单火线设计系列文章2：闭态取电电路

本文阐述了单火开关开关和闭态电路的基本组成和工作原理。进入文章前，建议阅读《单火线设计系列文章1：场景起源&技术问题

单火线智能开关基本电路构成

单火线智能开关与灯具串联，单火取电需要从灯具电路中摄取部分电流，用于智能开关的取电单元、电源转换单元、控制单元和无线通信单元。

单火线智能开关由结构和电子单元组成。单火线智能开关电子单元的基本电路组成包括：闭态取电电路、开态取电电路、开关电路、电源转换电路、无线通信SOC电路。

闭式取电电路

闭态定义：灯具处于关闭状态，即关灯。

闭态取电：灯具处于关闭状态，通过电路与灯具串联形成电路。关闭电路通过火线与灯线之间的电压差，从灯电路中摄取部分电流进行无线通信SOC电路提供正常工作所需的电源，其电路简化模型如下图所示。

闭态电路常用电路方案参考

1) 低功耗开关电源转换芯片

例如PI的LNK系列离线开关电源（LNK3202D：超低待机功耗电源方案&整机电源待机输入电流<65μA&在230 VAC输时电源待机功耗<12 mW）、恒压驱动芯片晶丰明源超低待机功耗（BP2535C：隔离应用待机功耗1.5mW）

2) RCC电路

3) 阻容降压电路

以下是晶丰明源超低待机功耗恒压驱动芯片BP2535C说明闭态取电电路的工作原理，BP2535C参考电路如下：

BP2535C隔离应用电路基本架构为反激式（Flyback）转换器的设计要点如下：

输入部分参考典型设计：保险丝、压敏电阻、限流电阻、整流桥等。R1的作用:限制流量，抑制冲击电流，改善灯具因冲击电流而闪亮的问题。

输入电容设计：C1的选择与输入电压范围和输出负载能力有关。电容越大，负载能力越强，但体积和成本会增加，需要妥协考虑。设计注意事项：为减少漏电流，建议选择输入电容CBB电容。

变压器设计：结合开关电源芯片，选择合适的芯片工作模式，根据变压器的价格、尺寸和系统效率设计变压器尺寸，选择合适的感应、芯尺寸、峰值电流和线径。（详细设计可参考书籍资料《精通开关电源设计》(第二版)离线式变换器及其磁性元件设计）

开关电源控制IC外围电路设计：查阅datasheet及demo了解其内部结构，PWM控制模式、反馈环路、供电设计等。BP2523C为单火线智能开关电源应用设计的超低待机功耗恒压驱动芯片，隔离应用待机功耗仅1.5mW，可有效消除单火线关闭灯泡时的微亮或闪烁问题。

输出电压设计：输出稳压管通过光耦反馈输出电压形成闭环BP2523C的FB引脚实时监测调节，输出恒压Vo。可根据产品需要选择合适的输出电压。设计注意点：为了降低待机功耗，通过稳压管电流Iz较低(I<100uA),不能达到额定稳压值。(稳压二极管选型:可参考江苏长电/长晶 MMSZ系列Iz=50uA)。

根据闭态取电电路的工作原理，我们可以知道灯具电路中一直存在电流i。当电流i过大时，一些灯具会出现微亮和闪烁(俗称鬼火)，尤其是在小瓦数LED灯具中的现象更为明显，因此，单火取电技术难以消除单火线应用灯泡关闭时的微亮或闪烁问题。

目前，网上关于单火技术的解释较少，90%仍处于科普水平。从本文开始，本微信官方账号将连续更新4-5篇关于单火技术的系列文章，深入分析单火技术问题。

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