CN104022639A - 一种微控单元供电电路 - Google Patents

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Abstract

一种微控单元供电电路包括开关单元，驱动单元，输入检测单元，以及输出检测单元。所述输入检测单元包括一个输入预设电压值，当所述开关单元的输入电压大于该输入预设电压值时，该输入检测单元将关断所述开关单元。所述输入检测单元包括一个输出预设电压值，当所述开关单元的输出电压大于该输出预设电压值时，该输出检测单元将关断所述开关单元。由于当开关单元的输入电压大于输入预设电压值时，该输入检测单元将关断所述开关单元。而当负载两端的电压大于或等于所述输出预设电压值时，该输出检测单元将关断所述开关单元，从而可以有效地减少线路中的损耗，而且在空载的情况下，开关单元也将处于关断状态，使得该电路基本无损耗。

Description

一种微控单元供电电路
技术领域
本发明涉及一种电源设备，特别是一种微控单元供电电路。
背景技术
在一些高压的控制开关线路中，经常会用到一些微控单元(Micro ControlUnit，MCU)与继电器的组合线路。而MCU和继电器通常是由5V、12V或24V的直流低压供电。因此，在实际电路中需要将市电电压转换成低压直流为MCU或继电器供电。这些微控单元的驱动电流一般在十几毫安以上，当电路中存在多个微控单元时，供电电路就需要能够提供一个几十毫安的电流。将交流市电转换成低压直流的常规方法是采用变压器降压后直接整流滤波，当受到体积和成本等因素的限制时，往往不会采用这种形式。
如图1所示，为现有技术中采用的一般线性降压的电路图。在该电路中，经过二极管D1与电容C1的整流，220V的交流电经整流滤波成直流电，再通过三极管Q1与稳压管D2，由于三极管Q1Vbe的导通电压为0.7V，从而使得该电路的输出的直流电压为稳压管电压减去0.7V。该种电路损耗在三极管Q1上的功耗会加载在微控单元上的功耗大很多，造成很大的浪费，其也是这种电路在现有技术中很少使用的主要原因之一。
如图2所示，为现有技术中采用的一种阻容降压电路。其工作原理主要利用了电容不损耗有功功率同时又能起到限流的作用的特点。但在要求几十个毫安输出电流的时候，其待机时也会有一个同带载一样的损耗。在目前全球要求绿色、节能的大环境下，显然这样的浪费对于使用者是不可以接受的。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种低待机功耗的微控单元供电电路。
一种微控单元供电电路，其包括一个开关单元，一个用于驱动所述开关单元工作的驱动单元，一个用于检测所述开关单元的输入电压的输入检测单元，以及一个用于检测所述开关单元的输出电压的输出检测单元。所述输入检测单元包括一个输入预设电压值，当所述开关单元的输入电压大于该输入预设电压值时，该输入检测单元将关断所述开关单元。所述输入检测单元包括一个输出预设电压值，当所述开关单元的输出电压大于该输出预设电压值时，该输出检测单元将关断所述开关单元。
与现有技术相比，所述微控单元供电电路通过所述输入检测单元检测输入电压的波形，使开关单元仅在输入电压过零点附近导通，以给负载即微控单元供电，当开关单元的输入电压大于该输入检测单元设定的输入预设电压值时，该输入检测单元将关断所述开关单元。而当负载即微控单元两端的电压大于或等于所述输出检测单元的输出检测单元的输出预设电压值时，该输出检测单元将关断所述开关单元，从而可以有效地减少线路中的损耗，而且在空载的情况下，开关单元也将处于关断状态，使得该微控单元供电电路基本无损耗。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为现有技术中采用一般线性降压的电路图。
图2为现有技术中的采用的一种阻容降压电路。
图3为本发明提供的一种微控单元供电电路的电路原理框图。
图4为图3的微控单元供电电路的电路图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例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作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图3及图4，其为本发明所提供的一种微控单元供电电路100的电路原理框图及电路图。所述微控单元供电电路100包括一个电源10，一个与该电源10电性连接的整流单元11，一个与该整流单元11电性连接的开关单元12，一个用于驱动所述开关单元工作的驱动单元13，一个用于检测所述开关单元12的输入电压的输入检测单元14，以及一个用于检测所述开关单元12的输出电压的输出检测单元15。
需要进一步说明的是，上述各功能单元中所涉及的电子电路元器件的参数、功能、结构、以及工作原理等皆为本领域技术人员所习知的技术，在此将不再赘述。
所述电源10可以为市电、发电机组等交流电等，其根据需要来设定，在本实施例中，所述电源10为市电等交流电，即220V的交流电。
所述整流单元11串联设置在电源10与驱动单元13之间，其可以为一个二极管D1，当然可以想到的是根据需要其也可以是其他整流电路，如桥式整流电路等。该二极管D1使市电的全波交流电变成了电压值变化的直流电。
所述开关单元12可以为达林顿管，金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxid-Semiconductor，简称MOS管)等。在本实施例中，所述开关单元12为MOS管Q3。本领域技术人员应该知道的是该MOS管Q3具有栅极、漏极、以及源极。所述MOS管Q3的栅极与输入、输出检测单元14、15的输出端连接，源极与电源10连接，漏极与负载连接。为了对该开关单元12进行限压保护，该开关单元12还可以包括一个限流电阻R6。该限流电阻R6设置在电源10与MOS管Q3之间。
所述驱动单元13串联在电源10与开关单元12之间，用于为所述开关单元12提供驱动电压，因此，该驱动单元13的选择根据所选择的开关单元12的不同而不同。在本实施例中，由于所述开关单元12为MOS管Q3，因此，所述驱动单元13包括一个电阻R1，一个稳压管D2，一个电容C1。所述电阻R1与稳压管D2及电容C1串联，而所述稳压管D2与电容C1并联，从而为所述MOS管Q3提供一个直流低压以驱动该MOS管Q3工作。所述驱动单元13所提供的低压直流的电压值由所述稳压管D2的规格决定。
所述输入检测单元14串联在所述驱动单元13与开关单元12之间，其包括两个电阻R3、R4，以及一个三极管Q1，该两个电阻R3、R4配合所述三极管Q1控制所述开关单元12的导通或关断。所述三极管Q1用于决定所述输入检测单元14的输入预设电压值，所述两个电阻R3、R4用于分压并确定所述三极管Q1的输入电压值。所述输入预设电压值由三极管Q1的规格决定，即三极管Q1Vbe的导通值，在本实施例中，所述输入预设电压值为0.7伏。所述两个电阻R3、R4中的一个与三极管Q1并联，并与另外一个电阻串联，三极管Q1的集电极与开关单元12的MOS管的栅极电性连接。当所述开关单元12的输入电压大于该三极管Q1所确定的输入预设电压值时，该输入检测单元14将关断所述开关单元12，也即只有当所述开关单元12的输入电压小于该三极管Q2所决定的输入预设电压值时，所述开关单元12才会导通。
所述输出检测单元15串联在所述开关单元12与负载之间，其包括两个电阻R5、R7，以及一个三极管Q2，两个电阻R5、R7配合所述三极管Q2控制所述微控单元供电电路的输出电压。所述三极管Q2用于确定所述输出检测单元15的输出预设电压值，所述两个电阻R5、R7用于分压并确定所述三极管Q2的输入电压值。所述输出预设电压值由三极管Q2的规格决定，即三极管Q2Vbe的导通值，在本实施例中，所述输出预设电压值为0.7伏。所述两个电阻R5、R7中的一个与三极管Q2并联，并与另外一个电阻串联，三极管Q2的集电极与开关单元12的MOS管的栅极电性连接。当所述开关单元12的输出电压大于该三极管Q2所确定的输出预设电压值时，该输出检测单元15将关断所述开关单元12，也即只有当所述开关单元12的输出电压小于该三极管Q2所决定的输出预设电压值时，所述开关单元12才会导通。
所述微控单元供电电路100还包括一个设置在所述输出检测单元输出端的电容16，该电容16用于在开关单元12导通时进行储能，在开关单元12关断时进行放电，从而为负载提供恒定的直流电流。
与现有技术相比，所述微控单元供电电路100通过所述输入检测单元14检测输入电压的波形，使开关单元12仅在输入电压过零点附近导通，并给所述电容16充电，同时给负载，即微控单元供电，当开关单元12的输入电压大于该输入检测单元14设定的输入预设电压值时，该输入检测单元14将关断所述开关单元12。而当所述电容16充满后，即大于或等于所述输出检测单元15的输出检测单元15的输出预设电压值时，该输出检测单元15将关断所述开关单元12，这时电容16将放电，以给负载即给微控单元供电，从而可以有效地减少线路中的损耗，而且在空载的情况下，由于电容16充满且不进行放电，开关单元12将处于关断状态，使得该微控单元供电电路100基本无损耗。
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的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围的内。

Claims (10)

1.一种微控单元供电电路，其特征在于：所述微控单元供电电路包括一个开关单元，一个用于驱动所述开关单元工作的驱动单元，一个用于检测所述开关单元的输入电压的输入检测单元，以及一个用于检测所述开关单元的输出电压的输出检测单元，所述输入检测单元包括一个输入预设电压值，当所述开关单元的输入电压大于该输入预设电压值时，该输入检测单元将关断所述开关单元，所述输入检测单元包括一个输出预设电压值，当所述开关单元的输出电压大于该输出预设电压值时，该输出检测单元将关断所述开关单元。
2.如权利要求1所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述微控单元供电电路还包括一个电源和一个整流单元，所述整流单元电性连接在所述电源与驱动单元之间。
3.如权利要求1所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述开关单元为一MOS管。
4.如权利要求3所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述驱动单元产生一个直流低电压驱动所述MOS管工作。
5.如权利要求4所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述驱动单元包括一个电阻，一个稳压管，一个电容，所述电阻与稳压管及电容串联，而所述稳压管与电容并联。
6.如权利要求1所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述输入检测单元包括一个三极管(Q1)，以及两个电阻，所述两个电阻配合所述三极管(Q1)控制所述开关单元的导通电压或关闭。
7.如权利要求6所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述三极管(Q1)的导通值作为所述输入检测单元的输入预设电压值。
8.如权利要求1所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述输出检测单元包括一个三极管(Q2)，以及两个电阻，所述两个电阻配合所述三极管(Q2)控制所述微控单元供电电路的输出电压。
9.如权利要求8所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述三极管(Q2)的导通值作为所述输出检测单元的输出预设电压值。
10.如权利要求1所述的微控单元供电电路，其特征在于：所述微控单元供电电路还包括一个设置在所述输出检测单元输出端的电容，该电容用于在开关单元导通时进行储能，在开关单元关断时进行放电。
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