【導讀】如何輕松改造出智能開(kāi)關(guān)，選對單火線(xiàn)電源很關(guān)鍵。本期我們將講解單火線(xiàn)控制方案的原理，這種方案的技術(shù)難點(diǎn)及其解決方案。
由于LED和單火線(xiàn)電源處于串聯(lián)關(guān)系，則要求在LED不工作的時(shí)候（以下內容簡(jiǎn)稱(chēng)：關(guān)態(tài)），單火線(xiàn)電源的工作電流?。↙ED無(wú)微亮，即無(wú)“鬼火”），且能輸出穩定電壓，保證后端控制系統正常工作；在LED工作的時(shí)候（以下內容簡(jiǎn)稱(chēng)：開(kāi)態(tài)），單火線(xiàn)電源不能影響LED正常工作（即無(wú)“頻閃”），且能輸出穩定電壓，保證后端控制系統正常工作。
要點(diǎn)一：?jiǎn)位鹁€(xiàn)電源采用超低待機功耗的降壓電路
目前多用超低待機功耗的降壓電路，將其市電轉化為設定的輸出電壓，以供后端控制系統正常工作，同時(shí)不會(huì )導致LED出現“鬼火”現象。
如圖所示，降壓電路經(jīng)LED接入零線(xiàn)和火線(xiàn)，由于LED內部等效一個(gè)電容并聯(lián)一個(gè)電阻負載，相當于一個(gè)電阻串聯(lián)在母線(xiàn)上，降壓電路正常工作給后端控制系統供電。在關(guān)態(tài)時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注LED是否存在“鬼火”現象（LED微亮）。
“鬼火”現象出現的原因為：由于LED與降壓電路串聯(lián)在零火線(xiàn)之間，當降壓電路需要的輸入電流過(guò)大，則流進(jìn)LED的電流同樣增大，就會(huì )導致LED短暫工作，出現微亮現象。
針對該問(wèn)題，市面上已有部分廠(chǎng)家能把單火線(xiàn)電源的待機功耗做到幾個(gè)毫瓦。參考金升陽(yáng)的非隔離LSF01-K5BxxSS系列，該產(chǎn)品結合外圍電路可滿(mǎn)足全球輸入電壓范圍（85-264VAC），在這輸入工作電壓范圍內能維持超低待機功耗，穩定輸出電壓5V、12V等，其待機功耗約為5.2mW。
要點(diǎn)二：關(guān)注單火線(xiàn)電源應用電路的功耗問(wèn)題
如何平衡取電能力和不能頻閃，常見(jiàn)的解決方式為有可控硅和繼電器兩種方案。由于可控硅發(fā)熱問(wèn)題，繼電器方案目前在市面上較為主流，以下主要講解繼電器方案的工作原理。其開(kāi)態(tài)的具體工作原理如圖8所示。
1、零火線(xiàn)兩端電壓為正弦波，當交流電在正半波時(shí)，由于二極管D2的單向導電性和MOS管Q1斷開(kāi)，此時(shí)的電流流經(jīng)二極管D1、儲能和控制電路，使儲能和控制電路工作，提供穩定輸出電壓給后端控制系統工作，同時(shí)在某個(gè)設定電壓時(shí)控制MOS管Q1導通。故交流電在正半波時(shí)，只有一小部分能量?jì)Υ嫦聛?lái)給后端控制系統供電，剩余能量通過(guò)MOS管Q1給LED供電。
2、當交流電在負半波時(shí)，此時(shí)電流通過(guò)LED和二極管D2形成回路，給LED供電。
可知，單火線(xiàn)電源應用時(shí)應注意兩點(diǎn)：
1、LED燈功率不宜過(guò)小，若LED燈功率過(guò)小，會(huì )導致開(kāi)態(tài)取電電路無(wú)法儲存能量給后級電路供電，能使用的最小LED燈功率需要結合不同的電路和器件參數決定；
2、控制電路工作功耗不宜過(guò)大，若控制電路工作功耗過(guò)大，則會(huì )導致關(guān)態(tài)出現“鬼火”現象和開(kāi)態(tài)取電電路異常，由于開(kāi)態(tài)取電電路在參數確定的情況下，單個(gè)周期儲存的能量有限，無(wú)法提供充足的能量給工作功耗過(guò)大的控制電路；若實(shí)際應用需要工作功耗大的控制電路，則需要另外搭建電路解決該問(wèn)題。
單火線(xiàn)的可靠性、體積、應用電路成為重點(diǎn)關(guān)注要素
針對這兩點(diǎn)，需考量各種應用環(huán)境的應用電路設計和具體參數，客戶(hù)可自行結合開(kāi)關(guān)盒尺寸進(jìn)行設計，但需將單火線(xiàn)電源的可靠性、體積、電源匹配的應用電路方案納入考慮。
基于市面上各個(gè)廠(chǎng)家的單火線(xiàn)電源產(chǎn)品的不同，其搭配的外圍電路及其電子元器件也并不相同，如模塊類(lèi)的單火線(xiàn)電源集成度更高、IC類(lèi)的單火線(xiàn)產(chǎn)品對客戶(hù)的自主研發(fā)能力要求較高。這里以金升陽(yáng)的LSF01-K5BxxSS系列為例。
參考市面上不同應用端需求，金升陽(yáng)結合LSF-K5BxxSS系列把相關(guān)應用電路方案大致分成兩類(lèi)。
參考方案1：使用磁保繼電器作為開(kāi)關(guān)器件
其磁保繼電器應用方案可支持帶3W功率以上LED，并且支持一路3W功率以上LED、兩路3W功率以上LED，三路3W功率以上LED的各種應用需求。
該應用方案的特點(diǎn)：關(guān)態(tài)LED無(wú)“鬼火”現象，開(kāi)態(tài)取電能力強，單火線(xiàn)電源輸出電壓穩定。
參考方案2：超級電容方案
后端控制系統為NB-loT等大功率負載的應用方案（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：超級電容方案）。由于后端控制系統可能為NB-IoT等大功率負載，就需要在后端控制系統工作時(shí)，若單火線(xiàn)電源處于關(guān)態(tài)，LED無(wú)“鬼火”現象，并且供電電壓正常；若單火線(xiàn)電源處于開(kāi)態(tài)，要求供電電壓正常，并且LED無(wú)“頻閃”現象。
該方案主要通過(guò)對超級電容/鋰電池進(jìn)行充電儲能，提供穩定輸出電壓給后端控制系統工作。由于超級電容方案內部設計了開(kāi)態(tài)和關(guān)態(tài)充電電路，故實(shí)際應用時(shí)無(wú)需因超級電容/鋰電池無(wú)電壓導致更換超級電容/鋰電池，該方案可長(cháng)期正常提供穩定輸出電壓。超級電容方案工作原理圖見(jiàn)下圖。
超級電容方案的繼電器分為兩種：普通繼電器或者磁保繼電器。其主要的目的為：若應用要求后端控制系統需要休眠，可選擇使用磁保繼電器的超級電容方案；若應用要求后端控制系統無(wú)需休眠，可選擇使用普通繼電器的超級電容方案，該方案成本較使用磁保繼電器的超級電容方案便宜，并且內部已設計出檢測LED是否接入的控制電路，成功解決掉因少接LED的情況下開(kāi)啟該支路上的繼電器，其余LED存在“鬼火”的行業(yè)問(wèn)題。
未來(lái)單火線(xiàn)電源方案將會(huì )成為市場(chǎng)主流方案
目前，隨著(zhù)智能家居的興起，單火線(xiàn)的需求也隨之增加。智能化市場(chǎng)還是一個(gè)新興的市場(chǎng)，售后服務(wù)尤為重要，如果要選購智能化產(chǎn)品，一定要選擇一個(gè)有好口碑的生產(chǎn)廠(chǎng)家，讓售后服務(wù)得到最大的保障，這樣才能實(shí)現真正意義上的實(shí)用、省心。
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀：
用于實(shí)現O-RAN無(wú)線(xiàn)解決方案的5G技術(shù)設備
SiC-SBD和Si-FRED: 誰(shuí)能突破功率半導體器件性能天花板？
