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Zigbee智能开关单火线电源解决方案

【导读】单火线电源是智能家居开关(如触摸开关,无线遥控开关,Zigbee开关等)中最重要的组成部分,其核心技术就是单火线取电技术。

  单火线智能开关的控制示意图如下:

  单火线智能开关的技术难点: 由于单火线开关取任意一点电都是要流过灯具的,所以当开关的耗电量大于约为220V/50uA左右的时候,当电量达到灯具内部电容充电需求的时候,形成瞬间电流,一个小功率W数灯,比如2W的LED,就势必出现闪烁。因为2W的灯,它点亮的电流很小=2W/220V=9mA。这就是俗称的“鬼火”,也就是灯具在关闭状态下的闪烁现象。

  对于需要远程控制的无线遥控智能开关,势必需要更多的电量,又要平衡“鬼火”问题,所以这个就是单火线取电的难点。开关工作时需要的瞬间电流至少要2mA (315MHz)或 30mA(ZigBee). 所以对于电流需求偏大的ZigBee开关产品,单火线取电就更为困难。

  为了获得理想的单火线电源解决方案,经过多年的基础研究和技术攻关,东莞迅迪电子有限公司研制推出了一系列适合于单火线智能开关产品使用的小型化模块电源。

低功耗小功率电源主要应用于智能家居的执行单元(如智能开关,智能插座)或小型的控制器中,在此领域内应用的电源通常是 AC/DC(DC/DC) 小功率产品,最小的应用需求可能在 1W 以内,功能稍复杂的产品可能用到 2W-5W 的电源产品。对产品的要求有如下几个方面:(1)小体积,方便安装于标准外壳内;

  (2)超低功耗,降低产品的待机功耗或智能开关的“鬼火”现象

  (3)效率高,发热低;

  (4)故障率低, 质量稳定可靠是产品的首要因素。

  该系列产品为SIP4脚插针结构的超小型DC/DC (AC/DC) 电源,其尺寸为L18*W9.5*H15.5mm,为业内该类型电源较小体积。其特点由于采用了先进的电路结构,成本得到了很好的控制,非常适合运用在智能开关等智能家居产品中大量广泛应用,目前已经成功应用于多个智能家居产品中,如智能插座(零火线)、智能开关(单火线)等。

  PI系列超小型一体化智能家居单火线电源模块,其输入电压范围非常宽(13V-380V) 、输出功率较大( 200mA)、输出电压可选(3.3V,5V等),灯具负载范围宽(1W-3000W)、功耗低发热较 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,ZigBee模块,蓝牙模块,继电器或者可控硅等 )提供稳定的工作电源。

  产品特点:

  ● 超宽输入电压:13-380VDC

  ● 输出保护功能:短路和过流保护

  ● 高效率:电源最大效率>65%;

  ● 大电流:输出最大电流200mA;

  ● 低功耗:输出空载时功耗小于5mW;

  ● 内部集成LDO电路:稳定输出5V电压(3.3V/3V),无需要外部另加稳压IC电路

  ● 超小体积:L18*W9.5*H15.5m

  [附]参考应用电路原理图

  元件选择:

  R1限流电阻,具体需根据输入电压范围与输出电流而定.

  C3滤波电容,建议使用0.47uF-100uF电解电容,具体需根据输入电压范围与输出电流而定.

  C4选用47uF/25V电解电容。

  C1输出滤波电容,建议使用47uF-220uF.

  结语:PI-3V3-B4系列微功耗单火线电源模块为众多的智能家居企业开发智能开关提供理想、便利的单火线电源解决方案,单火线取电模块或单火线供电模块,适用于ZigBee触摸开关等产品,有效解决了小功率节能灯、LED灯、日光灯等关灯后闪烁的难题。

采用成熟稳定的单火线供电技术和 ZigBee 技术,解决了现有技术中功耗高、成本高、组网能力差、传输距离短、安全性低、兼容照明灯具少等技术问题。ZigBee智能开关内部装有单火线取电模块(如3-300W可控硅专用型PI-3V3-B4,3-3000W继电器专用型PI-05V-D4 XD-KC024等)来实现单火线输入,布线方法与传统开关相同,安装方便,无需凿墙,不用改动任何线路,直接替换原有墙壁普通机械开关。在智能开关内部置入ZigBee模块(如CC2530等),可以无限自由组网,能够将所有家电融合到系统中,从而实现通过手机APP、电脑、ipad等移动设备控制家中所有灯光、电器,并且能够实时显示灯具及电器被控制的真实状况。

采用成熟稳定的的单火线取电技术的智能开关具有如下特点:

1.单火线控制,直接替换原有墙壁普通机械开关,无需重新布线,直接替换传统86开关,无需另接零线,无需改动灯具任何线路,可手控也可遥控,相互无影响,安装简单,快捷安全;

2.超低的待机功耗,待机时灯具无闪烁现象;

3.大幅度兼容常用照明灯具(如LED灯、节能灯、日光灯、白炽灯,荧光灯、钨丝灯等),不必外部驳接接电容电阻等配件;

4.采用多路供电技术,待机功耗更小,并且供电不分主次,有效避免了有一路灯具损坏而导致整个开关产品不能使用的情况发生;

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