智能开关单火线技术

单火线的起源

控制灯具只需将开关串联到灯具所在的电路上即可。在传统家庭中，我们使用机械墙开关来控制灯具的通断。如果有多个灯，每个灯都是并联控制的。

在实际工程装修中，由于只需控制一个电路就可以控制灯，为了节省电线，电工一般只会将电线布置在墙开关上，即从开关到机械开关，然后机械开关到灯（即灯线），线通过天花板上的灯串联到主门的零线。因此，在墙体机械开关处，我们通常只能看到火线和灯线。这种布线方式也可见于建筑物的布线施工，节省的线材转换成本压缩非常明显！

智能开关的主要电气部件有：AC-DC恒压输出电路、负载通断控制电路、通信模块射频电路。

AC-DC恒压输出电路需要零线电源输入，但面对传统的家庭布线，施工中不可避免地会遇到只有火线和灯线的电源输入端，这与直接零线输入不同。输入端直接输入，但零线需要通过灯到达输入端。因此，与零火输入不同，这种特殊的接线方法被称为：单火线。

单火线技术难题

闭态鬼火

智能开关必须保证实时联网和智能开关AC-DC恒压电源必须实时供电，串联电路中各点的电流大小相同。当单火线中的灯OFF状态(称为闭态)时，由于智能开关必须实时供电，线路中的电流不为0(统一机械开关物理断开时的电路电流为0)。这衍生出一个技术矛盾:流过线路的电流需要能够AC-DC为支持通信模块的正常运行提供转换能量，但电流可能会导致灯具微亮(称为鬼火)。对于钨丝灯，这种负载是阻性的，因为市场上钨丝灯的功率是15W以上，钨丝灯将电能转化为热能，相当于在单火场景中串联电阻，使电阻加热，转化为热能所需的电流相对较大，因此钨丝灯不易在单火线上产生异常照明问题。对于LED这种负载是容性的，微小的电流可以在LED电源中输入输出端的电容积累可以使能量积累LED灯具处于轻微发光状态，也可能在积累点允许LED发光但在发光的瞬间消耗能量，消耗后开始新的积累，在这种情况下，我们会看到灯闪烁的现象。

开态宕机

当灯具处于ON状态(称为开态)，电路中流过的电流≤LED灯具电流。例如将3W的LED灯串联在电路中，最大电流≤13mA。因此，电路中设计的开态取电电路的理想状态是在保证电流值的同时建立模块所需的电压和电流。当然，取出的电流可能不足以支撑模块，因为取电效率不能达到100%，甚至只能达到20-40%OTA电流消耗在升级或搜网等工作模式下。当电流输出不足以支撑模块消耗时会直接导致模块供电电压下跌直至无法正常工作，由此会产生智能开关“宕机”的问题。

单火线技术路径

分立器件可用于闭态取电部分RCC、恒压输出电阻容降压，解决方案简单，功耗低，量产稳定性低。业界中PI、晶丰明源等厂家有自己的集成IC解决方案，空载小于5mW。此外，讯迪、金升阳等厂家还推出了集成模块解决方案。这个模块就是所谓的:即时使用可以大大降低开发人员的设计难度。但由于模块只为设计师保留基本的输入输出接口，无法根据具体的应用产品进行相应的内部电流调整，取电效率不是最好的。

在开态取电部分，有两种方案：可控硅和继电器。由于可控硅的加热问题，继电器方案目前在市场上相对主流。如果再考虑辐射和传导，这两种方案的电源设计电路差异很大EMC问题，那么开发人员的设计技巧就更精致了！

单火技术路径的发展仍处于关键阶段，面临的问题细节远远超过本文描述的两类。目前，市场上各解决方案的输出仍需签署保密协议。如果读者有更深入的问题，他们可以关注公共账户，留言进行统一讨论。

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