智能开关面板

背景

家中原有的智能开关坏了,所以更换了小米的智能开关。发现当时装修的时候为了能够使用智能开关,预埋了零线。而现在小米智能开关竟然出了单火、零火通用的面板。究竟什么是单火?什么是零火?一直不太清楚,也不太知道其中的原理,所以借着这次更换小米智能开关的契机,了解一下相关的知识。

基础概念

火线、零线、地线

  • 火线(Line)

火线(也称相线),在照明电路里火线对地电压为220V

  • 零线(Null)

零线是由发电机或变压器二次侧中性点(N)引出的线路,与相线(L)构成回路,对用电设备进行供电。

  • 地线(Earth)

地线是在电系统或电子设备中,接大地、接外壳或接参考电位为零的导线。一般电器上,地线接在外壳上,以防电器因内部绝缘破坏外壳带电而引起的触电事故。地线是接地装置的简称。

通常照明电路中火线接电灯,再把电灯接零线,于是形成了电流回路,电灯正常工作。

控制线

通常由火线接入开关,开关连接控制线,控制线连接电灯,电灯连接零线,最终形成回路即可使用。

智能开关

智能开关的本质就是,面板中有一个芯片,此芯片使用无线传输技术(例如蓝牙、wifi、ZigBee等)和中枢网关通信,来实现智能控制用电器的开关。
由于需要实时传输信息,所以这个芯片必须时刻有电供应,这就使智能开关面临一个问题。传统的开关面板中只有火线和控制线,无法形成电流回路,也就无法时时刻刻给芯片供电。因此要求开关槽中要预埋零线。
当有零线时,火线通过芯片再通过零线,形成电路回路,芯片即能发挥作用传输信息,来控制开关。

单火线取电技术

随着技术的发展,各大厂商又研究出一种单火线取电技术,保证了芯片长期通电,也就不再需要零线了,这就是「单火版」智能开关。
那什么是单火线取电技术呢?

就是使用一个超微功耗模块,它可以在电流极小但电压较大的情况下以极小功耗工作,也可以在较大电流但较小电压下以极小功耗工作。

当开关断开时,只需很小很小电流即可使芯片工作,这个电流需要小到无法使正常负载(即电灯)工作。这样一来整个电路中其实是有微电流通过的,芯片可以正常工作传输信号。但电灯却不会亮。

当然,当开关打开的时候,这个超微功耗模块可以在较大的电流中但电压较小的情况下使用,也不影响正常负载。

缺点

“单火线”是相对电子开关盒来说的(只需要接入火线到开关盒中,不需要接入零线到开关盒中),对整个电路来说,实际上也是经过零火线来工作的,只不过借用了灯具作为连接零线的通路。
这就产生了一个问题,由于节能灯或LED类灯具只要通过很小的电流,在关灯时都会产生闪烁发光现象,特别是LED灯闪光的时候非常亮。

由此可见,如果有可能还是尽量预埋零线比较好。