在科幻電影中，電視、音響、空調以及客廳的燈、陽臺燈、背景燈等等都可以實現智能控制。現實生活中，隨著物聯網技術的發展，這一切將成為可能。物聯網技術給我們的生活帶來最便捷的是智能家居系統，而與我們的生活接觸最頻繁的則是各類智能開關。

　　與傳統機械式墻壁開關相比，現代智能開關功能更多，使用更安全，而且樣式美觀。這就要求系統的設計面板中的供電電源具有小體積，保護功能全面，能夠滿足寬電壓輸入范圍，可靠性高等特性。而對于智能開關控制電路的電源設計，在傳統的設計方案中，工程師見到最多的方案一般有兩種：RC阻容式降壓和工頻變壓器降壓。但RC阻容式降壓設計的電源供電范圍太窄，工頻變壓器降壓方式設計的電源體積又太大，這兩種方案已經很難適應發展的需求。

　　隔離電源供電方案和單火線電源供電方案針對智能開關的特點而設計，能夠更好的滿足和解決其需求。

　　隔離電源方案：

　　隔離電源的方案能夠通過電源本身參數的設計，實現穩壓輸出，且附帶過流、短路等保護功能，從而實現外圍電路簡單，高效率、保護功能齊全的特點。且電源采用高頻控制的方式，內部變壓器可以設計得很小，使得整個開關電源小型化，同時能夠滿足超寬電壓輸入，對智能開關來說是一個很好的電源解決方案。以下是采用金升陽隔離電源LS03-15B05SR2的一個應用案例：

　　輸入端：由于市電220VAC供電，正常情況下都會有±10%波動范圍，偏遠地區甚至會達到±30%波動的范圍，因此需要供電電源要有較寬的輸入電壓范圍，LS03-10B05R2產品的工作電壓范圍是85～264VAC，能夠很好的滿足需求。另一方面，電網都不會單純的只給一個設備供電，還會有其他電子設備，如果接入的是功率很大的設備并聯使用，那么大功率設備啟動或工作的過程中就很可能導致線路中其他設備受到干擾，類似于EMC中的快速瞬變脈沖群、浪涌等情況，所以建議在輸入端增加防護電路，保證系統不受外界干擾影響。

　　輸出端：由于LS03-10B05R2產品本身就具備了過流保護和短路保護功能，因此無需在輸出端設計保護電路就可以直接給負載電路供電。若采用的IC不一樣，如需要的是低壓供電的IC，則可以通過LDO進行降壓后再進行供電。處理器通過觸摸按鍵或無線接收模塊等輸入信號，然后通過光耦等信號隔離器件把控制信息傳輸給繼電器，進而控制燈或家電的狀態。

　　單火線電源方案：

　　隨著智能家居的發展，單火線智能墻壁開關成為了傳統機械墻壁開關的升級換代（直接替代）產品。在舊樓宇的智能化改造中，單火線智能開關可直接用原有的普通墻壁開關的布線，可以大大節省成本，因而得到廣泛應用。

　　單火線智能開關只有火線進和火線出，零線是后端負載（燈或其他家電）的零線，不需要進到智能開關盒中，大致接線方式如下：

單火線電源方案中存在兩個難點：

　　一、電源是直接從火線上取電，即任何情況下都需要經過負載，例如燈具，那么當燈具處于需求關斷的情況下時，就需要單火線電源需要非常小的功耗，如果功耗過大，也就等于流過燈具的電流大，會導致燈出現閃爍，也就是關不“死”。正常情況下要求待機電流小于100uA，但是同時又要滿足控制板的待機工作狀態。

　　二、當控制開關閉合時，也就是燈處于亮的狀態，此時，單火線電源是處于短路狀態，但是控制板需要持續得到供電，保證能夠實時接收到外部發送出來的指令進行下一步的操作。

　　上面提到的兩點其實就是關態供電和開態供電的兩種情況，相對于其中每種情況的技術難點，關態供電的難點解決主要由產品本身的設計上滿足，而開態供電的難點就需要通過單火線電源之外的外圍電路來滿足。在外圍電路上，市面比較成熟的方案如下：

　　為了在開燈的狀態下維持電路的供電，可使用了雙向可控硅和兩個穩壓管組成了開態取電電路，取電電路的原理可以簡化成右圖。我們把它等效成一個可變電壓源，這個 電壓源的內阻是根據流過的燈電流的大小而變的。流過的燈電流小等效的電壓源內阻就大，流過的燈電流大這個電壓源的內阻就小。也就是說燈的功率小，流過的電流小，經過整流橋取出的電流也小，一般為燈電流的60%左右，而這個電壓源兩端的電壓是由穩壓管的穩壓值決定，在這里是8.5V左右，經整流后輸出的直流約7.7V。當繼電器觸點斷開后，這個電壓源由于沒有電流通過，電壓源的電壓也為零，整流橋就沒有電壓輸出。

　　金升陽公司為滿足智能家居多元化的發展，為智能家居產品提供更好的電源解決方案，也在研發單火線電源技術以解決上述兩大難點。預計，金升陽單火線電源產品下半年可以上市。

　　智能開關在智能家居系統中處于非常重要的環節，針對其產品特點選擇好的電源解決方案是非常重要的。隔離電源方案和單火線電源方案除了能滿足小體積和寬電壓輸入的要求之外，在節能和安裝上也有著很大的優勢，市場前景非常可觀。

（作者：廣州金升陽科技有限公司? 蔡曉靜）