单火线之开态取电电路设计
开态取电电路
开态的定义：灯具处于”打开”的状态，即开灯
开态取电电路：用于在开灯状态下，通过该回路摄取一部分电流给后端系统提供稳定的工作电压
开关电路：用于控制灯具通断的电子开关器件，达到控制通断的目的
开关器件方案：可控硅、单稳态继电器、磁保持继电器、mos管
当灯具处于”开态”时，市电电压基本落在灯具两端，开态取电电路与开关电路串联在灯具回路中，开关电路处于吸合状态，火线和灯线之间的电压差接近于零，此时闭态取电回路失效，故通过开态取电电路在灯具串联回路中设计了一条取电回路。
开态取电电路可以理解为在灯具处于”开态”的每一个交流电周期t中，需要摄取一部分时间t0用来给智能开关系统供电，剩余的t-t0时间给灯具供电，这种取电方式称为”分时取电”。在t0时刻，q1处于断开状态，后端系统进行取电，将开态取电电路和开关电路串联在回路中；在t-t0时刻，q1处于导通状态，能量全部提供给灯具进行正常工作，后端系统通过储能器件维持供电，此时开态取电电路被”开路”，其电路简化模型如下图。
开态取电电路常用电路方案参考
1) 可控硅取电方案
2) mos管取电方案
mos管取电方案可分为半波整流取电、全波整流取电；其框架下的常用的控制电路方案有如下几种：
a). 开态取电专用电源控制ic，例如晶丰明源的bp8009；
b). 稳压二极管进行稳压取电，通过该电压和基准电压构成比较电路进行输出电压实时监测反馈，对mos管进行动态斩波取电；
c). 稳压二极管进行稳压取电，通过时基芯片(例如ne555)产生一个固定频率、占空比的定时pwm，对mos管进行固定占比斩波取电。
下面以磁保持继电器作为开关电路、mos管半波整流取电、通过比较器进行斩波控制的取电电路方案为案例，其应用参考电路如下：
当无线通信soc系统收到”开灯”信号，无线通信soc系统输出激励信号给到k1_on，将磁保持继电器k1设为吸合状态，此时开态取电电路开始工作。
取电工作路径：零线->灯泡->k1->d1->c1充电(d3、r1、c3组成稳压电路)，输出vout1->pgnd->保险丝f1->火线
若k1在市电负半周零点电压相位开始闭合，市电电压从零线经过灯泡、k1后，通过二极管d1进行半波整流给到电容c1充电，vout1电压开始上升，由d3、r1、c3组成稳压电路，将输出电压vout1稳定在预设电压范围，经二极管d2隔离后得到vout2电压给到后端系统供电；c1、c3为储能器件，当取电电路被”旁路”后，通过该器件给后端系统续能。
灯具开态工作路径：零线->灯泡->k1->q2导通->保险丝f1->火线
当输出电压vout1达到预设值后，比较器u1的1脚电压高于基准电压3脚，此时比较器u1输出脚pin4 从低电平翻转为高电平，将mos管q2导通，灯具变”亮”开始正常工作。后端系统在该过程中通过储能器件c1、c3进行续能，c1、c3上的能量被消耗，故vout1电压下降；在比较器输出高电平期间， q3也会被打开，基准电压3脚从vref1电压下降为vref2电压；当u1的1脚电压下降到低于基准电压vref2，比较器u1输出翻转为低电平，进行下一轮的取电。
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开态取电电路可以理解为在灯具处于”开态”的每一个交流电周期t中，需要摄取一部分时间t0用来给智能开关系统供电，剩余的t-t0时间给灯具供电，这种取电方式称为”分时取电”。在t0时刻，q1处于断开状态，后端系统进行取电，将开态取电电路和开关电路串联在回路中；在t-t0时刻，q1处于导通状态，能量全部提供给灯具进行正常工作，后端系统通过储能器件维持供电，此时开态取电电路被”开路”，其电路简化模型如下图。
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a). 开态取电专用电源控制ic，例如晶丰明源的bp8009；
b). 稳压二极管进行稳压取电，通过该电压和基准电压构成比较电路进行输出电压实时监测反馈，对mos管进行动态斩波取电；
c). 稳压二极管进行稳压取电，通过时基芯片(例如ne555)产生一个固定频率、占空比的定时pwm，对mos管进行固定占比斩波取电。
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