CN104685759B

CN104685759B - 用于使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备

Info

Publication number: CN104685759B
Application number: CN201380044338.0A
Authority: CN
Inventors: 金昌镐
Original assignee: MILL PROSE Co Ltd
Current assignee: MILL PROSE Co Ltd
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: KR20140001140A; WO2014003419A1; US20150115739A1; CN104685759A; US9906071B2; KR101512478B1

Abstract

本发明是用于使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备。该电源适配器包括：电源单元，用于接收外部商用AC功率并产生电子产品的操作所需的DC功率；第一开关单元和第一开关驱动单元，安装在用于向电源单元提供外部商用AC功率的路径中，从而从/向电源单元切断或供应外部商用AC功率；第二开关单元和第二开关驱动单元，具有用于从/向电子产品切断或供应DC功率的第一触点和另外被连接到DC电源线的第二触点；电流感测单元，用于感测提供给电子产品的电流的状态；以及适配器控制单元，用于从电流感测单元接收感测信号以便检测电子产品是否处于关断状态，如果电子产品处于关断状态，控制第一开关单元和第二开关单元，使得第一和第二开关单元切断电源，并控制第二触点处于开启状态，通过第二触点来接收DC电源线的信号状态以便检测电子产品是否被开启，并且如果电子产品处于开启状态，则控制第一开关单元和第二开关单元，使得第一和第二开关单元进行操作以供应功率，并控制第二触点处于关断状态。

Description

用于使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备

技术领域

本发明涉及用于切断电子产品的待机电源的技术，并且更特别地涉及用于切断使用电源适配器的电子产品的待机电源的设备。

背景技术

最近，正在开发并传播各种电子产品，诸如数字电话、照相机、电子笔记本、个人数字助理（PDA）、智能电话、媒体播放器、笔记本计算机、平板PC、一体式PC、监视器和T.V.。这些电子产品中的许多具有使用电源适配器来接收外部商用AC功率的构造。根据其中将电源适配器在外部分离并使用以便使得电子产品变薄的趋势，预期电源适配器的使用将来将增加。

例如，包括电源插头（其被连接到壁装插座（或壁装电源插座））的电源适配器用于接收200V的商用AC功率，产生被连接到电源适配器的相应电子产品的DC操作功率，并输出诸如15V之类的DC操作功率。

例如，在国内专利申请号10-2003-84343（标题：“power supply control method,current-to-voltage conversion circuit and electronic apparatus”，申请人：FUJITSU LIMITED，发明人：Shigeo Tanaka和另一人，申请日：2003.11.26）和国内专利申请号10-2010-7015780（标题：“power adaptor”，申请人：Sony Ericsson MobileCommunications AB，发明人：Fredrik Bagenholm和另一人，申请日：2008.09.02）中公开了与使用此类电源适配器来接收功率的电子产品有关的技术。

同时，最近，在电子产品中已采用各种结构的待机电源切断设备。在使用如上所述的电源适配器的电子产品中，切断电源适配器的待机电源是不容易的。也就是说，即使电子产品的电源被关断或者电子产品与电源适配器分离，如果电源适配器的电源插头未从壁装插座（或壁装电源插座）分离，则电源适配器的电源未被切断。在这种情况下，由于产生电源适配器的待机电源，所以不必要地耗散功率，并且当电源适配器被闪电击中时，产品被损坏，因为连续地提供功率，缩短了产品的寿命，并且当产品短路时，存在由于过电流而引起火灾的风险。

发明内容

技术问题

因此，完成了本发明以便加强现有技术的上述问题，并且本发明提供了一种待机电源切断设备，其使得能够通过现有电子产品的电源适配器的两个DC电源线而供应‘通’电信号和功率，当电子产品的电源被关断时切断电源适配器的电源以切断待机电源，即使电源适配器的电源插头并未与壁装插座分离，在上述状态下，当电子产品的电源被开启时，自动地向电源适配器提供功率以使得能够向电子产品提供功率。

技术解决方案

根据本发明的一方面，提供了一种使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备。该电源适配器包括：

电源单元，接收外部商用AC功率并产生电子产品的操作所需的DC功率和相应电源适配器的内部功能单元的操作功率；

第一开关单元和第一开关驱动单元，安装在用于向电源单元提供外部商用AC功率的路径中并通过外部控制来切断或供应提供给电源单元的外部商用AC功率；

第二开关单元和第二开关驱动单元，安装在用于通过预定DC电源线向电子产品提供由电源单元产生的DC功率的路径中，并且包括通过外部控制切断或供应提供给电子产品的DC功率的第一接触点和另外被连接到DC电源线的第二接触点；

电流感测单元，感测提供给电子产品的电流的状态；以及

适配器控制单元，从电流感测单元接收感测信号以便检测电子产品的关断状态，当电子产品处于关断状态时，进入睡眠模式，控制第一开关单元和第二开关单元，使得第一和第二开关单元切断电源，控制第二接触点处于开启状态，通过第二接触点来接收DC电源线的信号状态以便检测电子产品的开启操作状态，当电子产品处于开启状态时，控制第一开关单元和第二开关单元，使得第一和第二开关单元供应功率，并控制第二接触点处于关断状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备。该待机电源切断设备包括：

电源适配器，其接收外部商用AC功率，产生电子产品的操作所需的DC功率以通过预定DC电源线向电子产品提供DC功率，感测提供给电子产品的电流的状态并检测电子产品的关断状态以切断提供给电子产品的DC功率并作为睡眠模式进行操作，并且在睡眠模式下，检测DC电源线的电源状态且检测电子产品的开启操作状态以向电子产品提供DC功率；以及

电子产品，包括连接DC电源线的DC功率的电源开关，其是由用户的操作从具有接地末端的电源适配器提供的，并生产开/关操作信号。

有益效果

如上所述，本发明添加了一种构造，其在电子产品的电源被关断时切断给相应电子产品和电源适配器的待机电源，因此，即使电源插头被插入壁装插座中，由于电源适配器的待机电源被自动地切断，所以可以减少耗散功率，并且由于功率被从电源适配器分离，所以可以防止闪电或火灾的危险，并且可以延长产品的寿命。

另外，由于减少了耗散功率，所以可以减少在功率产生期间所产生的CO2，并且因此可以防止环境污染。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备的构造框图；以及

图2是图1的外部结构图。

具体实施方式

在下文中，参考附图来详细地描述优选示例性实施例。在以下描述中，公开了特定元件，诸如电源单元、第一开关单元、第二开关单元、适配器控制单元、电子产品控制单元、DC/DC转换器、负载、电流感测单元、开关、第一开关驱动单元、第二开关驱动单元、开关驱动单元和睡眠模式电源单元，但是提供这些仅仅是为了帮助全面理解本发明。显而易见的是在本发明的范围内本领域的技术人员可修改或改变该特定元件。另外，在下图中，尽可能向相同的元件标记相同的附图标记。

在下文中，将参考附图来详细地描述本发明的构造和操作。

图1是根据本发明的示例性实施例的使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备的构造框图。图2是图1的外部结构图。参考图1和2，根据本发明的示例性实施例的电源适配器10具有一种构造，其包括例如将与商用壁装插座（即，壁装电源插座）相连的电源插头101，接收商用AC功率220V，产生连接到电源适配器的相应电子产品20的DC操作功率，诸如15V，并输出DC操作功率。对于电源适配器10与电子产品20之间的连接而言，在电源适配器10的末端中包括具有连接器102的电绳或电缆104，并且在连接器102中可包括适当形式的坞站、插孔或插座结构。可以各种结构和形式来设计连接器102的形式，并且因此可将连接器102连接到相应电子产品20，使得连接器102可向电子产品20附着且可从电子产品20拆卸。

在上述构造中，请求这样的构造，其中，当电子产品20被关断或连接器102被从电子产品20拆卸时电源适配器10感测此状态以切断待机电源，另外，在此类状态下，当电子产品被开启时，电源适配器10感测这个以向电子产品20供应功率。对于此类构造而言，可考虑简单地在电源适配器10与电子产品之间形成单独信号线，然而，一般地，在电源适配器10与电子产品20之间包括具有用于根据电缆而对DC电源和连接器进行供应的+线和接地线的两条线的标准化电缆，并且布置单独信号线并不是优选的。因此，在本发明中，从电源适配器10向电子产品20传输功率，并且电子产品20的通电/断电操作信号通过电源适配器10与电子产品20之间的DC电源线的两条线而被传输至电源适配器10。

电源适配器10包括：

电源单元13，接收外部商用AC功率并产生电子产品20的操作所需的DC功率和相应电源适配器10的内部功能单元的操作功率；

第一开关单元15和第一开关驱动单元17，安装在用于在电源单元13的前端处向电源单元13供应外部商用AC功率的路径中，并通过外部控制来切断或供应提供给电源单元13的外部商用AC功率；

第二开关单元14和第二开关驱动单元18，安装在用于通过预定DC电源线104向电子产品20提供由电源单元13产生的DC功率的路径中，并且包括通过外部控制来切断或供应提供给电子产品20的DC功率的第一接触点1a和另外被连接到DC电源线104的第二接触点2b；

电流感测单元12，感测提供给电子产品20的电流的状态；以及

适配器控制单元11，从电流感测单元12接收感测信号以便检测电子产品20的关断状态，当电子产品20处于关断状态时，进入睡眠模式，控制第一开关单元15和第二开关单元14，使得第一和第二开关单元14和15切断电源，控制第二接触点2b处于开启状态，通过第二接触点2b来接收DC电源线104的信号状态以便检测电子产品20的开启操作状态，当电子产品2b处于开启状态时，控制第一开关单元15和第二开关单元14，使得第一和第二开关单元14和15供应功率，并控制第二接触点2b处于关断状态。

电子产品20包括：

电源开关21，连接DC电源线104的DC功率，其是由用户的操作从具有接地末端的电源适配器10提供的，并生产开/关操作信号；

功率转换单元22，接收从电源适配器10提供的DC功率，并产生且提供相应电子产品20的内部每个功能单元所需的功率；

开关25和开关驱动单元26，安装在用于在功率转换单元22的前端处向功率转换单元22提供DC功率的路径中，并通过外部控制来切断或供应提供给功率转换单元22的DC功率；

电子产品控制单元，根据电源开关21的开/关操作信号，控制开关25和开关驱动单元26，使得开关和开关驱动单元25和26在关断状态的情况下切断电源，并控制开关和开关驱动单元25和26，使得开关和开关驱动单元25和26在开启状态的情况下供应功率。

更详细地描述本发明的构造。

如图1中所示，电子产品20的构造包括电源开关PW 21（例如，轻触开关或触摸开关（电容法）），从而当电源被切断时向电源适配器10传输‘通’电信号，并在向电子产品20提供功率并使电子产品操作时向电子产品控制单元U2 23传输‘断’电信号，作为用于传输‘通’电信号和‘断’电信号的装置。

另外，开关被构造成使得继电器K3接触点将处于连接状态，以便向路径提供DC功率，通过该路径，在电子产品20被开启时从电源适配器10向DC/DC转换器22提供DC功率，并在电子产品20被关断时切断提供给DC/DC转换器22的DC功率。

开关驱动单元26构造有晶体管Q3和继电器K3的线圈，使得开关25的接触点被驱动，并且当电源处于‘关’状态时，在电子产品控制单元U2 23的微型计算机的控制下切断DC功率。

另外，电子产品20包括功率转换单元22（即，DC/DC转换器），其在向电子产品20、控制电子产品的功能的电子产品控制单元U2 23（例如，微型计算机）、以及接收电子产品控制单元23的指令并执行相应电子产品的功能的负载24供应DC功率时产生并提供相应电子产品的内部每个功能单元所需的功率。

同时，电源适配器10包括第一开关单元15和第一开关驱动单元17。第一开关单元15用在用于切断或供应商用AC输入功率的路径中的锁存继电器K1和K1'之间的接触点来执行开关操作。开关驱动单元17包括晶体管Q1和Q4及线圈（即，锁存继电器K1和K1'）以便在适配器U1 11的控制下驱动第一开关单元15。

另外，电源适配器10包括电源单元13，其在通过第一开关单元15来提供外部商用AC电源时产生并供应电子产品20所需的DC功率。

另外，电源适配器10包括具有继电器K2的第二开关单元14、接触点2a和2b及二极管D2，使得电子产品20的断电状态情况下的电子产品20的‘通’电信号和供电情况下的DC功率并不冲突和分离。因此，通过现有的两个DC电源线，可以实现到电子产品20的‘通’电信号的传输和DC电源。

同时，为了在适配器控制单元U1 11的控制下驱动第二开关单元14，第二开关驱动单元18构造有晶体管Q2和继电器K2。电源适配器10包括电源适配器控制单元U1 11，其接收、操作、分析和确定电源适配器10的状态以控制电源适配器10。

另外，电源适配器10包括电流感测单元CT 12作为用于在电子产品20被关断时感测关断状态的装置。电流感测单元CT 12感测从电源适配器10提供给电源单元13的前端的AC功率的电流，并向适配器控制单元U1 11提供电流。

另外，当电子产品20的功率被关断时，第一开关单元15被闭合且不供应功率，为了检测电子产品20的‘通’电信号，应向适配器控制单元U1 11提供最小功率。为了提供此功率，电源适配器10包括睡眠模式电源单元16，并且睡眠模式电源单元16包括二极管D1和超级电容器C。

详细地描述本发明的操作原理和控制方法。

首先，在电源适配器10的电源操作原理和控制方法中，当制造电源适配器10时，接触点K1将处于连接状态，当电源插头被插入插座中时，提供功率，并且因此电源单元13产生且供应电子产品20中所需的DC功率。

另外，当向睡眠模式电源单元16供应在电源单元13中产生的功率Vs时，通过二极管D1在超级电容器C中将功率Vs充电。施加适配器控制单元U1 11的功率Vb。适配器控制单元U1 11的微型计算机被正常地操作，读取输入I2，并检查电子产品20的‘通’电信号是否在那里。

当‘通’电信号在那里时，适配器控制单元U1 11读取流过电流感测单元CT 12的电流，并在‘断’电的情况下将电流存储为关断电流值（在下文中称为CTi）。

另外，适配器控制单元U1 11的微型计算机通过输入端Bc来读取睡眠模式电源单元16的电压Vb，当电压Vb达到充电电压（在下文中称为VF）时，为了切断输入电压，通过输出端03而输出‘高’脉冲，开启第一开关单元17的晶体管Q4，激励线圈K1'，打开第一开关单元15的锁存继电器K1接触点，切断电源，并因此切断待机电源。

这时，微型计算机进入睡眠模式以便使功率消耗最小化。

睡眠模式电源单元18的二极管D1阻止由于反向电流而引起的放电。

在本发明中，由于使用低功率的微型计算机，在睡眠模式情况下的电流消耗为1μA。因此，当使用1F的超级电容器时，可以在没有再充电的情况下执行功能达约五天。为了防止最小可操作电压（在下文中称为VU）下的睡眠模式电源单元16的功率由于电子产品20未使用达五天以及睡眠模式电源单元16的放电而降低，重复其中通过输出端01输出‘高’脉冲、开启第一开关驱动单元17的晶体管Q1、激励线圈K1、连接第一开关单元15的锁存继电器K1接触点、供应功率以对睡眠模式电源单元16充电、在睡眠模式电源单元16被如上所述地完全充电时切断电源以及微型计算机进入睡眠模式的操作。约四分钟足够用于充电时间，并且电流消耗为约4 W。

例如，当电子产品未使用且电子产品被搁置达一年时，在本发明中每年的功率消耗为每年约0.4 Wh，并且因此可将功率消耗视为0 W。

另外，接触点2b处于连接状态使得当电子产品20的电源处于‘关’状态时，电子产品20的‘通’电信号被输入到适配器控制单元U1 11的微型计算机的输入端I2，接触点1a处于打开状态以切断电源，以便切断提供给电子产品20的电源单元13的输出功率，并且因此‘通’电信号和电源一般地使用两条线而在‘通’电信号与电源之间没有冲突。

描述了‘通’电操作和控制方法。

在上述‘断’电状态下，开启电源开关PW 21，将相应开关接地，通过电阻器R1和第二开关单元14的接触点2b而向适配器控制单元U1 11的微型计算机的输入端I2传输‘低’信号，微型计算机感测此信号，微型计算机在睡眠模式之外，以便向电源适配器10供应功率，向输出端01输出‘高’脉冲，开启第一开关驱动单元17的晶体管Q1，激励锁存继电器K1的线圈K1，连接第一开关单元15的接触点，并且因此向电源单元13供应功率。

另外，为了供应通过向电子产品20供应功率而从电源单元13产生的DC功率，适配器控制单元U1 11的微型计算机通过输出端02而输出‘高’，开启第二开关驱动单元18的晶体管Q2，激励继电器K2的线圈，连接第二开关单元14的接触点1a，通过二极管D2向电子产品20供应DC功率，打开接触点2b，将‘通’电信号从电源线分离，并且因此功率和信号不冲突。

当向电子产品20提供DC功率时，由于开关25的继电器接触点被连接，所以向DC/DC转换器22提供DC功率，其产生产品所需的功率并通过接触点而提供功率。

当从DC/DC转换器22提供并产生产品所需的功率时，电子产品控制单元U2 23的微型计算机正常地操作，控制产品，控制负载24，并因此使产品正常地操作。

描述了‘断’电操作和控制方法。

在上述状态下，当推动电源开关PW 21以便关断电源开关PW 21时，电子产品控制单元U2 23的微型计算机的输入端为‘低’。微型计算机将此信号感测为‘断’电。通过输出端04而输出‘高’，开启开关驱动单元26的晶体管Q3。激励继电器线圈K3，打开开关25的接触点，并且因此切断到DC/DC转换器22的DC电源。

当电源被切断时，由于电源适配器10的电流感测单元CT 12的电流值为关断电流值CTi，所以当此值被输入到适配器控制单元U1 11的微型计算机的输入端子中时，确定电子产品20被关断，微型计算机通过输出端03输出‘高’脉冲，开启第一开关驱动单元17的晶体管Q4，激励锁存继电器线圈K1'，打开第一开关单元15的接触点，并且因此切断电源。

另外，通过输出端02输出‘低’，关断第二开关驱动单元18的晶体管Q2，将继电器线圈K2去激励，打开继电器K2的接触点1a并连接接触点2b。

因此，将其保持在初始状态以接收‘通’电信号。另外，微型计算机进入睡眠模式，最低限度地消耗功率，周期性地进行检查，使得电源Vb不低于VU，并重复上述充电操作以进行控制。

如果其长时间未使用且电源适配器10的电源插头被分离，则由于其在其中在Vb等于或小于VU之前连接锁存继电器K1的接触点的状态下放电，所以当电源插头被再次插入时，其像第一次一样操作。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，可以执行切断电子产品的电源适配器的待机电源的构造和操作。同时，在本发明的以上描述中，描述了切断待机电源的电源适配器的特定示例性实施例，但是在不脱离本发明的范围的情况下可实现各种修改。因此，本发明的范围不应由所述示例性实施例确定，而是由权利要求及其等价物确定。

Claims

1.一种使用电源适配器的电子产品的待机电源切断设备，所述电源适配器包括：

第一开关单元和第一开关驱动单元，安装在用于在电源单元的前端处向电源单元提供外部商用AC功率的路径中，并通过外部控制来切断或供应提供给电源单元的外部商用AC功率；

电流感测单元，感测提供给电子产品的电流的状态；以及

2.如权利要求1所述的待机电源切断设备，其中，所述电子产品包括：

电源开关，连接DC电源线的DC功率，其是由用户的操作从具有接地末端的电源适配器提供的，并产生开/关操作信号；

功率转换单元，接收从电源适配器提供的DC功率，以及产生且提供相应电子产品的内部每个功能单元所需的功率；

开关和开关驱动单元，安装在用于在功率转换单元的前端处向功率转换单元提供DC功率的路径中，并切断或供应通过外部控制提供给功率转换单元的DC功率；

电子产品控制单元，根据电源开关的开/关操作信号，控制开关和开关驱动单元，使得开关和开关驱动单元在电子产品的关断状态的情况下切断电源，并控制开关和开关驱动单元，使得开关和开关驱动单元在电子产品的开启状态的情况下供应功率。

3.如权利要求1或权利要求2所述的待机电源切断设备，其中，所述电源适配器包括在睡眠模式下产生操作功率的睡眠模式电源单元。