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单线制电子开关控制节能灯或 LED 灯 产生闪烁的原因分析及解决方案 【关键词摘要】电子开关 单火线开关 Zigbee 智能开关 节能灯 LED 灯闪烁原因 灯闪 烁解决方案 小体积微功耗电源 单火线电源模块 PI-3V3-B4 PI-05V-D4 单线制电子开关(也称"单火线开关")由于只有单根火线进出,不需要零线,可以直接 替代现在的墙壁开关从而实现电控和遥控,非常方便,有着广阔的应用前景,吸引了不少 厂家和电子技术人员来研究与开发.

市场上的一些普通的单火线开关, 已经初步解决了电 子开关的自身供电的难题. 但是, 所有的电子开关都无不例外的遇到了驳接节能灯或 LED 灯闪烁的这只"难路虎",即电子开关在关闭后节能灯或 LED 灯还会闪烁,出现"关不死" 的现象(俗称"鬼火") .单线电子开关的研究和推广好像到了"山重水复疑无路"的境地, 有不少电子技术人员陷入了迷茫. 节能灯或 LED 灯为什么会闪烁, 到底有没有办法解决? 应该怎样入手解决呢?笔者研究单线开关多年,已申请了多项专利、也积累了一些经验, 在这里应一些工程师朋友的要求,来阐述单线制电子开关驳接节能灯或 LED 灯会闪烁的 原因及解决方案,以供同仁们参考和商酌.

一、 节能灯会闪烁的原因分析 电子开关为什么驳接白炽灯不会闪烁, 而接节能灯或 LED 灯就会闪烁呢?这与节能灯 或LED 灯以及电子开关的自身构造都有关系:一方面是单线电子开关在关闭时自身电路 仍需要一定的维持电流,另一方面是由于节能灯或 LED 灯在微弱的电流下就会闪烁.笔 者经过多次实验发现:当节能灯或 LED 灯中的电流大于 40uA 时,节能灯或 LED 灯就会 有明显闪烁现象.电流增大,闪烁越快也越明显.节能灯或 LED 灯为什么在这么小的电 流下就会闪烁呢?现在,我们不妨结合电路图来分析:如下图所示是节能灯或 LED 灯的 典型电路. 关灯后,单线电子开关自身电路需要待机仍有一定的维持电流,由于开关和灯是串联 的,这股微弱交流电通过节能灯内部桥式整流后,给滤波电容(C)充电,由于电容(C) 外围的放电电阻很大(在700K 以上) ,电容(C)两端电压上升,当电容(C)两端电压 上升到 28V 以上时,由三极管组成的高频振荡电路启动,在镇流电感上产生高压从而使 灯管启辉闪亮;

随之电容(C)的电荷迅速泻放,振荡电路停止工作,又进入下一轮给电 容充电蓄能状态.这样过程周而复始地间歇进行着,从而出现了关灯后闪烁的现象.

二、节能灯或 LED 灯会闪烁的解决方案 从以上分析看来,要控制节能灯或 LED 灯不闪烁,根本原因是要控制节能灯或 LED 灯内滤波电容两端电压在 28V 以下,或者将流过节能灯或 LED 灯的电流限制在 30uA 以内.因而我们就可以从内因和外因两个角度有针对地制定解决方案. 方案一: 在节能灯或 LED 灯的两端并接旁路电容或电阻 这种方案是在节能灯或 LED 灯的两端并接一个 0.1 微法左右的电容或 30K 的电阻, 由 于电容或电阻的交流旁路作用,流过节能灯或 LED 灯的电流比较小,因而可以避免部分 节能灯或 LED 灯闪烁,其主要是优点就是开发技术难度较低;

但是一方面因为电容体积 及电阻自身发热的问题, 并接电容或电阻只能提供比较有限的电流无法保证某些电子开关 (如Zigbee 智能开关等)的自身供电电流足够,因而兼营的灯具比较有限,另一方面从 安装的角度来说不太方便,需要额外拉线驳接这个电容或电阻配件,这将增加了安装的难 度而影响了消费体验,所以目前无法成为市场的主流. 方案二: 减少单线开关(电源电路和控制电路)自身的待机电流 通过减少单线开关的待机电流,将流经电子开关的电流限制在 30uA 以内.要减小开 关的自身功耗:一方面要电子开关自身电源电路(电源变换器)效率要高,功耗要小;