CN102256087B - 一种低功耗待机电路及电视机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低功耗待机电路及电视机，包括遥控接收头、待机时用于接收开机指令的处理器、以及阻容降压电路和开关电路；所述阻容降压电路连接交流电源输入端，将输入的交流电源转换成低压直流电源为所述的处理器和遥控接收头供电；所述处理器根据接收到的开机/待机指令控制连接在交流电源输入端与主电源电路之间的开关电路导通或者关断。本发明的待机电路利用简单的几个器件直接将输入到系统的交流电源转换成待机电源为待机时仍需工作的负载供电，由此可以彻底切断系统中原有的主电源电路，实现整机功耗的大幅降低，有效解决了电子系统待机功耗严重的问题，尤其适用于价格竞争相对激烈的电视机产品中。

Description

一种低功耗待机电路及电视机

技术领域

本发明属于待机电路技术领域，具体地说，是涉及一种可降低待机功耗的控制电路以及采用所述低功耗待机电路设计的电视机。

背景技术

在目前的电视产品中一般都设置有电源板和主板，电源板用于将外部的交流市电转换成主板上各用电负载所需的工作电压，为主板供电。当电视机处于待机状态时，为了使电视机能够接收遥控器或者按键板发出的开机指令，实现电视机的准确启动，需要电视机主板上的主芯片或者专门设置的待机MCU仍然处于上电工作状态。这就要求电视机电源板上的部分电路（例如滤波电路、整流电路、待机电源电路等）必须继续工作，产生主芯片或者待机MCU工作所需的供电电压，由此必然会在电源板上产生一部分能量损耗。

由于待机损耗主要出现在主板和电源板上，为了降低待机功耗，满足电视产品节能环保的设计要求，因此，目前通常采用的解决方案是尽量减小主板上待机时的负载或者提高电源板的效率，但是整机待机功耗最小也只能做到0.5W左右，在抑制待机功耗方面仍然不尽理想。

发明内容

本发明为了解决现有待机电路功耗大的问题，提出了一种低功耗待机电路，以实现整机待机功耗的有效控制。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种低功耗待机电路，包括遥控接收头、待机时用于接收开机指令的处理器、以及阻容降压电路和开关电路；所述阻容降压电路连接交流电源输入端，将输入的交流电源转换成低压直流电源为所述的处理器和遥控接收头供电；所述处理器根据接收到的开机/待机指令控制连接在交流电源输入端与主电源电路之间的开关电路导通或者关断。

为了使待机功耗得到有效控制，应采用尽量少的元器件构建所述的阻容降压电路，在本发明的阻容降压电路中包含有电容器、电阻、稳压管和整流二极管；所述电容器和电阻并联后，一端连接交流电源输入端的火线，另一端分别与稳压管的阴极和整流二极管的阳极相连接，所述稳压管的阳极连接零线，整流二极管的阴极连接所述处理器和遥控接收头的供电端。

其中，所述电容器的容值可以根据所述处理器和遥控接收头所要求的输入电流大小进行确定。

优选的，在所述交流电源输入端的火线中还可以进一步串联限流电阻。

进一步的，在所述整流二极管的阴极与交流电源输入端的零线之间还连接有相互并联的滤波电容和稳压二极管，用于对通过所述阻容降压电路输出的低压直流电源做进一步滤波稳压处理。

作为所述开关电路的一种优选设计方式，在所述开关电路中包含有一继电器，所述继电器的常开触点串联在所述交流电源输入端与主电源电路之间，继电器线圈的通电回路在所述处理器的控制下通断。

进一步的，在所述继电器线圈的两端并联有一储能电容，所述继电器线圈的一端一方面连接第二整流二极管的阴极，所述第二整流二极管的阳极连接交流电源输入端的零线，另一方面通过一电阻和电容的并联支路连接所述交流电源输入端的火线，所述继电器线圈的另一端连接所述的处理器或者通过一开关器件接地，所述开关器件的控制极接收所述处理器发出的通断控制信号。

优选的，所述开关器件为可控硅，所述可控硅的阳极连接继电器线圈，阴极接地，控制极连接所述处理器的通断控制信号输出端。

再进一步的，所述处理器为一颗低功耗MCU，连接所述遥控接收头的输出端，在接收到遥控接收头输出的开机指令时，控制所述开关电路导通，使交流电源输入端与主电源电路连通；通过所述遥控接收头输出的遥控指令经光电隔离电路处理后，传输至系统主芯片，所述系统主芯片连接所述的MCU，将接收到的待机指令传输至MCU，进而通过MCU控制所述开关电路关断，切断主电源电路的交流供电，以大幅降低待机功耗。

基于上述低功耗待机电路结构，本发明又提供了一种采用所述低功耗待机电路设计的电视机，包括交流电源输入端、为电视机主板上各用电负载提供工作电压的主电源电路以及遥控接收头、待机时用于接收开机指令的处理器、阻容降压电路和开关电路；所述阻容降压电路连接交流电源输入端，将输入的交流电源转换成低压直流电源为所述的处理器和遥控接收头供电；所述处理器根据接收到的开机/待机指令控制连接在交流电源输入端与主电源电路之间的开关电路导通或者关断。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的待机电路利用简单的几个器件直接将输入到系统的交流电源转换成待机电源为待机时仍需工作的负载供电，由此可以彻底切断系统中原有的主电源电路，实现整机功耗的大幅降低，从而有效地解决了电子系统待机功耗严重的问题，在性能和成本上更加具有竞争力。同时，也为解决电器设备的待机控制问题提供了一种很好的设计思路，尤其适用于价格竞争相对激烈的电视机产品中。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有电视机电源板的一种实施例的电源电路设计原理框图；

图2是本发明所提出的低功耗待机电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

实施例一，本实施例以电视产品为例进行说明。

在现有的电视机电源板上，其电源电路主要由交流电源输入端、滤波电路、整流电路、开关电源、电源管理芯片和待机电源电路等主要组成部分，参见图1所示。外部的交流市电经交流电源输入端接入后，首先通过滤波电路进行滤波处理，然后传输至全桥整流电路进行交流电源到直流电源的整流变换，输出的直流电源一方面通过待机电源电路生成电源管理芯片所需的工作电压Vcc，以及主板上系统主芯片（或者待机MCU）和其他待机电路（比如遥控接收头等）所需的待机电压Vstb；另一方面为开关电源提供初级电压。所述开关电源在电源管理芯片的控制作用下，将初级电压转换成多路不同幅值的直流电压，即主板上各用电负载所需的各路工作电压，为主板上的系统主芯片、伴音通道、显示屏和其他功能电路供电。系统主芯片在进入正常工作状态后，根据用户的遥控指令或者按键指令通过其各路输出通道控制相应的功能电路运行，以响应用户的操作。

为了使电视机在待机时，系统主芯片或者待机MCU能够对遥控开机指令和按键开机指令进行接收，以准确地控制整机开机工作，必须使系统主芯片或者待机MCU始终处于上电工作状态，其供电电压由电源板输出的待机电压Vstb提供。为了获得所述的待机电压Vstb，就要求电源板上的滤波电路、整流电路和待机电源电路在待机时仍处于运行状态，由此便产生了较大的功率损耗，导致整机待机功耗很难达到0.1W以下。

为了降低电源板的待机功耗，本实施例在电源板上利用几个简单的元器件重新设计待机电路，从交流电源输入端直接获取交流电源并转换成待机电压Vstb，为待机时需要运行的负载供电，由此可以彻底关掉原有电源板上产生较大待机功耗的滤波电路和整流电路（此时，待机电源电路无需设置），使整机的待机功耗得到有效地控制。

下面以电视机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述低功耗待机电路的具体组成结构及其工作原理。

参见图2所示，本实施例的待机电路主要由阻容降压电路A和开关电路K1组成。其中，阻容降压电路A的输入端直接连接电源板的交流电源输入端AC-INPUT，将外部的交流市电直接转换成低压直流电源VCC，为系统中的遥控接收头X3以及待机时用于接收开机指令的处理器提供待机电压。所述处理器可以是电视机系统的主芯片，也可以是一颗专用于待机控制的低功耗微处理器MCU（即待机MCU）。考虑到主芯片的待机功耗远大于待机MCU的功耗，因此，本实施例优选采用待机MCU作为所述的处理器进行待机电路的设计。所述开机指令由遥控接收头X3根据接收到的遥控信号编码生成，通过遥控接收头X3的输出端OUT传输至待机MCU的其中一路I/O口，比如I/O3。待机MCU在接收到开机指令后，控制连接在交流电源输入端AC-INPUT与电源板上主电源电路之间的开关电路K1导通，从而使主电源电路上电运行，转换输出主板上各用电负载所需的工作电压，使整机系统开机运行。

当用户按下遥控器或者按键板上的待机按键时，为了使主板上的各功能电路在稳定进入关闭状态后再行切断其供电电源，本实施例将待机MCU与系统主芯片相连接，接收系统主芯片输出的待机指令，进而控制所述开关电路K1关断，彻底关掉电源板上的主电源电路，以达到降低待机功耗的目的。

在本实施例中，所述阻容降压电路A可以由电阻R2、降压电容器C2、稳压管V3和整流二极管V1组成，如图2所示。其中，将所述电阻R2和电容器C2并联后，串联在交流输入电源的火线中，利用所述电容器C2对输入的电流进行限制，通过合理选择电容器C2的容值，使通过电容器C2输出的电流大小能够刚好满足后级负载（即待机MCU和遥控接收头X3）对输入电流的要求；再配合稳压管V3实现高压交流市电到低压交流电源的转换，然后通过整流二极管V1进行半波整流，整流成低压直流电源VCC，输出至待机MCU和遥控接收头X3的供电端VIN。具体来讲，将所述电阻R2和电容器C2组成的并联支路的一端连接到交流电源输入端AC-INPUT的火线上，另一端分别与稳压管V3的阴极和整流二极管D1的阳极相连接，所述稳压管V3的阳极连接交流电源输入端AC-INPUT的零线，整流二极管V1的阴极连接所述待机MCU和遥控接收头X3的供电端VIN。并联在电容器C2两端的电阻R2为关断电源后电容器C2的电荷泄放电阻。由此，通过几个简单的元器件即可实现交流输入电源到直流待机电压的转换输出，使得待机功耗大大降低。

在所述阻容降压电路A中还可以进一步设置限流电阻R1，如图2所示，串联在交流电源输入端AC-INPUT的火线与所述电阻R2和电容器C2组成的并联支路之间，以用于对输入的交流电源进行限流分压。

为了使通过阻容降压电路A输出的直流电源VCC更加稳定，在整流二极管V1的阴极与零线之间还可以进一步并联滤波电容C5、C和稳压二极管V4，如图2所示，以滤除直流电源VCC波形中的毛刺。当然，本实施例对此不进行具体限制。

对于开关电路K1，本实施例优选采用继电器设计实现，如图2所示。将继电器K1的常开触点串联在交流电源输入端AC-INPUT与主电源电路之间，利用待机MCU控制继电器K1线圈的通断电状态，进而控制继电器K1的常开触点吸合或者断开，使系统电路进入开机或者待机状态。

继电器K1线圈的通电回路可以采用多种设计方式，例如：可以直接将继电器K1线圈的一端连接所述阻容降压电路A的输出端，利用阻容降压电路A输出的直流电源VCC为继电器K1线圈供电。将继电器K1线圈的另一端连接待机MCU的其中一路I/O口，当所述I/O口被置为低电平时，继电器K1线圈中有电流流过，吸合其常开触点；而当所述I/O口被置为高电平时，继电器K1线圈中无电流流过，其常开触点断开，由此便可以实现主电源电路与交流电源输入端AC-INPUT之间的通断控制。当然，所述继电器K1线圈的另一端也可以采用通过一颗开关器件接地方式进行电路设计，将所述开关器件的控制极连接待机MCU，通过待机MCU控制所述开关器件通断，同样可以达到控制所述继电器K1通断的设计目的。

作为本实施例的一种优选设计方案，所述继电器K1线圈的通电回路优选采用由第二整流二极管V2、电阻R3、电容C1组成的第二阻容降压电路以及储能电容C4和可控硅V5组建实现，如图2所示。将所述第二整流二极管V2的阳极连接交流电源输入端AC-INPUT的零线，阴极连接继电器K1线圈的一端，并通过由所述电阻R3和电容C1组成的并联支路连接交流电源输入端AC-INPUT的火线；继电器K1线圈的另一端连接可控硅V5的阳极，可控硅V5的阴极接地，控制极通过限流电阻R5连接待机MCU的通断控制信号输出端，比如I/O4口，接收待机MCU发出的通断控制信号。所述储能电容C4并联在继电器K1线圈的两端。当系统处于待机状态时，待机MCU通过其I/O4输出低电平，控制可控硅V5截止，切断继电器K1线圈的通电回路，使继电器K1的常开触点断开，关掉电源板上的主电源电路，以降低整机的待机功耗。而当待机MCU接收到遥控接收头X3发出的开机指令后，通过其I/O4发出高电平信号，控制可控硅V5导通，进而连通继电器K1线圈的通电回路，使其常开触点吸合，进而控制电源板上的主电源电路进入上电运行状态，为主板上的各用电负载供电，使系统进入开机运行状态。

待机MCU的I/O1口通过限流电阻R11连接指示灯VD1，通过控制指示灯VD1亮灭，来指示系统当前所处的状态，即待机状态还是开机状态。

当然，所述继电器K1的线圈也可以直接连接待机MCU或者通过除可控硅V5以外的其他开关器件（比如晶体管等）接地，以实现待机MCU对继电器K1线圈的通断电控制，本实施例并不仅限于以上举例。

在系统开机后，通过遥控接收头X3编码输出的遥控指令（通常以脉冲串的形式出现）可以通过光电隔离电路处理后，传输至需要接收遥控指令的器件X4中，比如电视机的系统主芯片。如图2所示，将遥控接收头X3的输出端OUT通过限流电阻R9连接一NPN型三极管V6的基极，所述三极管V6的集电极连接直流电源VCC，发射极通过电阻R4经光耦N1的发光二极管接地；所述光耦N1的受光三极管连接系统主芯片，将遥控脉冲串传送至系统主芯片，以解析识别出用户的按键操作。

本发明的待机电路使用很简单的几个器件直接将接入到系统的交流电源转换成待机MCU和遥控接收头所需要的供电电压，在待机时电源板上的其他电路通过开关电路切断，均不工作，由此大大降低了整机的待机功耗，完全可以达到电视产品整机待机功耗小于0.1W的设计目标。

当然，所述低功耗待机电路同样也适用于除电视机以外的其他电子设备中，本实施例对此不进行具体限制。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低功耗待机电路，其特征在于：包括遥控接收头、待机时用于接收开机指令的处理器、以及阻容降压电路和开关电路；所述阻容降压电路连接交流电源输入端，将输入的交流电源转换成低压直流电源为所述的处理器和遥控接收头供电；所述处理器根据接收到的开机/待机指令控制连接在交流电源输入端与主电源电路之间的开关电路导通或者关断；

在所述开关电路中包含有一继电器，所述继电器的常开触点串联在所述交流电源输入端与主电源电路之间，继电器线圈的通电回路在所述处理器的控制下通断；在所述继电器线圈的两端并联有一储能电容，所述继电器线圈的一端一方面连接第二整流二极管的阴极，所述第二整流二极管的阳极连接交流电源输入端的零线，另一方面通过一电阻和电容的并联支路连接所述交流电源输入端的火线，所述继电器线圈的另一端连接所述的处理器或者通过一开关器件接地，所述开关器件的控制极接收所述处理器发出的通断控制信号。

2.根据权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于：在所述阻容降压电路中包含有电容器、电阻、稳压管和第一整流二极管；所述电容器和电阻并联后，一端连接交流电源输入端的火线，另一端分别与稳压管的阴极和第一整流二极管的阳极相连接，所述稳压管的阳极连接零线，第一整流二极管的阴极连接所述处理器和遥控接收头的供电端。

3.根据权利要求2所述的低功耗待机电路，其特征在于：所述电容器的容值根据所述处理器和遥控接收头所要求的输入电流确定。

4.根据权利要求2所述的低功耗待机电路，其特征在于：在所述交流电源输入端的火线中还串联有限流电阻。

5.根据权利要求2所述的低功耗待机电路，其特征在于：在所述第一整流二极管的阴极与交流电源输入端的零线之间还连接有相互并联的滤波电容和稳压二极管。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的低功耗待机电路，其特征在于：所述开关器件为可控硅，所述可控硅的阳极连接继电器线圈，阴极接地，控制极连接所述处理器的通断控制信号输出端。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的低功耗待机电路，其特征在于：所述处理器为一颗低功耗MCU，连接所述遥控接收头的输出端，在接收到遥控接收头输出的开机指令时，控制所述开关电路导通，使交流电源输入端与主电源电路连通；通过所述遥控接收头输出的遥控指令经光电隔离电路处理后，传输至系统主芯片，所述系统主芯片连接所述的MCU，将接收到的待机指令传输至MCU，进而通过MCU控制所述开关电路关断，切断主电源电路的交流供电。

8.一种电视机，包括交流电源输入端和为电视机主板上各用电负载提供工作电压的主电源电路；其特征在于：在所述电视机中还设置有如权利要求1至7中任一项所述的低功耗待机电路。