單 火 線 供 電

目前，二線制(無零線輸入)電子牆壁開關除供電電路之外的其它電路(如控制電路、驅動元件等)的供電,大多采用在開關關閉時由關态供電電路在電力線路的電壓回路中取電的方法(即關态供電方法，其電路稱為關态供電電路)，以及在開關開啟時，由開态供電電路在電力線路的電流回路中取電的供電方法(即開态供電方法，其電路稱為開态供電電路)。關态供電方法一般采用阻容降壓整流濾波或變壓器降壓整流濾波，當開關關閉時，由于開關的控制電路需要維持正常待機工作，會消耗較小的功率，而在開關開啟的瞬間，開關消耗較大的功率，用繼電器作為開關的驅動元件更是如此。即使控制電路及微控制器在開關關閉時的待機功耗很低，為了保證開關的正常開啟，需要較大的關态供電電流，大于等于開關的最大工作電流，否則，開關開啟的瞬間電壓迅速下降，使得控制電路不能繼續正常工作。是以，在開關關閉時仍有較大的待機電流流過開關，當負載為節能燈或日光燈時，燈具會發生閃爍現象。為了不使燈具閃爍，有的采用在負載兩端并聯阻容元件作為負載連接配接器的方法，這就增加了安裝難度，使電子開關難以推廣。

　　基于以上問題，本文提供了一種用于二線制電子開關的供電電路，在開關關閉時給控制電路提供很小的電流，用以維持待機工作，開關開啟的瞬間，先由控制單元控制關态供電單元，提供較大的工作電流給控制單元和驅動元件，使開關開啟，然後轉入開态供電狀态。當開關關閉時，控制單元控制關态供電單元提前進入大電流工作狀态，迅速補充開關關閉瞬間控制單元和驅動元件消耗的功率，使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值。有效地解決了負載燈具閃爍的問題。

　　供電電路如圖1所示，包括開态供電單元、關态供電單元及穩壓濾波單元，其特征在于，關态供電單元還包括瞬态電流控制電路，開關開啟的瞬間，先由控制單元的控制端口發出控制信号給與其相連的瞬态電流控制電路，瞬态電流控制電路通過穩壓濾波單元提供較大的工作電流給控制單元和驅動元件，再由控制單元控制驅動元件，使開關開啟，轉入開态供電狀态。當開關關閉時，控制單元控制關态供電單元提前進入大電流工作狀态，迅速補充開關關閉瞬間控制單元和驅動元件消耗的功率，使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值，然後，瞬态電流控制電路維持很低的電流，供控制單元進入休眠待機狀态時使用。

　　該供電電路與現有技術相比具有以下優點：隻要控制單元保證有足夠低的靜态功耗，就可以通過瞬态電流控制電路，既能把開關的靜态電流控制在最低限度，以維持開關系統進入休眠待機狀态，又能在開關開啟瞬間提供充足的工作電流給控制單元和驅動元件，使開關準确開啟，解決了負載燈具閃爍的問題。而且，不用安裝負載阻容元件，可直接替換普通開關，适合各種燈具使用，使二線制電子開關的推廣應用成為可能。

工作原理及實作方式

　　圖1中，AC/DC轉換電路可采用常用的阻容降壓、整流方式進行電壓轉換，可用全波整流，也可用半波整流。AC/DC轉換電路的輸出端接瞬态電流控制電路的輸入端IN。瞬态電流控制電路的輸出端(關态供電單元的輸出端)OUT和開态供電單元的輸出端均與穩壓濾波單元的VCC連接配接。經穩壓濾波單元輸出的穩定直流電壓VCC加在與其連接配接的電流控制輸入端口。控制單元的電流控制輸出端口與瞬态電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl連接配接。

圖1 二線制電子開關供電電路原理圖

　　瞬态電流控制電路包括R1~R4、場效應管Q1和Q2、電容C1、二極管D1；二極管D1的正極作為瞬态電流控制電路的輸入端IN，負極與Q1的漏極和R1的一端連接配接；Q1的源極與R3的一端連接配接，R3的另一端與R4的一端連接配接，形成瞬态電流控制電路的輸出端口OUT。Q1的栅極與R2連接配接，R2的另一端與R1的另一端及Q2的漏極連接配接；Q2的栅極與R4的另一端及C1的一端連接配接，并作為瞬态電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl；Q2的源極與C1的另一端連接配接，形成公共地，并與開關各單元的直流公共地連接配接。

　　當開關處于關閉狀态時，L、N兩端加220V交流電壓的瞬間，Q2截止，Q1通過電阻R1、R2獲得較高的栅極電壓，處于充分導通狀态，有大電流流過Q1的源極，經分壓限流電阻R3送到穩壓濾波單元，穩壓濾波單元中的電容同時起到了存儲電能的作用，經穩壓濾波使系統獲得工作電壓VCC。在瞬态電流控制電路的OUT端口，電壓升高的同時，Q2的栅極經R4獲得電壓而導通，Q1的栅極電壓随之降低，當OUT端口電壓升高到VCC後，Q1的栅極獲得較低的電壓而處于低導通狀态，隻要控制單元的靜态功耗足夠低，Q1處于低導通狀态時，系統仍能夠将工作電壓穩定在額定值。

　　開關開啟時，先由控制單元的控制端口輸出一個低電平給與其連接配接的瞬态電流控制電路的電流輸入端口Ctrl,輸入到Q2的栅極，Q2截止，Q1由R1、R2獲得較高的栅極電壓而充分導通，瞬态電流控制電路在瞬間經過穩壓濾波單元，給控制單元和驅動元件提供較大的工作電流，再由控制單元控制驅動元件，使開關開啟，轉入開态供電狀态。此時，關态供電電路失去電壓，停止工作，控制單元的控制端口經上拉電阻R4獲得高電平，也可以由控制單元将其轉換為低電平，為開關關閉瞬間提供大電流供電提前做好準備。

　　開關關閉時，先由控制單元的控制端口輸出一個低電平(或如上所述，關閉前保持為低電平狀态)給與其連接配接的瞬态電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl，開關關閉的瞬間，瞬态電流控制電路的輸入端獲得電壓和電流，Q2截止，Q1由R1、R2獲得較高的栅極電壓而充分導通，使輸出電流增加。瞬态電流控制電路在瞬間可給穩壓濾波單元和控制單元提供較大的工作電流，迅速補充開關關閉瞬間控制單元和驅動元件消耗的功率，以及開關由開啟到關閉瞬間所消耗的穩壓濾波單元中電容器所存儲的電能，使穩壓濾波單元兩端的電壓維持在額定值。然後，控制單元的控制端口輸出高電平給與其連接配接的瞬态電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl，Q2導通，Q1處于低導通狀态，瞬态電流控制電路維持很低的電流，供控制單元進入休眠待機狀态使用。

　　該電路能夠在負載燈具關閉後為系統提供微弱的電流，而不使負載燈具閃爍，又能在開燈瞬間為系統提供足夠大的啟動電流。

結語

　　在實際應用過程中驗證了該電路的合理性，工作穩定可靠，有效地解決了電子開關中負載燈具閃爍的問題。