單火線(xiàn)設(shè)計(jì)系列文章1：場(chǎng)景由來(lái)

單火線(xiàn)場(chǎng)景由來(lái)

控制一盞燈具只需要將開(kāi)關(guān)串聯(lián)在燈具所在的回路上。在傳統(tǒng)的家庭中，我們使用機(jī)械式墻壁開(kāi)關(guān)控制燈具的通斷，若有多個(gè)燈具，則通過(guò)并聯(lián)的方式對(duì)每個(gè)燈進(jìn)行單獨(dú)控制。

在實(shí)際工程裝修中，由于只需要控制單一回路便可實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的控制，為了節(jié)省線(xiàn)材，電工師傅一般只會(huì)將火線(xiàn)布置到墻壁開(kāi)關(guān)上，即從電閘的火線(xiàn)拉線(xiàn)到機(jī)械開(kāi)關(guān)，然后機(jī)械開(kāi)關(guān)出線(xiàn)給燈（即燈線(xiàn)），該線(xiàn)通過(guò)天花板上的燈串聯(lián)再到總閘的零線(xiàn)處。因此，墻壁機(jī)械開(kāi)關(guān)處，我們通常只能夠看到火線(xiàn)、燈線(xiàn)。這樣的布線(xiàn)方式也可見(jiàn)于大廈的布線(xiàn)施工，節(jié)省下來(lái)的線(xiàn)材所換算出來(lái)的成本壓縮非常明顯！

智能開(kāi)關(guān)的主要電氣部分有：AC-DC恒壓輸出電路、負(fù)載通斷控制電路、通訊模組射頻電路。

AC-DC恒壓輸出電路需要零火線(xiàn)供電輸入，但面對(duì)傳統(tǒng)的家庭布線(xiàn)情況，施工上必然會(huì)碰到供電輸入端只有火線(xiàn)、燈線(xiàn)，這和直接零火線(xiàn)輸入不同，該輸入端火線(xiàn)直接輸入，但零線(xiàn)則需要通過(guò)燈具之后才能到達(dá)輸入端。因此，區(qū)別于零火輸入，這種特殊的接線(xiàn)方式稱(chēng)之為：?jiǎn)位鹁€(xiàn)。

單火線(xiàn)技術(shù)難題

閉態(tài)“鬼火”

由于必須保證實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)，智能開(kāi)關(guān)的AC-DC恒壓電源務(wù)必實(shí)時(shí)供電，而串聯(lián)電路中，各點(diǎn)的電流大小一致。當(dāng)單火線(xiàn)中的燈處于OFF狀態(tài)時(shí)（稱(chēng)之為：閉態(tài)），由于智能開(kāi)關(guān)必須實(shí)時(shí)供電，因此線(xiàn)路中的電流并不為0（統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)物理斷開(kāi)時(shí)電路電流為0）。這衍生出一個(gè)技術(shù)矛盾點(diǎn)：流過(guò)線(xiàn)路的電流需要能為AC-DC提供轉(zhuǎn)化能量以支撐通訊模塊的正常工作，但該電流又可能會(huì)導(dǎo)致燈具“微微亮起”（稱(chēng)之為：鬼火）。對(duì)于鎢絲燈，這種負(fù)載為阻性，由于市面上的鎢絲燈功率都在15W以上，而且鎢絲燈將電能轉(zhuǎn)化為熱能，在單火場(chǎng)景中相當(dāng)于回路中串聯(lián)一個(gè)電阻，讓該電阻發(fā)熱且轉(zhuǎn)化為熱能所需要的電流比較大，因此鎢絲燈在單火線(xiàn)中不太容易產(chǎn)生異常點(diǎn)亮的問(wèn)題。對(duì)于LED燈，這種負(fù)載為容性，微小的電流可以在LED電源中的輸入輸出端電容積攢，能量積攢可以讓LED燈具處于微微發(fā)光的狀態(tài)，也可能在某個(gè)積攢點(diǎn)讓LED發(fā)光但在發(fā)光的一瞬間又將能量消耗掉，消耗掉之后又開(kāi)始了新的積攢并周而復(fù)始，在這種情況下我們會(huì)看到燈具閃爍的現(xiàn)象。

開(kāi)態(tài)宕機(jī)

當(dāng)燈具處于ON狀態(tài)時(shí)（稱(chēng)之為：開(kāi)態(tài)），電路中流過(guò)的電流≤LED燈具電流。例如將3W的LED燈串聯(lián)在電路中，最大的電流≤13mA。因此電路中設(shè)計(jì)的開(kāi)態(tài)取電電路理想狀態(tài)是在保證該電流值的情況下建立模塊所需要的電壓、電流。當(dāng)然，由于取電效率不可能達(dá)到100%，甚至可能只達(dá)到20-40%，因此所取出的電流可能不足以支撐模塊OTA升級(jí)或搜網(wǎng)等工作模式下的電流消耗。當(dāng)電流輸出不足以支撐模塊消耗時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致模塊供電電壓下跌直至無(wú)法正常工作，由此會(huì)產(chǎn)生智能開(kāi)關(guān)“宕機(jī)”的問(wèn)題。

單火線(xiàn)技術(shù)路徑

閉態(tài)取電部分，可使用分立器件做RCC、阻容降壓做恒壓輸出取電，這種解決方式簡(jiǎn)單，低功耗性能一般，量產(chǎn)穩(wěn)定性低。業(yè)界中PI、晶豐明源等廠家有各自的集成IC解決方案，可做到空載小于5mW。另外，還有訊迪、金升陽(yáng)等廠家推出集成模塊解決方案，這種模塊即所謂的：拿來(lái)即用，可極大降低開(kāi)發(fā)人員的設(shè)計(jì)難度，但由于模塊僅保留基本的輸入輸出接口給設(shè)計(jì)者，因此也無(wú)法根據(jù)具體的應(yīng)用產(chǎn)品做相應(yīng)的內(nèi)部電流調(diào)整，所達(dá)到的取電效率并非最佳。

開(kāi)態(tài)取電部分，有可控硅、繼電器兩種方案，由于可控硅發(fā)熱問(wèn)題，繼電器的方案目前在市面上較為主流。這兩種方案的取電設(shè)計(jì)電路差異較大，若再考慮輻射、傳導(dǎo)等EMC問(wèn)題，那么對(duì)開(kāi)發(fā)人員的設(shè)計(jì)功底則更為考究！

當(dāng)前網(wǎng)上關(guān)于單火技術(shù)的闡述資料較少，且90%依然停留在科普層面，自本篇開(kāi)始，本公眾號(hào)將連續(xù)更新4-5篇關(guān)于單火技術(shù)的系列文章，針對(duì)單火技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行深入解析。

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