CN102843051B - 电源适配器 - Google Patents
电源适配器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102843051B CN102843051B CN201210305640.4A CN201210305640A CN102843051B CN 102843051 B CN102843051 B CN 102843051B CN 201210305640 A CN201210305640 A CN 201210305640A CN 102843051 B CN102843051 B CN 102843051B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- resistance
- output
- power supply
- power consumption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电源适配器包括电压转换单元，用于将交流电转换为直流电，该电压转换单元包括交流电输入端、电压输出端，所述电压输出端与用电设备的电压输入端连接；工作状态检测单元，用于检测用电设备的工作状态，并根据不同的工作状态向输出电压控制单元发送控制信号；输出电压控制单元，用于接收所述控制信号，并控制所述电压转换单元输出与所述用电设备工作状态相匹配的电压。本发明的电源适配器增加了用以检测电设备实际工作状态的工作状态检测单元，其可根据用电设备主板芯片的反馈控制适配器的输出电压以为用电设备提供与工作状态匹配的电压，可有效降低待机状态的待机电压，进而实现其降低功耗之目的，达到节能减排的绿色能源标准。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种显示器、笔记本或电视使用的电源适配器。
背景技术
随着电子设备的飞速发展，各类电子设备极大的丰富了用户的日常工作学习生活，但随之而来的是各类电子设备不可缺少的供电需求。显示器作为个人台式电脑不可或缺的组成部分，其适配器一直扮演着只为显示器供电的角色。适配器作为供电模块，随着技术的发展日新月异，除了人性化方面不断的推陈出新，还在功能方面有着突飞猛进的体现。
现有技术中，适配器一般分为以下两种形状，第一种为Normal型，需外接电源线连接市电；第二种为WallType型，不需外接电源线，可直接利用插接连接市电，以上适配器仅起到供电的作用。
现有适配器的基本电路结构包括交流输入模块、交流滤波模块、整流模块、变压器、脉宽调制芯片、反馈电路模块、高频整流滤波电路，交流电自输入模块输入至电源适配器，并经交流滤波模块进行滤波处理后再经整流模块将交流电整流滤波成直流电，然后将所述的直流电输入变压器，所述的变压器将输入的直流电进行降压变换得到一低电压直流脉动电压，继而所述的低电压直流脉动电压输入所述高频整流滤波电路，所述高频整流滤波电路将所述低电压直流脉动电压整流滤波后输出电压平稳的直流电，同时将直流电输入所述反馈电路模块进行稳压调整，所述的反馈电路将输出电压的变化传输至脉宽调制芯片，由脉宽调制芯片调整占空比来实现输入端的改变以实现输出电压稳定之目的。
现有技术的电源适配器外部结构包括交流输入端子，容纳有上述基本电路的塑料壳体和直流输出连接线。当用户需要使用直流输入供电的电气设备时，将适配器交流输入端子与市电交流输入插座相连接，直流输出连接线与用电器相连接，即可将交流电转换为相应直流电，驱动用电器正常工作。
近年来，随着全球能源的日益匾乏，各国政府对能源问题日益关注，欧盟蓝天使、美国能源之星以及中标认证中心等都制订了待机能耗标准，分阶段执行，EuP指令2010年全面实施，规定所有的电子产品待机能耗降到1瓦以下，而且4年以后需降到0.5瓦以下，但是现在一些家电中使用的电源适配器输出电压都是固定电压，例如显示器的电源适配器输出一般为14V。待机时，输出电压不变，高的输出电压造成待机功耗很大，致使能源极大浪费,同时也会因为待机功耗过大导致产品出口受到限制。
发明内容
本发明的目的是针对待机功耗过大的问题，而提供一种可根据负载变化改变电压输出的电源适配器。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种电源适配器，包括：电压转换单元，用于将交流电转换为直流电，该电压转换单元包括交流电输入端、电压输出端，所述电压输出端与用电设备的电压输入端连接；工作状态检测单元，用于检测用电设备的工作状态，并根据不同的工作状态向输出电压控制单元发送控制信号；输出电压控制单元，用于接收所述控制信号，并控制所述电压转换单元输出与所述用电设备工作状态相匹配的电压。
所述的电压转换单元包括开关变压器、电源控制芯片和反馈电路，所述的输出电压控制单元接收到控制信号后向反馈电路发送控制信号，反馈电路根据接收到的控制信号相应控制电源控制芯片改变开关变压器的输出电压。
所述的输出电压控制单元包括给反馈电路提供反馈电压的采样电路，所述的工作状态检测单元可根据用电设备的工作状态控制采样电路改变反馈电压。
所述的输出电压控制单元包括三个依次串联并将电压输出端接地的分压第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述的工作状态检测单元为开关管，所述的开关管基极经信号采集端子连通至用电设备的主板芯片，所述的开关管发射极接地，集电极连接至第二电阻和第三电阻之间；所述的反馈电路包括电压比较器和光电耦合器，所述的电压比较器一个输入端连接至第一电阻和第二电阻之间，其输出端连接至反馈电路的光电耦合器。
所述的电压比较器阳极接地，内基准电压源端连接在第一电阻和第二电阻之间，阴极与连接至反馈电路的光电耦合器同时经限流电阻连接至开关电源的输出端。
所述的电压比较器的阴极经补偿电阻和补偿电容后连接至第一电阻和第二电阻之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的电源适配器增加了用以检测电设备实际工作状态的工作状态检测单元，其可根据用电设备主板芯片的反馈控制适配器的输出电压以为用电设备提供与工作状态匹配的电压，尤其对于某些用电设备，如显示器等，本发明的电源适配器能判断显示器的工作状态为正常显示状态还是待机状态，并自动相应控制输出电压值，可有效降低待机状态的待机电压，进而实现其降低功耗之目的，达到节能减排的绿色能源标准。
附图说明
图1所示为本发明专利的电路结构示意图；
图2所示为本发明专利的电路示意图；
图3为图2所示的局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。
如图1所示，本发明的低电压待机的电源适配器包括电压转换单元，用于将交流电转换为直流电，该电压转换单元包括交流电输入端、电压输出端，所述电压输出端与用电设备的电压输入端连接；工作状态检测单元，用于检测用电设备的工作状态，并根据不同的工作状态向输出电压控制单元发送控制信号；输出电压控制单元，用于接收所述控制信号，并控制所述电压转换电路输出与所述用电设备工作状态相匹配的电压。
其中，用电设备包括所有由电源适配器供能且有两个或多个工作状态切换的电器设备，以下以显示器为例进行示范性说明。
所述的电压转换单元优选为开关电源，其包括交流输入端1，抗电磁干扰滤波电路2、交流-直流整流模块3、电源控制芯片4、开关变压器5、次级整流滤波电路6和反馈电路7以及电压输出端8，所述的开关电源与现有技术同，即经次级整流滤波电路后在其输出端输出一个直流电压，其具体转化过程和原理在此不再展开描述。
所述的工作状态检测单元包括开关管18，所述的开关管18基极与被供能显示器的主板芯片相连接并接收主板芯片的状态信号，该状态信号为表示待机状态或正常工作状态的电压信号或电流信号，所述的电压信号或电流信作用在开关管的基极，不同的电压或电流大小可实现开关管在不同工作状态间切换，继而实现对输出电压控制电路的控制并最终改变电源适配器的输出电压。
所述的输出电压控制电路包括三个依次串联并将开关电源输出接地的分压电阻，其中第一电阻31与开关电源输出端连接，第三电阻33一端接地，第二电阻32两端分别于第一电阻和第三电阻另外一端连接；所述的开关管18的发射极接地，集电极连接至第二电阻和第三电阻之间；即利用开关管的基极接收被供能显示器待机或者正常工作时的状态信号，借助被供能显示器主板芯片不同的输出实现不同的分压电阻组合，不同的分压电阻组合意味在在同一输出电压下，可为下面描述的电压比较器提供不同的采样电压。
其中，所述的反馈电路包括电压比较器和光电耦合器，所述的电压比较器一个输入端连接至第一电阻和第二电阻之间，其输出端连接至反馈电路的光电耦合器。所述的电压比较器有个内基准电压，其自分压电阻侧对开关电源的输出采样并与内基准电压进行比较，正常输出预定电压时，分压电阻提供的反馈电压与内基准电压相同，如果分压电阻提供的开关电源输出反馈与内基准电压不同，则通过电压比较器和光电耦合器反馈至电源控制芯片，使其对应改变占空比，实现电源输出的稳定。即本发明正是利用开关管对分压电阻的控制，来改变电压比较器输入的采样电压，继而电压比较器通过光电耦合器将其所采样电压的变化反馈至电源控制芯片并最终改变输出电压。
下面将结合具体电路图和输出电压改变过程对本发明的宗旨进行进一步阐述和说明。
如上所示，本发明的涉及输出电压控制的电子器件包括三个依次串联并将开关电源输出接地的分压第一电阻31、第二电阻32和第三电阻33，开关管18和电压比较器11。其中，第一电阻31一端与开关电源的输出连接，第三电阻33的一端接地，第二电阻32两端分别与第一电阻31和第三电阻33连接，其中，因为不同的电压比较器内基准电压不同，下以TL431为例进行示范性说明。
所述的开关管18基极连通至被供能显示器的主板芯片，所述的开关管发射极接地，集电极连接至第二电阻32和第三电阻33之间，在所述的开关管基极输入端设置有滤波电容19和第一分压电阻20和第二分压电阻21，其中，所述的滤波电容一端与开关管的基极连接，一端接地，所述的第二分压电阻21串联在开关管基极和信号采集端子间，所述的第一分压电阻20一端与开关管18的基极连接一端接地，即利用分压电阻为开关管的基极提供一个合适的开启电压，同时利用滤波电容19去除杂波对开关管的影响。
所述的电压比较器11的阳极接地，其UREF端，即采样电压输入端连接至第一电阻31和第二电阻32之间，其阴极，即k极连接至反馈电路的光电耦合器17的发光二级管负极，所述的光电耦合器的发光二极管的正极经限流电阻R12后连接至开关电源的输出。同时所述的电压比较器的阴极经补偿电阻15和补偿电容16后连接至第一电阻31和第二电阻32之间以给输出提供相位补偿。同时，所述的电压比较器的k极经限流电阻R14后连接至开关电源的输出端，以调节光电耦合器的发光二极管和电压比较器的电流。
为降低待机功耗，本电源适配器与显示器的主板芯片保持通讯连接，当显示器正常工作模式，主板芯片反馈给适配器的控制信号为高电平，此时开关管处于导通状态，第三电阻33被短路，电压比较器的输入电压为R32/(R31+R32)U正常输出，其中，R31、R32、R33分别为第一电阻31、第二电阻32、第三电阻33的阻值大小，对于显示器，一般正常输出电压为14v，电压比较器TL431的内基准电压为2.5v，则预设R32/R31=5/23，此时电压比较器的UREF端输入电压与内基准电压相同，电压正常输出，当出现电压变化时，电压比较器则将采样电压与内基准电压进行比较并在阴极形成误差电压，使发光二级管的工作电流发生变化，继而通过光电耦合器将变化反馈至电源控制芯片，电源控制芯片通过相应调整输出占空比实现对电压输出的稳定。当显示器待机模时，主板芯片反馈给适配器的控制信号为低电平时，此时开关管处于截至状态，电压比较器的输入电压突然增大为（R32+R33)/(R31+R32+R33)U正常输出，大于内基准电压2.5V，电压比较器通过光电耦合器控制电源控制芯片使其改变开关电源的输出直至电压比较器的UREF端输入再次与内基准电压相同，此时开关电源能提供一个稳定的电压输出，该电压输出即为待机输出电压，若设定其待机输出电压为5V，则即（R32+R33)/(R31+R32+R33)*5v=2.5V,则需设定R33/R31=18/23,如设定R31=46KΩ，R32=10KΩ，R33=36KΩ。此时电压比较器的UREF端输入电压与内基准电压相同，电压正常输出，当出现电压变化时，电压比较器则根据反馈采用电压的改变通过光电耦合器实现对电压输出的稳定。
当自待机切换到正常时，主板芯片反馈给适配器的控制信号为高电平，此时开关管处于导通状态，第三电阻33被短路，电压比较器的UREF端输入电压为R32/(R31+R32)U待机输出，小于内基准电压2.5V，电压比较器通过光电耦合器控制电源控制芯片使其改变开关电源的输出直至电压比较器的UREF端输入再次与内基准电压相同，此时开关电源能提供一个稳定的电压输出，该电压输出即为正常输出电压14v。
即，工作原理就是当输出电压发生波动或调整时，经分压电阻得到的取样电压就与TL431中的2.5V基准电压进行比较，在阴极上形成误差电压，使光电耦合器的发光二级管的工作电流发生变化，再通过光耦去改变电源控制芯片控制端电流的大小，调节其输出占空比，从而达到稳压的目的。
本电源适配器输出电压被显示器的工作状态所控制，当显示器正常工作模式，输出电压为正常的电压，如14V，当显示器待机模式，适配器的输出电压为待机电压，如5V。待机模式下，通过输出电压下降的方式，实现降低待机功耗。待机时，显示器负载是定量，一般为5mA。负载的待机功耗等于负载电流*输出电压。如果待机时输出电压为14V，负载的待机功耗为14V*5mA，为60mW。如果待机时输出电压为5V，负载的待机功耗为5V*5mA，为25mW。即待机时，输出电压由14V下降到5V后，能降低负载的待机功耗，节省电能，达到节能减排的效果。
其中，因为需要获取显示器主板芯片的控制信息，所以适配器与显示器的连接线包括两路线路，一路供能一路由控制芯片向适配器提供控制信号。此在现有技术中已有使用，在此不再展开描述。
需要指出的是，上述实施例中是以正常输出为14v，待机输出为5v为示例进行说明，其待机输出电压可视组件最低电压不同而分别设置，其不同指出在于R31、R32、R33的阻值分布，R32/(R31+R32)=Uref/U正常输出，（R32+R33)/(R31+R32+R33)=Uref/U待机输出，其中Uref为电压比较器的内基准电压。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种电源适配器，其特征在于，包括：电压转换单元，用于将交流电转换为直流电，该电压转换单元包括交流电输入端、电压输出端，所述电压输出端与用电设备的电压输入端连接；工作状态检测单元，用于检测用电设备的工作状态，并根据不同的工作状态向输出电压控制单元发送控制信号；输出电压控制单元，用于接收所述控制信号，并控制所述电压转换单元输出与所述用电设备工作状态相匹配的电压，所述的电压转换单元包括开关变压器、电源控制芯片和反馈电路，所述的输出电压控制单元接收到控制信号后向反馈电路发送控制信号，反馈电路根据接收到的控制信号相应控制电源控制芯片改变开关变压器的输出电压，所述的输出电压控制单元包括给反馈电路提供反馈电压的采样电路，所述的工作状态检测单元可根据用电设备的工作状态控制采样电路改变反馈电压，所述的输出电压控制单元包括三个依次串联并将电压输出端接地的用于分压的第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述的工作状态检测单元为开关管，所述的开关管基极经信号采集端子连通至用电设备的主板芯片，所述的开关管发射极接地，集电极连接至第二电阻和第三电阻之间；所述的反馈电路包括电压比较器和光电耦合器，所述的电压比较器一个输入端连接至第一电阻和第二电阻之间，其输出端连接至反馈电路的光电耦合器；在所述的开关管基极输入端设置有滤波电容和第一分压电阻和第二分压电阻，其中，所述的滤波电容一端与开关管的基极连接，另一端接地，所述的第二分压电阻串联在开关管基极和信号采集端子间，所述的第一分压电阻一端与开关管的基极连接，另一端接地。
2.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述的电压比较器阳极接地，采样电压输入端连接在第一电阻和第二电阻之间，阴极与连接至反馈电路的光电耦合器同时经限流电阻连接至开关电源的输出端。
3.如权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，所述的电压比较器的阴极经补偿电阻和补偿电容后连接至第一电阻和第二电阻之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210305640.4A CN102843051B (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 电源适配器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210305640.4A CN102843051B (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 电源适配器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102843051A CN102843051A (zh) | 2012-12-26 |
| CN102843051B true CN102843051B (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=47370168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210305640.4A Expired - Fee Related CN102843051B (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 电源适配器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102843051B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104734709B (zh) * | 2015-01-28 | 2018-06-08 | 广东美的制冷设备有限公司 | Ad转换的偏差校准方法及装置 |
| CN104653504B (zh) * | 2015-03-12 | 2017-01-18 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 直流风扇的控制系统及直流风扇 |
| CN104901537B (zh) * | 2015-05-28 | 2018-01-16 | 广东美的制冷设备有限公司 | 一种空调器及其主控制器的模数转换校正辅助电路 |
| CN106911255B (zh) * | 2015-12-22 | 2020-02-14 | 天津三星电子有限公司 | 一种电源适配器 |
| WO2017193259A1 (zh) | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 用于控制输出电压的方法和装置以及适配器 |
| CN107579570B (zh) * | 2017-09-29 | 2020-05-29 | 维沃移动通信有限公司 | 一种电压采样控制方法、电压采样控制电路及适配器 |
| CN113163140B (zh) * | 2020-01-22 | 2023-05-09 | 海信视像科技股份有限公司 | 显示装置 |
| CN114172347B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-04-09 | 广州合成材料研究院有限公司 | 一种输出功率控制装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2798412Y (zh) * | 2005-03-10 | 2006-07-19 | 四川长虹电器股份有限公司 | 开关电源待机电路 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4925804B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2012-05-09 | シャープ株式会社 | 空気調和器 |
| CN101426113B (zh) * | 2007-10-29 | 2012-07-04 | 康佳集团股份有限公司 | 一种降低电视机待机功耗的方法及系统 |
| CN202394143U (zh) * | 2011-09-28 | 2012-08-22 | 深圳麦格米特电气股份有限公司 | 一种可降低开关电源待机功耗的控制电路 |
| CN202334337U (zh) * | 2011-11-17 | 2012-07-11 | 东莞市盈聚电子有限公司 | 一种电源适配器电路 |
-
2012
- 2012-08-24 CN CN201210305640.4A patent/CN102843051B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2798412Y (zh) * | 2005-03-10 | 2006-07-19 | 四川长虹电器股份有限公司 | 开关电源待机电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102843051A (zh) | 2012-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102843051B (zh) | 电源适配器 | |
| JP3198222U (ja) | 充電器及び充電システム | |
| CN201698013U (zh) | 直流电源测试装置 | |
| CN105162228A (zh) | 智能充电器及其充电控制电路 | |
| CN103313003B (zh) | 待机控制电路及电视机 | |
| CN103023349B (zh) | 交流转直流适配装置及自适应电压输出方法 | |
| CN202798123U (zh) | 一种交直流不间断电源装置 | |
| CN218974478U (zh) | 负载检测电路、供电设备及电子装置 | |
| CN203466837U (zh) | 一种网络摄像机的供电装置 | |
| CN201623642U (zh) | 一种智能低功耗电源适配器 | |
| CN201464842U (zh) | 一种节能控制装置,具有该装置的电源连接器及开关装置 | |
| CN208110328U (zh) | 一种带pd快充协议的切换测试控制装置 | |
| CN109787349B (zh) | 一种ups电路、电源电路和电子设备 | |
| CN104821653A (zh) | 电表及其内部的供电电路、电表内部的供电控制方法 | |
| CN203896028U (zh) | 多端口usb充电器 | |
| CN203827354U (zh) | 一种智能变电站测试设备光接口供电控制装置 | |
| CN103454508A (zh) | 四通道过流过压保护测试仪 | |
| CN106199295B (zh) | 一种串联快充老化控制系统 | |
| CN105307305A (zh) | 一种led电源控制装置及电视机 | |
| CN102902336B (zh) | 主板的电源连接模块、主板及其电子设备 | |
| CN201536324U (zh) | 阻容降压电路及装置 | |
| CN105024759A (zh) | 一种智能变电站测试设备光接口供电控制装置与方法 | |
| CN204741426U (zh) | 一种新型稳压及保护电路 | |
| CN204425712U (zh) | 一种多功能的节能led灯控制电路 | |
| CN209673953U (zh) | 一种电源ic产品的测试电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160203 Termination date: 20190824 |