單火線智能開關的概念
眾所周知，國內220V電網市電有兩根線：一根火線和一根零線，此外為了保護人身安全有些電器加設了一根保護地線。當用電器同時接入火線和零線時，就會形成電流，用電器才能正常工作。.
傳統的機械墻壁開關盒：利用彈簧和機械結構控制火線的通斷，一進一出兩根線實際都是火線，這種接法就是“單火線”。
單火線智能開關：在“單火線”的接法上為傳統開關增加了一些智能化功能，比如自我保護、遠程遙控家電、電力計量等功能。
單火線智能開關的優點
- 單火線供電控制，直接替換原有墻壁普通機械開關，無需改動任何線路，可手控也可遙控，相互無影響。
- 采用多路單火線供電技術，待機功耗更小，并且，供電不分主次。有效避免了有一路燈具損壞而導致整個產品不能使用的情況發生.
- 超低的待機功耗，設有過流過壓保護，并在抗干擾方面有非常好的表現.
單火線智能開關神奇的地方就在于僅有一根火線輸入，怎么做到給開關內部模塊供電呢?
接下來為講解一下單火線的智能開關的取電原理：
簡而言之，單火線取電分兩個狀態：燈關閉（Relay off），燈打開（Relay on）
1.Relay off --> Light off（繼電器斷開，負載燈熄滅）
通俗的理解，可以把 負載燈 等效為一個 電阻，此時電路和常規的開關電源電路無差別，只是串聯一個電阻在N線上，電源系統可工作正常.
繼電器驅動可以正常控制繼電器閉合.
2.Relay off --> Relay on（繼電器由斷開，變為閉合）
從下圖看出，當按下開關，Relay 由 off 變為 on 后，AC/DC模塊由于繼電器的閉合而被短路，AC/DC模塊不再供電給后端，此時無法再控制繼電器.
那么在Relay on時就需要設計額外的電路（這里我們稱之為‘取電模塊 ’）
3.Relay on --> Light on (繼電器閉合，負載燈點亮)
3.1 當交流電在正半波，取電模塊輸入和GND沒有形成電勢差，取電模塊無法工作，Q2不導通，此時電流通過D18形成回路給負載燈供電.
3.2 當交流電在負半波時，電流通過D7對C8進行充電，當達到VR1的閾值后對C10進行充電，達到U2比較器的反轉電壓后，LM321的4腳輸出高電平，驅動MOS，Q2導通，電流通過Q2給負載燈供電.( Q7為增加的遲滯電路，當C8電容無法再維持1腳高于3腳電勢時，再下一個負半波重復上述過程，通過D7給C8再次充電，開燈時幾乎所有電流都從MOS流過，只有短暫的時間是通多D18給負載燈供電，溫升的問題就很容易解決了.)
以上就是單火線供電的工作原理，單火線技術的好處我們上面已經講過了，那么單火線技術存在什么缺陷呢？
單火線智能開關的技術缺陷------- “鬼火”.
單火線取電技術的難點在于，在燈具關閉時，單火智能開關是和燈具串聯后接入電網的，所以流過智能開關和燈具的電流大小是一樣的，電流小會導致智能開關電路不能工作，如果電流過大就會導致燈具會有間歇性閃爍（俗稱“鬼火”）等問題.
簡單的等效電路：
產生鬼火的根本原因：當AC/DC電源模塊工作時，單火線智能開關內部的等效電容C1與負載LED燈內部等效電容C2串聯，承擔AC輸入電壓；根據電容的分壓原理，燈的電容C2越小則其等效阻抗越大，C2兩端的電壓越高，這樣的情況下，燈內的電路就更容易啟動，出現微亮或者閃爍.
從單火線智能開關的設計角度看，如何盡可能的避免用戶的燈具出現“鬼火”？
由上述的對“鬼火”產生的原因分析可以看出，我們在設計單火線智能開關的時候就需要盡可能的減少AC/DC電源模塊以及控制模塊的消耗功率.
基于PI超低待機功耗芯片（LNK3202D ）（5mW）電源demo進行負載測試.（Load用來模擬無線模塊的損耗）
測試數據如下：
從上述數據可以看出，針對這款3W的LED燈測試，當load電流大于4mA時，LED就會出現微亮的現象.
現有的技術條件下，單火線智能開關的無線模塊選擇BLE或者ZigBee是不存在問題的，需額外注意，WiFi模組的話，可能會存在不小的問題；
附件為PI的單火線demo設計文件資料，可供參考學習。
