CN101398674A - 电源电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源电路及其控制方法。该电源电路用于向负载供电，其包括一主电路，用于将外部电路输入的电压进行转换；一待机控制电路，用于控制该主电路的工作状态；一微处理器，用于发送控制信号至该待机控制电路；和一储能电路，用于提供该待机控制电路所需的能量。当该负载由正常工作进入停止状态时，该微处理器发送控制信号使该待机控制电路控制该主电路关闭，该储能电路向该待机控制电路提供控制该主电路再次开启所需的能量。当该负载由停止状态进入正常工作时，该待机控制电路控制该主电路进入正常工作状态，该主电路向该储能电路充电。该电源电路可有效降低待机能耗。

Description

电源电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电源电路及其控制方法。
背景技术
随着电子产品使用的日益广泛，低能耗的电子产品逐渐受到青睐。但是，作为电子产品重要组成部分的电源电路能耗较大。
请参阅图1，其是一种现有技术电源电路的电路结构框图。该电源电路1包括一第一输入端2、一第二输入端3、一继电器4、一主电源5、一副电源6、一微处理器7和一开关8。该副电源6包括一变压器9和一整流滤波电路(未标示)。
该第一输入端2电连接该主电源5，该第二输入端3经由该继电器4电连接该主电源5，该主电源5电连接一负载(图未示)。该第一、第二输入端2、3还分别电连接该变压器9的初级线圈(未标示)的两端，该变压器9的次级线圈(未标示)经由该整流滤波电路电连接该微处理器7。该继电器4的电感线圈(未标示)一端接地，另一端电连接该微处理器7。该开关8一端接地，另一端电连接该微处理器7。
该电源电路1的运作原理如下：
一交流电压经由该第一、第二输入端2、3输入该电源电路1，且经由该副电源6的变压器9和该整流滤波电路而转换为直流电压，该直流电压加载于该微处理器7，使该微处理器7处于上电状态。
该微处理器7上电后，当使用者通过该开关8产生一开机脉冲信号至该微处理器7时，该微处理器7根据该开机脉冲信号发送控制信号至该继电器4，使该继电器4处于导通状态。此时，该第一、第二输入端2、3输入的交流电压加载至该主电源5，并经该主电源5处理后为该负载供电。该主电源5工作后，当使用者通过该开关8产生一关机脉冲信号至该微处理器7时，该微处理器7根据该关机脉冲信号发送控制信号至该继电器4，该继电器4断开，该主电源5无电压输出，该负载停止工作，此时，该电源电路2处于待机状态。
但是，由于该第一、第二输入端2、3始终经由该副电源6提供上电电压至该微处理器7，因此，始终有电压加载至该副电源6的变压器9。由于该副电源6的变压器9能耗较大，因此，即使该电源电路1处于待机状态时，其能耗仍然较大。
发明内容
为了解决现有技术中电源电路待机能耗大的问题，本发明提供一种减小待机能耗的电源电路。
同时也有必要提供一种减小待机能耗的电源电路控制方法。
一种电源电路，其用于向负载供电，包括一主电路、一待机控制电路、一微处理器和一储能电路。该主电路用于将外部电路输入的电压进行转换。该待机控制电路用于控制该主电路的工作状态。该微处理器用于接受该主电路输出的电压，并根据该负载的工作状态，提供控制信号于该待机控制电路。该储能电路用于提供该待机控制电路所需的能量。当该负载由工作状态进入停止工作状态时，该微处理器发送控制信号至该待机控制电路，从而使该待机控制电路控制该主电路关闭，该主电路关闭后，该储能电路向该待机控制电路提供控制该主电路再次开启所需的能量。当该负载由停止工作状态进入工作时，该待机控制电路控制该主电路进入正常工作，该主电路输出的电压向该储能电路充电。
一种电源电路控制方法，其包括如下步骤：提供一主电路，该主电路接收输入该电源电路的电压信号，并转换该电压信号，该转换后的电压信号提供给一微处理器以使该微处理器上电；提供一待机侦测电路、一待机控制电路和一储能电路，该待机侦测电路侦测该负载的工作状态，当该负载由正常工作进入停止工作状态时，该待机侦测电路发送控制信号至该微处理器，该微处理器发送控制信号至该待机控制电路，该待机控制电路控制该主电路关闭，该储能电路向该待机控制电路提供控制该主电路再次开启所需的能量；当该负载由停止工作进入正常工作状态时，该待机侦测电路发送控制信号至该待机控制电路，该待机控制电路控制该主电路进入正常工作，该主电路输出的电压向该储能电路充电。
与现有技术相比，本发明电源电路的微处理器接收该主电路输出的电压，并提供控制信号于该待机控制电路，使该负载停止工作时，该待机控制电路提供控制信号于该主电路，以使该主电路关闭。由于该主电路关闭后，该储能电路向该待机控制电路提供控制该主电路再次开启所需的能量，因此，该电源电路能耗降低。
附图说明
图1是一种现有技术电源电路的电路结构框图。
图2是本发明电源电路的第一实施方式的电路结构框图。
图3是图2所示电源电路的主电路的内部电路示意图。
图4是图2所示电源电路的能量获取电路和储能电路的内部电路示意图。
图5是图2所示电源电路的待机指示电路的内部电路示意图。
图6是图2所示电源电路的待机控制电路的内部电路示意图。
图7是本发明电源电路的第二实施方式的电路结构框图。
具体实施方式
请参阅图2，其是本发明电源电路的第一实施方式的电路结构框图。该电源电路20包括一第一、第二输入端211、212、一能量获取电路22、一整流滤波电路23、一待机指示电路24、一储能电路25、一主电路26、一待机控制电路27、一微处理器28和一待机侦测电路29。
该第一、第二输入端211、212分别是交流电压的火线(Live Line)输入端与零线(Null Line)输入端。该第一、第二输入端211、212输入的交流电压经由该整流滤波电路23整流滤波后，从该整流滤波电路23的输出端231输出一直流电压至该主电路26。该第一、第二输入端211、212输入的交流电压还提供能量给该能量获取电路22。
该主电路26接收该整流滤波电路23输出端231输出的直流电压，并将该直流电压转换后，经由该主电路26的第一、第二输出端260、261向该微处理器28供电。例如：该主电路将该整流滤波电路23输出的直流电压转换为26V和5V，该26V和5V电压分别由该主电路26的第一、第二输出端260、261端输出。该主电路26同时通过其第一、第三输出端260、262向该能量获取电路22供电。
该能量获取电路22分别从该电源电路20的第一、第二输入端211、212、该主电路26的第一、第三输出端260、262获取电压，并于该能量获取电路22的输出端221分别提供电压于该待机指示电路24和该储能电路25。
该待机指示电路24分别从该能量获取电路22的输出端221和该主电路26的第一输出端260接收电压以显示该主电路26的工作状态。
该储能电路25接收并储存从该能量获取电路22输出端221传递的电能，并从该储能电路25的输出端251提供该待机控制电路27控制该电源电路20开/关所需的能量。
该待机侦测电路29通过其输入端291侦测负载(图未示)的信号电压，以判断该电源电路20是否进入待机状态，并经由待机侦测电路29的第一、第二输出端292、293分别发送控制信号至该微处理器28和该待机控制电路27。
该微处理器28接收并分析该待机侦测电路29的第一输出端292、该待机控制电路27的第二输出端272发送的控制信号。依据该控制信号，该微处理器28通过其第一、第二输出端281、282分别发送相应控制信号至该待机控制电路27，其第三输出端283用于控制该负载的工作。
该待机控制电路27通过接收该储能电路25的输出端251输出的电压而上电。该待机控制电路27还分别接收该微处理器28的第一、第二输出端281、282和该待机侦测电路29的第二输出端293发出的控制信号，并通过其第一输出端271控制该主电路26的工作状态。该待机控制电路27根据使用者发出的操作信号，通过其第二输出端272发送控制信号至该微处理器28。
请一并参阅图2、图3，其中图3是图2所示电源电路的20的主电路26的内部电路示意图。该主电路26是一开关电源电路，其包括一变压器263、一开关控制电路(Switch IC)264、一晶体管265和一反馈电路266。该变压器263包括一初级线圈267和一次级线圈268，其中该初级线圈267一侧为该变压器263的初级端，该次级线圈268一侧为该变压器263的次级端。通常，该变压器263初级端的接地电压不为0，而其次级端的接地电压为0，因此，当一电子元件电连接该变压器263初级端的接地端时，定义该电子元件初级端接地。在下文中，用接地表示该电子元件接地电压为0，用初级端接地表示该电子元件电连接该变压器263初级端的接地端。
该初级线圈267的一端经由该晶体管265和一电阻(未标示)而初级端接地，该变压器263初级端的接地端定义为该主电路26的第三输出端262。该次级线圈268一端通过一整流滤波电路(未标示)电连接至该主电路26的第一输出端260，该次级线圈268的一抽头端(未标示)通过另一整流滤波电路(未标示)电连接至该主电路26的第二输出端261，该次级线圈268的另一端接地。因此，该主电路26的输入电压经由该变压器263分压而输出两种不同电压，例如：26V、5V。该开关控制电路264电连接该待机控制电路27的第一输出端271，以接收该待机控制电路27发出的控制信号。该反馈电路266电连接于该主电路26的第二输出端261与该开关控制电路264之间，以将该主电路26的输出电压反馈至该开关控制电路264。该开关控制电路264控制该晶体管265的导通时间以调整该第一、第二输出端260、261输出的电压。
请一并参阅图2、图4，其中图4是图2所示电源电路的20的能量获取电路22和储能电路25的内部电路示意图。该储能电路25包括一储能电容，该储能电容一端接地，其另一端电连接该储能电路25的输出端251和该能量获取电路22的输出端221。
该能量获取电路22包括一大能量获取电路222和第一、第二、第三微能量获取电路223、224、225。该大能量获取电路222和该第一、第二、第三微能量获取电路223、224、225的输出端均连接该能量获取电路22的输出端221。
该大能量获取电路222从该主电路26的第一输出端260获取能量，其包括一二极管(未标示)，该二极管的正极电连接该主电路26的第一输出端260，其负极电连接该能量获取电路22的输出端221。
该第一、第二微能量获取电路223、224分别从该电源电路20的第一、第二输入端211、212获取能量。该第一、第二微能量获取电路223、224电路结构相同。该第一、第二微能量获取电路223、224的输入端分别电连接该电源电路20的第一、第二输入端211、212。该第一微能量获取电路223包括第一、第二电容(未标示)和第一、第二二极管(未标示)。该电源电路20的第一输入端211经由该第一电容电连接该第一二极管的正极，该第一二极管的负极电连接该能量获取电路22的输出端221。该第二电容与该第二二极管组成一并联电路，且该第二二极管的正极接地，其负极电连接该第一二极管的正极。
该第三微能量获取电路225从该主电路26的变压器263的初级接地端，即该主电路26的第三输出端262获取能量。该第三微能量获取电路225的输入端电连接该主电路26的第三输出端262。该第三微能量获取电路225的内部电路与该第一微能量获取电路223相似，不同之处在于：该第三微能量获取电路225的第一电容还可为一电阻或电感。
当该主电路26工作时，该大能量获取电路222和该第一、第二、第三微能量获取电路223、224、225同时向该储能电路25的储能电容供电。当该主电路26处于待机状态时，仅该第一、第二、第三微能量获取电路223、224、225向该储能电容供电。
请一并参阅图2、图5，其中图5是图2所示电源电路的20的待机指示电路24的内部电路示意图。该待机指示电路24包括一电容241、一第一晶体管242、一第二晶体管243、一发光二极管244和一稳压管245。该第一晶体管242是一PNP型双极晶体管，该第二晶体管243是一NPN型双极晶体管。
该第一晶体管242的发射极经由依次串接的一电阻(未标示)和一二极管(未标示)的负、正极电连接该能量获取电路22的输出端221。该第一晶体管242的发射极同时经由该电容241接地。该第一晶体管242的集电极经由该发光二极管244的正极、负极接地。该第一晶体管242的基极经由一电阻(未标示)电连接其发射极，该基极同时经由另一电阻(未标示)电连接该第二晶体管243的集电极，该基极还依次经由一二极管(未标示)的负、正极电连接该主电路26的第一输出端260。该第二晶体管243的发射极接地，其基极经由该稳压管245的正极、负极电连接该第一晶体管242的发射极。
当该主电路26处于工作状态时，其第一输出端260的电压(例如：26V)加载至该第一晶体管242的基极，该第一晶体管242截止，该发光二极管244不发光。
当该主电路26处于待机状态时，该主电路26的第一输出端260无电压输出，该能量获取电路22经由其输出端221对该电容241充电。当该电容241两端电压充电到一定值时，该稳压管245导通，进而使该第二晶体管243导通，该第一晶体管242的基极拉为低电位，从而该第一晶体管242导通，该电容241经由该第一晶体管242和该发光二极管244放电，该发光二极管244发光。
当该电容241两端电压放电到一定值时，该第一晶体管242、第二晶体管243同时截止，该发光二极管244停止发光，该能量获取电路22的第一、第二、第三微能量获取电路223、224、225向该电容241再次充电，当该电压电容241两端电压达到一定值后，该发光二极管244再次发光。因此，当该主电路26处于待机状态时，该电容241不断充、放电，从而该发光二极管244不断闪烁，以显示该电源电路20处于待机状态。
请一并参阅图2、图6，其中图6是图2所示电源电路的20的待机控制电路27的内部电路示意图。该待机控制电路27包括一开关273、一触发器274、一晶体管275、一光耦276和一反向器277。该开关273是使用者手动控制该电源电路20的元件，其可为触摸式开关(Touch Switch)、单向开关或双向开关。该晶体管275是一NPN型双极晶体管，该晶体管275也可为金属氧化物半导体场效晶体管。
该开关273的一端接地，另一端电连接该触发器274，同时经由一二极管(未标示)的负、正极电连接该待机控制电路27的第二输出端272，并经由该第二输出端272电连接该微处理器28。该晶体管275的基极电连接该触发器274，其发射极经由该光耦276的初级端(未标示)而接地，其集电极电连接该触发器274，该集电极同时经由一二极管(未标示)的负、正极电连接该储能电路25的输出端251，因此，该储能电路25向该触发器274和该晶体管275供电。该反向器277的输入端经由该光耦276的次级端(未标示)初级端接地，该反向器277输出端电连接该待机控制电路27的第一输出端271，并经由该第一输出端271电连接该主电路26的开关控制电路264。
该触发器274和该晶体管275的基极分别经由一二极管(未标示)的负、正极电连接该微处理器28的第一、第二输出端281、282。该触发器274还电连接该待机侦测电路29的第二输出端293。
请一并参阅图2至图6，该电源电路20的运作原理如下：
当该电源电路20的第一、第二输入端211、212输入交流电压后，该交流电压经由该整流滤波电路23整流滤波后加载至该主电路26的变压器263的初级线圈267。
当使用者要打开该电源电路20时，其按下该待机控制电路27的开关273，该开关273产生一触发脉冲，该触发脉冲使该触发器274对应产生一开机脉冲信号至该晶体管275的基极，该晶体管275导通。该储能电路25的电压依次经由其输出端251和该晶体管275加载于该光耦276的初级端，从而使该光耦276的初级端、次级端依次导通，该反向器277的输入端电位拉为低电位。该反向器277的输出端经由该待机控制电路27的第一输出端271输出一高电压信号使该主电路26的开关控制电路264开始工作。该开关控制电路264控制该主电路26的晶体管265的导通时间，从而使该主电路26的第一、第二输出端260、261输出电压，进而使该微处理器28控制该负载的工作。同时，该微处理器28经由其第一、第二输出端281、282分别发送控制信号至该待机控制电路27的触发器274和晶体管275，以锁定该触发器274和晶体管275的工作状态。
当使用者要关闭该电源电路20时，使用者再次按下该待机控制电路27的开关273，该开关273产生一关机脉冲信号至微处理器28。该微处理器28根据该关机信号，于该微处理器28的第二输出端282加载一低电位于该待机控制电路27的晶体管275基极，该晶体管275截止，进而使该光耦276截止。该反向器277的输入端电位拉为高电位，该反向器277的输出端经由该待机控制电路27的第一输出端271输出一低电压信号使该主电路26的开关控制电路264停止工作，进而该变压器263停止工作。该主电路26的第一、第二输出端260、261无电压输出，该待机指示电路24的发光二极管244开始闪烁，且该微处理器28和负载停止工作。该微处理器28解除对该待机控制电路27的触发器274的锁定。
当该电源电路20用于液晶显示器时，该负载可为液晶面板、逆变器(Inverter)和通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)接口等其它用电元件。下面以该负载为液晶面板为例，说明该电源电路20的待机原理：
当该电源电路20正常工作时，该待机侦测电路29经由其输入端291侦测输入该液晶面板的电压信号，例如：数字视讯接口(Digital Visual Interface，DVI)信号、视频图像阵列(Video Graphics Array，VGA)接口信号、高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)信号的信号电压。若该待机侦测电路29没有侦测到该信号电压，其发送一待机信号至该微处理器28，该微处理器28根据该待机信号，于其第二输出端282加载一低电位于该待机控制电路27的晶体管275，该晶体管275截止，进而使该光耦276截止，该反向器277的输入端电位拉为高电位，该反向器277的输出端通过该待机控制电路27的第一输出端271输出一低电压信号使该主电路26的开关控制电路264停止工作，进而该变压器263停止工作。该主电路26的第一、第二输出端260、261无电压输出，该待机指示电路24的发光二极管244开始闪烁，以指示该电源电路20处于待机状态，同时该微处理器28停止工作。此时，该微处理器28解除对该待机控制电路27的触发器274的锁定。
该电源电路20进入待机状态后，若该待机侦测电路29经由其输入端291侦测到输入该液晶面板的电压信号，该待机侦测电路29通过其第二输出端293发送一脉冲信号使该待机控制电路27的触发器274产生一开机脉冲信号至该晶体管275的基极，该晶体管275导通。该储能电路25的输出端251加载电压于该光耦276的初级端，从而使该光耦276的初级端、次级端依次导通，该反向器277的输出端拉为低电位。该反向器277的输出端通过该待机控制电路27的第一输出端271输出一高电压信号使该主电路26的开关控制电路264开始工作，从而使该主电路26的第一、第二输出端260、261输出电压，进而该微处理器28控制负载的工作。该微处理器28同时经由其第一、第二输出端281、282发送控制信号，以锁定该待机控制电路27的触发器274和晶体管275的工作状态。
与现有技术相比，本发明的电源电路20在进入关机或待机状态时，该主电路26停止工作，因此，该电源电路20较现有技术的电源电路能耗降低。该电源电路20还可通过该待机控制电路27侦测该负载的工作状态，若负载停止工作，则该电源电路20自动进入待机状态，从而使该主电路26停止工作，该电源电路20的能耗更加降低。
与现有技术相比，本发明的电源电路20经由该能量获取电路22向该储能电路25供电。当该电源电路20在进入关机或待机状态时，该第一、第二、第三微能量获取电路223、224、225向该储能电路25供电，而该电源电路20正常工作时，该大能量获取电路222也向该储能电路25供电，因此，加快了该储能电路25充电的速度。同时，经由该待机指示电路24的发光二极管244的是否闪烁，使用者可以更清楚的判断该电源电路20的工作状态。
请参阅图7，是本发明电源电路的第二实施方式的电路结构框图。该电源电路30与该电源电路20的区别在于：该电源电路30的第一输入端311电连接该整流滤波电路33，其第二输入端312经由一继电器313电连接该整流滤波电路33。当该电源电路30进入关机或待机状态时，该待机控制电路37发送控制信号使该继电器313断开，使该电源电路30的主电路36停止工作，以达到降低能耗的目的。

Claims (10)

1.一种电源电路，其用于向负载供电，包括一主电路，用于将外部电路输入的电压进行转换；一微处理器，用于接受该主电路输出的电压，并根据该负载的工作状态，提供控制信号；其特征在于：该电源电路还包括一待机控制电路，用于控制该主电路的工作状态；一储能电路，用于向该待机控制电路供电，当该负载由工作状态进入停止工作状态时，该微处理器发送控制信号至该待机控制电路，从而使该待机控制电路控制该主电路关闭，该主电路关闭后，该储能电路向该待机控制电路提供控制该主电路再次开启所需的能量；当该负载由停止工作状态进入工作时，该待机控制电路控制该主电路进入正常工作，该主电路输出的电压向该储能电路充电。
2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：该主电路包括一开关控制电路、一晶体管和一变压器，该变压器包括一初级线圈和一次级线圈，该初级线圈一端接收外部电路输入的电压，另一端经由该晶体管初级端接地，该次级线圈一端电连接该微处理器，另一端接地，该开关控制电路提供控制信号于该晶体管，以控制该晶体管的导通时间，调整该变压器的输出电压。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于：该待机控制电路包括一开关，用于打开或关闭该主电路；一晶体管，用于控制该主电路的开关控制电路的工作状态；一触发器，用于产生一脉冲信号，使该待机控制电路的晶体管导通；一光耦和一反向器，该待机控制电路的晶体管的基极电连接该触发器，其发射极依次经由该光耦和该反向器电连接该主电路的开关控制电路，其集电极和该触发器分别电连接该储能电路，该开关一端接地，另一端分别与该触发器和该微处理器电连接。
4.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于：该微处理器包括一第一、第二输出端，该储能电路包括一电容，该微处理器的第一输出端电连接该触发器，该微处理器的第二输出端电连接该待机控制电路的晶体管的基极，该电容一端接地，另一端电连接该触发器和该待机控制电路的晶体管的集电极。
5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：该电源电路还包括一待机侦测电路，该待机侦测电路用于侦测该负载的工作状态，并根据该负载的工作状态，分别提供关机控制信号和开机控制信号至该微处理器和该待机控制电路。
6.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于：该电源电路还包括一能量获取电路，该能量获取电路向该储能电路提供能量，该能量获取电路包括一大能量获取电路，从该主电路的输出端获取能量；一第一、第二微能量获取电路，分别从该电源电路的输入端获取能量；一第三微能量获取电路，从该主电路变压器的初级接地端获取能量。
7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于：该第三微能量获取电路包括一第一电容、一第一二极管、一第二电容和一第二二极管，该第一电容、第一二极管依次串接，该第二电容与该第二二极管并联于该第一二极管的阳极与地之间。
8.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于：该电源电路进一步包括一待机指示电路以显示该主电路的工作状态，该待机指示电路包括一电容、一第一、第二晶体管、一稳压管和一发光二极管，该电容一端接地，另一端电连接该能量获取电路，该第一晶体管的发射极电连接该能量获取电路，其集电极经由该发光二极管接地，其基极分别电连接其发射极、该第二晶体管的集电极和该主电路，该第二晶体管的发射极接地，其基极经由该稳压管电连接该第一晶体管的发射极。
9.一种电源电路的控制方法，其包括如下步骤：
a.提供一主电路，该主电路接收输入该电源电路的电压信号，并转换该电压信号，该转换后的电压信号提供给一微处理器以使该微处理器上电；
b.提供一待机侦测电路、一待机控制电路和一储能电路，该待机侦测电路侦测该负载的工作状态，当该负载由正常工作进入停止工作状态时，该待机侦测电路发送控制信号至该微处理器，该微处理器发送控制信号至该待机控制电路，该待机控制电路控制该主电路关闭，该储能电路向该待机控制电路提供控制该主电路再次开启所需的能量；当该负载由停止工作进入正常工作状态时，该待机侦测电路发送控制信号至该待机控制电路，该待机控制电路控制该主电路进入正常工作，该主电路输出的电压向该储能电路充电。
10.如权利要求9所述的电源电路的控制方法，其特征在于：该负载是一液晶面板，该待机侦测电路通过侦测输入该液晶面板的数字视讯接口信号或视频图像阵列接口信号或高清晰度多媒体接口信号的信号电压来判断该液晶面板是否正常工作。
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