[整理]单火线电路/火线取电电路设计

传统的机械式墙壁开关，大多是装在86型暗盒上的，一般可以通过10A的额定电流，是一个功率器件控制开关。要设计能代替传统的机械式墙壁开关的控制系统，首先要从功率上考虑，选择能控制大于10A电流的功率器件；然后是功能的实现，即为负载提供的火线开通和切断，并能为控制系统提供稳定续流的电源；最后是电子元器件体积的选择。
为了简化电路的设计，火线开通和切断选用5 V直流控制继电器，最大通过15 A的220 V交流电压即可。在继电器开通时，选用IRL3803S[3]大功率场效应管，其内置的稳压二极管，既可为系统提供电源，也可为负载提供通路。因其额定工作电流ID=140 A，故可以不带散热片直接使用，在86型暗盒里特别有效。在继电器断开时，市网电压主要落在控制系统上，而控制系统只需6 V直流电源，因控制系统功耗低，故主要压降可由1/4 W的金属膜电阻来承担；同时，选用BVCBO≥600 V的硅NPN 大功率晶体管13002作为控制系统电源的调整管。
由图1主框图可知，控制系统是串联在被控电器的前端，用来代替86型墙面机械开关的。由于没有零线，加之又不能重新布线，因此只能在火线上考虑如何保留开关功能和如何为控制系统提供稳定的续流电源。图2所示的火线开关和火线取电电路，分为继电器断开和继电器闭合两部分。显然，场效应管IRL3803S、晶体管13002、6 V直流控制继电器、R1和R2金属膜电阻为关键元器件。

图1

图2

        原理分析:市网电压220 V刚来时，或者是微控制器发送关断信号时，继电器J1断开，220 V交流电压主要落在控制系统上。交流电压经过D3半波整流，R2降压，经Q4与Q5组成一个串联型稳压电源，提供6 V电压。由于整个系统功耗较小，经过计算，金属膜电阻R2的阻值为20 kΩ，功率为1/4 W，可为控制系统提供在继电器断开时的主要压降。
当要求被控电器工作时，微控制器提供开通信号，使J1合上，并使220 V市网电压主要落在被控电器上，不影响被控电器的正常工作。控制系统的取电由IRL3803S来提供，其内置一个30 V的单向稳压管，在IRL3803S未开通时，可提供最大30 V的单向交流电压。经D1整流，Z1、Z2为不同的稳压值，Q1、Q2、Q3配合下组成不同的控制信号，使IRL3803S导通或断开；一为负载提供通路，二为控制系统提供续流6 V的稳压电源。
在此环境下，建议不使用开关电源。开关电源电路复杂，输出电压波纹系数大，电路干扰大，在86型暗合空间里不易设计抗干扰电路，而且容易无线芯片接收数据时发生混乱。

更详细请参考:http://www.jyguagua.com/?p=1204

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