单火线电子照明开关电源模块的研制心得.pdfVIP

单火线电子照明开关电源模块的研制心得 可做出待机电流 15 微安的智能照明开关 单火线智能控制墙开关是传统机械墙壁开关的换代产品，她使家居灯光、电 器的开关控制变得智能化。并且，国内外普通家庭大多为单火线布线，由于金属 导线越来越昂贵，多走一根线的成本远高于开关本身实施单火线增加的成本。所 以生产电子照明开关的厂家都在单线制这一技术投入了很大的人力进行研究。广 东茂名市天华节能电子有限公司也在这方面进行了长达十年的研究。 我们都知道，凡是电子智能照明开关本身都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开关的控制电路供电的，如果 待机输入电流大就会导致电子节能灯在关闭时会有冷闪光等问题。特别是即将出 现的LED 照明灯，对待机电流更是苛刻。 当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 滤波电容时，这一很小的电流向滤波电容充电，当滤波电容上的直流电压充到一 定的程度时（约 150V左右），节能灯的电子电路就会工作使节能灯起辉闪亮，这 时电容两端的电压立即下降，等待下一次的充电。这一闪烁现象的间隔与流过的 电流及节能灯的内部电路结构密切相关，很难量化。经过对大量各品牌不同厂家 的节能灯实测，引起节能灯闪烁的电流从30 微安至 100 微安不等。有一些节能 灯在电流小于 20 微安以下时都还会出现闪烁的现象。所以，微功耗单火待机和 工作电源电路的研发难度非常大，到目前为止这仍是国内外限制单火线（单极） 智能开关产品发展的最主要技术瓶颈。我们唯一可以做的就是待机电流做得越小 就越能适应更多的各种灯具。 综上所述，单线制智能开关的供电部份就是关键。由于小电流的电源变换效 率很难提高，一般在 30%~50%左右。根据我的的研制体会，降低电源本身的空 载电流就很有效地降低待机电流。以我公司最近研制成功的 DY10A 的电源模块， 空载电流只有 8 微安，输出电压为 6.4V ，在输出电流为 0.1mA 时,输出功率 0.64mW 。这时串入节能灯后电源模块输入端的电压为 270V 左右，输入电流为 11.5 微安（包括 8 微安的空载电流），则输入功率为 3.12mW 。效率为0.64÷3.12 ＝20% 。如果输出电流为 1mA，则输出功率为 6.4 mW，这时模块输入端的输入 电流为47.5 微安，输入功率为 267V×0.0475=12.68 mW，效率为 6.4÷12.68＝50% 。 在这里计算时为了避免功率因数的影响，都是采取在模块的输入端测直流电压电 流。我们在做电子照明开关的控制电路时使用的电源电流大多数都在这一电流范 围内。拿人体感应开关的控制电路为例，BISS0001、HT7610A 的电流都在 100 微 安左右，CS9803 电流在 0.6~0.8mA 。我们在设计方案的时候要尽量降低控制电 路的静态电流是至关重要的。在声控开关方面，采用 4011 或者分立三极管的设 计都能控制在 100 到 200 微安之间，所以只要采取我公司开发的 DY10A 型的电 源模块，是可以做出待机电流在 15 微安左右的电子照明开关的。 另外一个重要的问题是单火线的取电问题。在工作中，由于电子照明开关工 作时取电是通过开关断开时的两端压差来取电的，当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，但有些还是比较复杂电路成本也较高。由于我们的电源模块具有很 宽的输入电压范围，在输出电流小于 1mA 的情况下，其输入直流电压范围达到 了 12~400V 。解决这一问题的方法就稍简单一点。下面就针对我们的模块提出几 种取电方法供参考。 一、滤波电容储电法:图一 我们上面说过，当控制电路的静态电流比较小时，高压输入端的电流只有十 几微安，即使用高压滤波电容储存的电压也能为电源模块供电一段时间的。不过 这方案对电路的设计要有一定的要求，首先控制电路的电流必须较小，最好小于 100 微安，二是要具备不可连续重复触发，即完成一个周期的延时后必须有一个 短暂的间隔时间（0.5 秒以上），以便让电容重新充电，比如人体感应控制电路 BIS0001,只要把 1 脚接地，就具有单次不可重复触发功能。另外很多声控电路也 会设计成不可重复触发的。