CN101846967A - 一种嵌入式待机节能方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种嵌入式待机节能方法及装置。本方法是将一个控制电路，一个电子开关和一个传感器通过配电插座或供电电缆等形式，嵌入到用电设备与市电之间；用控制电路、电子开关和传感器实现对用电设备待机状态的间歇式供电和同步检测。在用电设备的上电启动和正常工作时，所述传感器将检测到的供电电流变换成相应大小的信号电平输入到所述控制电路，此信号电平若大于甄别门限电平，经所述控制电路转换成幅值保持恒定的脉冲信号输出到所述电子开关，所述电子开关才保持接通而对用电设备正常连续供电。本装置是市电经电子开关和一个传感器后连接含开关电源的用电设备，传感器的输出端经一个控制电路连接所述电子开关的控制端。本发明可方便嵌入用电设备和市电之间实现待机节能，具有体积小，重量轻、可靠、价廉、寿命长特点。

Description

一种嵌入式待机节能方法及装置

技术领域：

本专利涉及一种用电设备中开关电源的待机能耗节省方法及装置。广泛应用于台式电脑、电脑外设、空调、电视机等各种用电设备中，可以节约用电设备关机后的待机电能损耗。

背景技术：

开关电源具有转换效率高、体积小、重量轻等众多优点，目前被所有的用电设备选为供电电源。但是，在用电设备关机后，开关电源存在待机功耗，造成能源的浪费。然而又必须提供这部分能量以确保关机后用电设备的再次启动。因此，如何最大限度地减小待机功耗，适应低碳环保和符合全球各能效监管机构及委员会的规范要求，变得十分重要起来。

发明内容：

本发明的目的在于针对已有技术存在的问题，提供一种嵌入式待机节能方法及装置。采用本发明可以使关机后的开关电源能耗降低至原有能耗的几分之一，既有利于低碳环保又可以满足世界各国降低电能消耗的要求，例如：强制性环保设计指令欧洲EPS标准、美国联邦政府现行的强制性EISA2007标准等。

为达到上述目的，本发明的构思是：本方法在用电设备处于待机状态时，采用间歇式供电与同步检测。当用电设备启动时，一旦检测到供电电流产生陡增的突变，立即使市电转入正常的连续供电状态。

设：间歇式供电与同步检测的时间段宽度为W，间歇式供电的周期为T，则间歇式供电与同步检测用脉冲波形如图1所示。令二者之比：W/T为脉冲占空比；显然，占空比越小，节能效果就越明显。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种嵌入式待机节能方法，其特征在于将一个控制电路、一个电子开关和一个传感器通过配电插座或供电电缆等形式，嵌入到用电设备与市电之间；用所述控制电路、电子开关和传感器实现对用电设备待机状态间歇供电和同步检测。在用电设备的上电启动和正常工作时，所述传感器将检测到供电电流变换成相应大小的信号电平输入到所述控制电路，此信号电平若大于甄别门限电平，经所述控制电路转换幅值保持恒定的脉冲信号输出到所述电子开关，所述电子开关才保持接通而对用电设备正常连续供电。

上述方法中，可调节所述控制电路输出的脉冲占空比。根据权利要求1所述的嵌入式待机节能方法，其特征在于调节所述控制电路输出的脉冲占空比，以改变节能效果；在间歇式检测的甄别能力允许情况下，占空比越小节能效果越明显。

上述电子开关采用MOSFET、或IGBT、或双向晶闸管。

上述传感器采用电流互感器、或霍尔器件、或取样电阻。

一种嵌入式待机节能装置，应用于上述方法，包括一个电子开关，其特征在于市电经所述电子开关和一个传感器后连接含开关电源的用电设备，所述传感器的输出端经一个控制电路连接所述电子开关的控制端。

所述控制电路是一个比较器连接一个脉冲发生器构成，比较器的二个输入端分别接入来自所述传感器检测到的供电电流信号以及门限电平，脉冲发生器输出驱动脉冲信号到所述电子开关的控制端；一个直流电源电路为控制电路提供工作电源。

附图说明：

图1是本发明的用电设备待机采用间歇式供电与同步检测用脉冲波形图。

图2是本发明的嵌入式待机节能装置结构框图。

图3是控制电路产生的脉冲示意图。

图4是本发明嵌入式待机节能装置接线图及控制电路结构框图。

具体实施方式：

本发明的优选实施例结合附图说明如下：

实施例一：参见图1、图2、图3和图4，本嵌入式待机节能方法，其特征在于将一个控制电路4、一个电子开关2和传感器3实现对用电设备5待机态间歇供电和同步检测，在用电设备5上电启动和正常工作时，所述传感器3将检测到的供电电流变换成相应大小的信号电平输入所述控制电路4，此信号电平大于甄别门限电平7，经所述控制电路转换成幅值保持恒定的脉冲信号输出到所述电子开关，所述电子开关才保持接通而对用电设备5正常的连续供电。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

1.用MOSFET或IGBT或双向晶闸管等有源功率器件组成接通和切断通路的无触点电子开关

2；排除了继电器开关触点电蚀寿命短和响应速度慢的缺点。控制端6使MOSFET或IGBT或双向晶闸管等有源功率器件导通即电子开关2导通；控制端6使有源功率器件关断即电子开关2断开。

2.用电流互感器或霍尔IC或取样电阻等器件组成实时检测用电设备的电流的传感器3。

3.将上述电子开关2与传感器3串联后，通过配电插座或供电电缆等形式嵌入到用电设备5与市电1之间。

4.关机后待机态时，传感器3在W期间检测用电设备5的电流；此时电流较小，传感器3输出信号电平低于设定的甄别门限电平7，控制电路4据此产生有高、低电平变化的固定占空比脉冲。此脉冲施加于电子开关2的控制端6。脉冲的高电平期间即间歇式供电与同步检测的时间段宽庋W期间，使电子开关2通，市电1对用电设备5供电；脉冲的低电平期间使电子开关2断，市电1不对用电设备5供电；电子开关2通、断的周期即间歇式供电的周期T。

5.当关机后用电设备5的再次上电启动时，传感器3在W期间检测到用电设备的电流产生陡增的突变，传感器3输出信号电平高于设定的甄别门限电平7，控制电路4产生脉冲10据此变成恒定的高电平。电子开关2亦为恒定的通，电网供电转入正常的连续状态，用电设备5进入上电启动后的正常工况。

6.用电设备5正常工况时，电流大于待机态时电流；传感器3输出信号电平仍然高于设定的甄别门限电平7，控制电路4产生脉冲仍然为恒定的高电平，电子开关2仍然为恒定的通，电网供电仍然为正常的连续状态。

7.用电设备5断电关机时，电流下降为待机态时较小的电流；传感器3输出信号电平低于设定的甄别门限电平7，控制电路4据此产生有高、低电平变化的固定占空比脉冲控制电子开关通、断；电网对用电设备又变成间歇式状态供电。

控制电路产生的脉冲见图3。

实施例三：参见图2，本嵌入式待机节能装置包括一个电子开关2，市电1经所述电子开关2和一个传感器3后连接含开关电源的用电设备5，所述传感器3的输出端经一个控制电路4连接所述电子开关2的控制端6。

实施例四：参见图4，本实施例与实施例三基本相同，特别之处是：所述控制电路4是一个比较器8连接一个脉冲发生器9构成，比较器8的二个输入端分别接入来自所述传感器3检测到的供电电流信号以及门限电平7，脉冲发生器9输出驱动脉冲信号10到所述电子开关2的控制端6；一个直流电源电路11为控制电路4提供工作电源。

本发明与现有方法比较，具有如下显而易见突出实质性特点和显著优点：

1.控制电路可以通过配电插座或供电电缆等多种形式，方便地嵌入到用电设备与市电之间。

2.在节约待机能耗的同时，既不增加用电设备上电启动和断电关机的操作步骤，又不改变使用者原先上电启动和断电关机过程的操作习惯。

3.实施本方法的嵌入式方案及构件具有体积小、重量轻、可靠、价廉和长寿命的特点。

Claims (6)

1.一种嵌入式待机节能方法，其特征在于将一个控制电路(4)、一个电子开关(2)和一个传感器(3)通过配电插座或供电电缆等形式，嵌入到用电设备(5)与市电(1)之间；用所述控制电路(4)、电子开关(2)和传感器(3)实现对用电设备(5)的待机状态间歇供电和同步检测。在用电设备(5)的上电启动和正常工作时，所述传感器(3)将检测到的供电电流变换成相应大小的信号电平输入到所述控制电路(4)，此信号电平大于甄别门限电平(7)，经所述控制电路转换成幅值保持恒定的脉冲信号输出到所述电子开关，所述电子开关才保持接通而对用电设备(5)正常连续供电。

2.根据权利要求1所述的嵌入式待机节能方法，其特征在于调节所述控制电路(4)输出的脉冲占空比，以改变节能效果；在间歇式检测的甄别能力允许情况下，占空比越小节能效果越明显。

3.根据权利要求1所述的嵌入式待机节能方法，其特征在于调节所述电子开关(2)采用MOSFET、或IGBT、或双向晶闸管。

4.根据权利要求1所述的嵌入式待机节能方法，其特征在于所述传感器(3)采用电流互感器、或霍尔器件、或取样电阻。

5.一种嵌入式待机节能装置，应用于根据权利要求1所述的嵌入式待机节能方法，包括一个电子开关(2)，其特征在于市电(1)经所述电子开关(2)和一个传感器(3)后连接含开关电源的用电设备(5)，所述传感器(3)的输出端经一个控制电路(4)连接所述电子开关(2)的控制端(6)。

6.根据权利要求5所述的嵌入式待机节能装置，其特征在于所述控制电路(4)是用一个比较器(8)连接一个脉冲发生器(9)构成，比较器(8)的二个输入端分别接入来自所述传感器(3)检测到的供电电流信号以及门限电平(7)，脉冲发生器(9)输出驱动脉冲信号(10)到所述电子开关(2)的控制端(6)；一个直流电源电路(11)为控制电路(4)提供工作电源。

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