩波驱动电路提供输入电源；本具体实施例中，也可以只采用一个开关管（第三开关管V7或第四开关管V8）组成半波整流形式，只不过这样相应的工作电流将会减少。[0046] 所述主开关驱动电路包括第五开关管V9、第六开关管V10、第七开关管V11和放电电阻R16，所述第五开关管V9的源极与所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4连接，源极经过限流电阻R18与三端稳压器的输入端VCC2连接，所述放电电阻R16并联在所述第五开关管V9的源极和栅极之间，所述第五开关管V9的栅极经过第六开关管V10的漏极、源极与所述直流稳压电源电路的地端连接；所述继电器K1的线圈经过第七开关管V11的漏极、源极连接在所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4和地端之间。[0047] 为了确保所述第三开关管V7和第四开关管V8等功率管不过压、过热，本蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路还设有导通状态直流稳压电路，所述导通状态直流稳压电路包括电压取样稳压管DZ1、限流电阻R13、稳压控制三极管V6、延时电阻R14、延时电容C10及第四反相器，所述电压取样稳压管DZ1负极与高直流电源电压VCC1正极连接，正极经过限流电阻R13与所述稳压控制三极管V6基极连接，所述延时电容C10并接在稳压控制三极管V6的集电极和发射极上，所述第四反相器的输入端与稳压控制三极管V6的集电极连接，所述第三开关管V7和第四开关管V8的栅极相连接后与所述第四反相器的输出端相连接，所述延时电阻R14一端与稳压控制三极管V6的集电极连接，另一端与低直流电源电压VCC3的正极连接。通过这样的设置，导通状态延时数ms（如10ms）关断，一个周期仅导通2次，减少了所述第三开关管V7和第四开关管V8的开关损耗。[0048] 具体实施例中，为了确保初始状态下继电器K1可靠开通，本蓝牙直连天猫或zigbee智能墙壁开关单控电路中的所述高直流电源电压VCC1正极与所述降压直流斩波单元的正极输出端VCC4之间优选还跨接有静态供电电阻R15。[0049] 本发明不局限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，如在此基础上组成多路单控电路，都落入本发明的保护范围。

专利地区：浙江

专利申请日期：2020-04-13

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN111343755B