CN101635513B - 一种待机电路 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电源技术领域，提供了一种待机电路，所述的待机电路包括待机电源、电源管理MCU、继电器和变压器，所述的待机电源包括跨接在主电源火线和零线之间的X电容和整流稳压电路，流过所述X电容的电流输入到所述整流稳压电路，所述整流稳压电路用来对输入的电流整流稳压后作为待机电源，在待机时给所述电源管理MCU供电并且在所述继电器吸合时提供电源。本发明提供的技术方案中待机电源采用直接提取X电容电流的方法，不需要采用高频开关和变压器等元器件，具有损耗低和成本低的优点；并且电路简单可靠，无开关电源的传导、辐射问题。

Description

一种待机电路
技术领域
本发明属于电源技术领域，尤其是涉及低功耗待机电路。
背景技术
现在人们对环保节能越来越重视，尤其在家电产品行业，对家电的待机功耗要求越来越高，如电视机的待机功耗要求从5W到3W到1W，欧洲将来甚至要求到0.3W。按照传统的待机方案已经不能满足越来越低的待机功耗要求。
请参阅图1，是目前电视机中待机电路图。该待机电路图包括：交流电输入(INPUT)，待机电源，用于电源管理的微控制器(MCU)，红外信号接收器GR1，继电器K1，交流电输出(AC_out)。该红外信号接收器GR1接收遥控器发出的红外信号，该红外信号包括待机信号和开机信号，当红外信号接收器GR1接收到开机信号时，该MCU第6脚输出高电平，继电器K1吸合。继电器K1吸合所需要的能量由待机电源输出的+5V电压提供。继电器K1吸合后，交流电输出端(AC_out)与交流电输入端(INPUT)连通，主电源(图未示)工作；当红外信号接收器GR1接收到待机信号时，MCU第6脚输出低电平，继电器K1处于断开状态，交流电输出端(AC_out)与交流电输入端(ACINPUT)断开，该待机电源继续工作，为电源管理的微控制器(MCU)(以下简称MCU)供电，主电源(图未示)停止工作。
该待机电源是传统的开关电路，其包括开关电路的基本组成部分：交流输入整流、滤波电路，开关变压器，开关电源控制器及开关管，反馈控制电路，输出电路等电路组成。待机电源的地分初级端(热地)和次级端(冷地)，初级与次级端以开关变变压器隔离，次级输出+5V电压提供给MCU。MCU置于次级端。现有的待机电源存在如下缺点：1、其电路复杂，使用元器件多，成本高，可靠性低；2、由于采用的是开关电源，其控制器、反馈控制电路自身工作需要消耗能量，高频的开关工作过程存在开关损耗、变压器损耗等。因此空载时，其自身消耗的功率就接近1W左右，再加上给MCU供电，总的待机功率只能做到1W以上，难以实现0.3W或0.1W的更高的低功耗要求；3、开关电源存在传导、辐射的干扰问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种待机电路，旨在解决现有技术中存在的待机电路待机功耗过高的问题。
本发明是这样实现的，一种待机电路，所述的待机电路包括待机电源、电源管理MCU、继电器和变压器，所述的待机电源包括跨接在主电源火线和零线之间的X电容和整流稳压电路，流过所述X电容的电流输入到所述整流稳压电路，所述整流稳压电路用来对输入的电流整流稳压后作为待机电源，在待机时给所述电源管理MCU供电并且在所述继电器吸合时提供电源，所述的待机电源具体包括第一电容(C1)、第二电容(CX)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)和稳压管(VD1)，所述第二电容(CX)一端连接所述主电源火线，另一端连接所述第一二极管(D1)负极，所述第一二极管(D1)正极连接所述主电源零线，所述第二二极管(D2)正极连接至所述第一二极管(D1)的负极，所述第二二极管(D2)负极经所述第一电容(C1)连接至所述第一二极管(D2)正极；所述稳压管(VD1)与所述第一电容(C1)并联，且其负极连接至所述第二二极管(D2)的负极。
所述的第二电容(CX)的值为0.33uF。
所述的第一电容(C1)的值为2200uF以上。
所述待机电源的输出为+5V电压。
所述的待机电源还用来给红外接收器供电。
本发明克服现有技术的不足，在主电源的交流输入线和零线之间接入X电容，提取流过X电容的电流并整流稳压后作为待机电源，输出给电视机电源管理MCU作为其待机时的供电电源，待机电路中的继电器在吸合时由待机电源供电，在开机状态时由主电源供电。本发明提供的技术方案中待机电源采用直接提取X电容电流的方法，不需要采用高频开关和变压器等元器件，具有损耗低和成本低的优点；并且电路简单可靠，无开关电源的传导、辐射问题。
附图说明
图1是现有待机电路的电路图；
图2是本发明实施例提供的待机电路原理图；
图3是本发明实施例提供的待机电路的电路图。
具体实施方式
本发明提供的技术方案是：在主电源的交流输入火线和零线之间接入X电容，提取流过X电容的电流并整流稳压后作为待机电源，输出给电视机电源管理MCU作为其待机时的供电电源，待机电路中的继电器在吸合时由待机电源供电，在开机状态时由主电源供电。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的待机电路原理图如图2所示，包括交流电输入端(AC_in)、交流电输出端(AC_out)、待机电源、电源管理MCU、继电器K1，红外接收器GR1和变压器T1，其中，待机电源包括X电容和整流稳压电路，X电容跨接于主电源火线(L)和零线(N)之间，流过该X电容的交流电流经过整流稳压电路整流稳压后输出+5V电压(+5VSB)作为待机电源给电源管理MCU及红外接收器GR1等待机相关电路供电。红外接收器GR1接收到开机信号时，电源管理MCU控制继电器K1吸合，待机电源的储能电容C1给继电器K1供电使得其吸合，继电器K1吸合后，交流电输出端(AC_out)与交流电输入端(AC_in)连通，主电源工作，通过变压器T1向继电器供电。
参见图3，是本发明待机电路图。该待机电路包括交流电电源输入插座P1，待机电源，电源管理MCU，继电器K1，红外接收器GR1，变压器T1。该红外接收器GR1接收外部输入的红外遥控信号，并且输出相应的控制信号至电源管理MCU，该电源管理MCU根据控制信号控制继电器K1，该继电器K1由该待机电源与主电源的T1变压器的一组绕组分时供电。继电器K1吸合后，交流电输出端(AC_out)与交流电输入端(AC_in)连通并向主电源供电，主电源工作，通过变压器T1的绕组向继电器供电。该绕组的一端接待机电源的地(图3中交流电的N线)，另一端接整流二极管D4，经D4整流后得到电压经滤波电容滤波后给继电器供电。
该待机电路中，电源管理MCU、继电器K1、红外接收器GR1、变压器T1的绕组(5、6脚)等电路以交流电N线共地(GND)，与主电源地(PGND)以及系统地(AGND即次级端的冷地)隔离。
该待机电源包括一第一电容C1，一第二电容CX，一第一二极管D1，一第二二极管D2以及一稳压管VD1。该第二电容CX、该第一二极管D1与该交流电电源输入插座P1串联，并且该第一二极管D1的负极与该第二电容CX连接；该第二二极管D2的正极连接至该第一二极管D1的负极，其负极经该第一电容C1连接至该第一二极管D2的正极；该稳压管VD1与该第一电容C1并联，且其负极连接至该第二二极管D2的负极。该第一二极管D1与该第二二极管D2起整流作用，该第一电容C1起滤波作用。
通过该交流电电源输入插座P1流过第二电容CX的50Hz交流电电流经过起整流作用的第一二极管D1和第二二极管D2整流，取得直流电流向起滤波作用的第一电容C1充电。当该第一电容C1电压达到该稳压管VD1击穿电压时，该第一电容C1电压被该稳压管VD1钳位在+5V。+5V电压作为以GND为地的所有电路的供电电压。该第二电容CX取值可以以满足以GND为地的电路中除该继电器K1以外的所有电路的供电电流(＜＝5mA)为准。该继电器K1在吸合瞬间，其电流主要由第一电容C1提供。该继电器K1吸合后，主电源工作，继电器K1电流由变压器T1的N8绕组提供。MCU上电后，通过红外接收器GR1接收遥控信号，经三极管Q1放大后控制继电器K1的吸合与断开。
待机时，MCU第6脚输出低电平，Q1截止，继电器K1处于断开状态。当电源管理MCU接到开机信号，MCU第6脚输出高电平，继电器K1吸合。继电器K1吸合所需要的能量由储能电容C1提供。继电器K1吸合后，主电源工作，通过变压器T1向继电器K1供电。实际应用本发明技术方案时，储能电容C1的容量可以在2200uF以上，MCU工作电压足在2.5V～5.5V之间即可保证在主电源启动并为继电器供电前储能电容C1的电压高于MCU的最低工作电压和继电器的释放电压(＜2V)。
红外信号接收器GR1接收红外信号后从IR脚输出遥控信号到MCU的第4脚，同时红外信号接收器GR1的IR脚接到光耦UR1的第2脚。在系统开机状态下，红外信号接收器GR1输出的遥控信号通过光耦UR1到次级端的系统中央控制器，并为其提供遥控信号。
图3中，第一电容C1、第二电容CX、第一二极管D1、第二二极管D2和稳压管VD1组成了一个完整的待机电源。当第一二极管D1短路时，第二电容CX即为传统电源中X电容(连接在主电源火线和零线之间的电容，用来消除差模干扰)。取第二电容CX的电容值为0.33uF，当交流输入电压为110Vac时，流过CX的电流约11.4mA。电路中加入第一电容C1、第一二极管D1、第二二极管D2和稳压管VD1(稳压管取5V)后，流过CX的11.4mA电流被整流滤波后得到5.7mA电流流过VD1，并在C1上保持了5V电压，此时待机电源的功耗为W＝5V*5.7mA＝28.5mW。图3中采用的MCU、GR1等由待机电源供电的电路总电流小于5mA，则C1电压可以维持5V不变。当交流输入电压为220Vac(此时CX电容值为多0.33uF)时，流过CX的电流为22.8mA，待机功耗为57mW。实现了小于0.1W的低功耗待机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种待机电路，所述的待机电路包括待机电源、电源管理MCU、继电器和变压器，其特征在于，所述的待机电源包括跨接在主电源火线和零线之间的X电容和整流稳压电路，流过所述X电容的电流输入到所述整流稳压电路，所述整流稳压电路用来对输入的电流整流稳压后作为待机电源，在待机时给所述电源管理MCU供电并且在所述继电器吸合时提供电源，所述的待机电源具体包括第一电容(C1)、第二电容(CX)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)和稳压管(VD1)，所述第二电容(CX)一端连接所述主电源火线，另一端连接所述第一二极管(D1)负极，所述第一二极管(D1)正极连接所述主电源零线，所述第二二极管(D2)正极连接至所述第一二极管(D1)的负极，所述第二二极管(D2)负极经所述第一电容(C1)连接至所述第一二极管(D2)正极；所述稳压管(VD1)与所述第一电容(C1)并联，且其负极连接至所述第二二极管(D2)的负极。
2.根据权利要求1所述的待机电路，其特征在于，所述的第二电容(CX)的值为0.33uF。
3.根据权利要求1所述的待机电路，其特征在于，所述的第一电容(C1)的值为2200uF以上。
4.根据权利要求1所述的待机电路，其特征在于，所述待机电源的输出为+5V电压。
5.根据权利要求1所述的待机电路，其特征在于，所述的待机电源还用来给红外接收器供电。
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