设计难题|设计难题《一》单火取电开关---“鬼火”
一、前言
文章原理来源于网络。
单火线取电开关至今无法攻克的难题，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。目前在做BLE MESH版本的单火线取电开关也遇到了这个问题，现在来分析下灯闪出现的原因。
二、灯闪原因分析
灯闪烁基本出现在LED灯和节能灯上，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。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。
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。
三、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
方式一：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；另一方面要控制电路（如控制芯片、RF无线模块等）要选用低功耗的电子元器件，减小电源的负荷。开关自身整机功耗要限制在0.01W以内，我们可以从理论上计算一下：节能灯的最大不闪烁电流I=30uA，开关和灯串联的，那么待机功耗 P=Ui=220V×30uA=0.0088W=7.33mw; 现在视为理想情况输出效率为100%，若输出电压按Uo=5V计算，那么电子开关自身电源的输出电流Io=P/Uo=0.00733W/5V=1.46mA ,而实际上由于电源开关管的穿透电流在10uA以上，这种电源效率做到100%是不可能的，达到60%以上都极为困难，实际电子开关的电源供给负载的电流达到1mA就不错了。这种方案的优点是电路耗电极低，可以兼营更多的灯具不会出现闪烁情况，但是电子开关自身的电源电路复杂，调试困难，成本较高。
四、总结
现在解决灯闪问题就有这两种方案，我们采用的第二种方式，效果一直不理想，如果有在做这样的产品的朋友可以一起讨论。
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