CN104730971A - 微功耗待机系统及设备 - Google Patents

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Abstract

一种微功耗待机系统包括一功耗调整器、一连接于该功耗调整器及一负载之间的功耗侦测电路及一HIC模块。该功耗侦测电路用于侦测该负载的功率。该HIC模块根据该功耗侦测电路传输对应于该负载的功率来控制该功耗调整器的工作状态；当该HIC模块侦测该负载的功率在一预设范围内时，该HIC模块输出一断开控制信号至该功耗调整器，以使该功耗调整器处于断开状态。本发明还提供了一种微功耗待机设备。本发明微功耗待机系统及设备可使家电产品在待机功耗大大降低，有效节约电量。

Description

微功耗待机系统及设备
技术领域
本发明系关于家电节能控制技术领域，尤指一微功耗待机系统及设备。
背景技术
随着经济的发展，人们的生活变得越来越好，家电产品是每个家庭必不可少的一部分。目前大多家电产品都采用了无线红外遥控技术，即透过具有红外通信功能的遥控器实现家电产品的开关机或其它功能的控制，从而为人们的生活带来许多方便。然，目前家用电器待机功耗存在偏高的问题，例如电视机、空调机、电风扇等各类家电、办公电器的待机功耗在1-3W的范围内，如此长期以往造成大量电能的浪费，不节能也不环保。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可降低待机功耗的微功耗待机系统及设备。
一种微功耗待机系统，包括：
一功耗调整器，连接至一交流输入电源；
一功耗侦测电路，连接于该功耗调整器及一负载之间，该功耗侦测电路用于侦测该负载的功率；及
一HIC模块，根据该功耗侦测电路传输对应于该负载的功率来控制该功耗调整器的工作状态；当该HIC模块侦测该负载的功率在一预设范围内时，该HIC模块输出一断开控制信号至该功耗调整器，以使该功耗调整器处于断开状态。
一种微功耗待机设备，包括：
一负载；
一功耗调整器，连接至一交流输入电源；
一功耗侦测电路，连接于该功耗调整器及该负载之间，该功耗侦测电路用于侦测该负载的功率；及
一HIC模块，根据该功耗侦测电路传输对应于该负载的功率来控制该功耗调整器的工作状态；当该HIC模块侦测该负载的功率在一预设范围内时，该HIC模块输出一断开控制信号至该功耗调整器，以使该功耗调整器处于断开状态。
上述微功耗待机系统及设备透过该HIC模块及该功耗调整器配合做成微功耗待机电路系统，将该电路系统设置在的家电产品上，可以使家电产品在待机功耗大大降低，有效节约电量。
附图说明
图1是本发明微功耗待机系统的较佳实施方式的方框图。
图2是本发明微功耗待机系统的较佳实施方式的电路图。
图3是图1中厚膜混合集成电路模块的较佳实施方式的方框图。
主要组件符号说明
功耗调整器 50
HIC模块 20
红外接收头 30
直流电源 40
稳压电路 200
门电路 202
MCU主控单元 204
双向可控硅 BCR
功耗侦测电路 70
负载 80
RC电路 500
保险装置 F
电阻 R1-R4
电容 C1、C2
二极管 D1、D2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1及图2，本发明微功耗待机系统的较佳实施方式包括一HIC模块（Thick Film Hybrid IC，厚膜混合集成电路）20、一功耗侦测电路70及一功耗调整器50。
该功耗调整器50用于与一交流输入电源相连。该功耗侦测电路70连接于该功耗调整器50及一负载80之间。
本实施方式中，该功耗调整器50可工作于断开状态或连接状态，以断开或连通该交流输入电源输出的电压至该负载80。该功耗侦测电路70用于侦测该负载80的功率的大小，并输出对应于该负载的功率至该HIC模块20。
本实施方式中，该HIC模块20包括一第一引脚（引脚1）、一第二引脚（引脚2）、一第三引脚（引脚3）、一第四引脚（引脚4）、一第五引脚（引脚5）、一第六引脚（引脚6）、一第七引脚（引脚7）、一第八引脚（引脚8）、一第九引脚（引脚9）、一第十引脚（引脚10）、一第十一引脚（引脚11）、一第十二引脚（引脚12）及一第十三引脚（引脚13）。
本实施方式中，该功耗侦测电路70包括一电流互感器T1。该电流互感器T1的初级线圈连接该负载80，该电流互感器T1的次级线圈的两端分别与该HIC模块20的引脚12和引脚13相连。故，当该电流互感器T1接在交流电路上，该电流互感器T1的次级线圈产生感应电流，并透过该HIC模块20的引脚12及引脚13（即该HIC模块20的第十二引脚及第十三引脚）将其传输至该HIC模块20。
该HIC模块20根据该功耗侦测电路70输出的功率判断该负载80的工作状态，如待机状态或运行状态。
具体地，该HIC模块20接收自该电流互感器T1的次级线圈输出的感应电流及该交流输入电源提供的电压来计算出该负载80的功率，以此来判定该负载80的工作状态，如当负载80的功率在一预设范围内（如1-3W）时，该HIC模块20则判定该负载80处于待机状态；当负载80的功率大于该预设范围的上限值（即3W）时，该HIC模块20则判定该负载80处于运行状态。
该HIC模块20还根据该负载80的工作状态来对应控制该功耗调整器50的工作状态，以使得当该负载80处于待机状态时该HIC模块20控制该功耗调整器50处于断开状态，进而切断传输至该负载的交流电，达到节能的效果。
具体来说，当负载80进入其原有的待机功耗1-3W内时，即远小于该负载80的正常运作时的功耗，该HIC模块20输出一断开控制信号至该功耗调整器50，以控制该功耗调整器50处于断开状态，进而使得该负载80原有的待机功耗从1-3W降为不高于0.1W，从而达到节能效果。本实施方式中，该HIC模块20、功耗侦测电路70、负载80及功耗调整器50均设置于一家电产品内，如一电视机内。
在其它实施方式中，该微功耗待机系统还包括一红外接收头（Infrared Receive Module，IRM）30。该HIC模块20的引脚5-7（即该HIC模块20的第五至第七引脚）用于与该红外接收头30相连。该HIC模块20可透过该红外接收头30接收一用户输出用于控制该负载80工作状态的复数指令信号，如“开机”、“关机”的指令信号。在其它实施方式中，该HIC模块20亦可透过其它类型的通信接口，如Wi-Fi或Zigbee的通信接口，接收该用户输出的控制指令。
较佳地，当该HIC模块20接收到用户输出的“关机”指令信号时，该HIC模块20透过该功耗侦测电路70判断该负载80是否已处于关机状态，即判断该负载80的功率是否在该预设范围内（即1-3W）。
当该负载80的功率大于该预设范围的上限值时，该HIC模块20延时一第一预设时间后输出该断开控制信号至该功耗调整器50，以控制该功耗调整器50处于断开状态，如此便于该负载80在该第一预设时间内可根据家电产品自身的系统先进行关机动作。
当接收到用户输出的”开机”的指令信号时，该HIC模块20输出一连接控制信号至该功耗调整器50，以控制该功耗调整器50处于连接状态，如此使得负载80可获得交流电源输入并恢复正常运作。
此外，该HIC模块20在接收到该”开机”指令信号时的一第二预设时间后透过该功耗侦测电路70获取该负载80的功率，并判断该负载80的功耗是否大于该预设范围的上限值，当该负载80的功耗大于该预设范围的上限值时，则表示该负载80已正常工作；当该负载的功耗在于该预设范围内时，则表示该负载80的工作异常，此时，该HIC模块20可发出对应于该负载80工作异常的警示信息。
具体地，该功耗调整器50包括一双向可控硅BCR及一RC电路500。该双向可控硅BCR的第一阳极A1及第二阳极A2连接于交流电路上，该双向可控硅BCR的控制极G连接于该HIC模块20的引脚3（即该HIC模块20的第三引脚），如此使得该HIC模块20透过引脚3来控制该双向可控硅BCR开关动作，如当接收到该HIC模块20传输的断开控制信号时，该双向可控硅BCR处于断开状态，当接收到该HIC模块20输出的连接控制信号时，该双向可控硅BCR处于连接状态。
本实施方式中，该RC电路500具有限制频率的作用，该RC电路500包括一电阻R1及一电容C1，该电阻R1与电容C1串联并与该双向可控硅BCR的第一阳极A1及第二阳极A2并联，其中该电容R1接于该HIC模块20的引脚2（即该HIC模块20的第二引脚），该电容C1接于该HIC模块20的引脚4（即该HIC模块20的第四引脚）。在其它实施方式中，该功耗调整器50中RC电路500亦可省略。
该HIC模块20的引脚8与引脚9（即该HIC模块20的第八及第九引脚）连接于一开关S，该开关S用于对该HIC模块20进行复位操作；该HIC模块20的引脚10与引脚11（即该HIC模块20的第十及第十一引脚）用于与一直流电源40相连，如一电池输出的电源、一电容输出的电源或是由该负载80所反馈之直流电源。
本实施方式中，该微功耗待机系统还包括一保护装置F，该保护装置F装设于该电源输入电源上，用于对负载80进行保护。本实施方式中，该保护装置F为一保险丝。
请参考图3，该HIC模块20包括一MCU主控单元204、一稳压电路200及一门电路202。
该MCU主控单元204是该HIC模块20的核心部分，其透过内置程序的运行，进行计算、对比和分析操作以控制电路中各个器件的开关动作，使电路最终实现微功耗待机功能。该MCU主控单元 204包括第一至第十引脚，即引脚21-30。
该MCU主控单元204的三个信号输入端口所对应的引脚21-引脚23（即该MCU主控单元204的第一至第三引脚）分别连接于该HIC模块20的引脚5、引脚6和引脚7，以接收该红外接收头30传输的红外信号。
该MCU主控单元204的两个连接埠所对应的引脚24及25（即该MCU主控单元204的第四及第五引脚）分别接在该HIC模块20的引脚8和引脚9上，从而使得该开关S可以对该MCU主控单元204进行复位操作。
该MCU主控单元204的引脚26（即该MCU主控单元 204的第六引脚）透过一保护电阻R4接在该HIC模块20的引脚10上，且该HIC模块20的引脚11接地，因此形成电流回路，而使得直流电源40为该MCU主控单元204供电。
该MCU主控单元204的引脚27（即该MCU主控单元204的第七引脚）透过一二极管D1和一电阻R3接在该HIC模块20的引脚12上，且该HIC模块20的引脚13接地，因此形成电流回路，可接收该电流互感器T1输出感应电流至该HIC模块20的引脚12和引脚13。
该MCU主控单元204的引脚28（即该MCU主控单元204的第八引脚）接在该HIC模块20的引脚2上且接地。另，交流电源的导线接于该HIC模块20的引脚1（即该HIC模块20的第一引脚），一二极管D2的阳极连接于该HIC模块20的引脚1，该二极管D2的阴极透过一电阻R2连接至该稳压电路200。
该MCU主控单元204的引脚29（即该MCU主控单元204的第九引脚）接至该门电路202，用以提供一控制信号给该门电路202。该门电路202为一种开关控制器件，用于触发该功耗调整器50的工作状态，例如断开状态或连接状态。另，该MCU主控单元204还透过该电阻R3及一电容C2接地。
本实施方式中，该MCU主控单元204可工作于一睡眠模式或一唤醒模式，进而使得该HIC模块20亦可工作于对应的睡眠模式或唤醒模式。
例如，当该MCU主控单元204接收到用户输出的“关机”的指令信号时，该MCU主控单元204可控制该双向可控硅BCR处于断开状态，还使其自身进入睡眠模式（即该HIC模块20亦进入睡眠模式），此时，该MCU主控单元204的功耗可进一步降低，从而便于系统更为节能。
当该MCU主控单元204接收到“开机”的指令信号时，该MCU主控单元204从睡眠模式进入唤醒模式（即该HIC模块20亦从睡眠模式进入唤醒模式），并控制该双向可控硅BCR处于连接状态，进而使得该负载80可获取交流电输入并恢复正常运作。
具体而言，唤醒模式中，该MCU主控单元204透过引脚21-引脚23接收到“开机”的指令信号时，该MCU主控单元204从睡眠模式进入唤醒模式。此时，该稳压电路200经由该HIC模块20的引脚1与引脚2取得一交流电流，因此透过该MCU主控单元204的引脚30（即该MCU主控单元204的第十引脚）提供一启动电流给该MCU主控单元204，且该稳压电路200亦提供该启动电流给该门电路202。
该启动电流可持续数毫秒，例如1至10毫秒。该MCU主控单元204透过该引脚29提供该控制信号给该门电路202，用于将该功耗调整器50切换至连接状态。一旦该功耗调整器50切换至连接状态，则该负载80取得交流电源开始运行，则可反馈该直流电源40给该HIC模块20，维持微功耗待机系统的正常运作。当该HIC模块20取得该直流电源40后，该稳压电路200即进入一休息状态。
经过多次实验以及使用得出，家电产品原待机功耗为1-3W，使用该HIC模块后，待机功耗变为0.04-0.08W，待机功耗大大降低，有效节约电量。

Claims (20)

1.一种微功耗待机系统，包括：
一功耗调整器，连接至一交流输入电源；
一功耗侦测电路，连接于该功耗调整器及一负载之间，该功耗侦测电路用于侦测该负载的功率；及
一HIC模块，根据该功耗侦测电路传输对应于该负载的功率来控制该功耗调整器的工作状态；当该HIC模块侦测该负载的功率在一预设范围内时，该HIC模块输出一断开控制信号至该功耗调整器，以使该功耗调整器处于断开状态。
2.如权利要求1所述的微功耗待机系统，其特征在于：该功耗侦测电路包括一电流互感器，该电流互感器的初级线圈连接该负载，该电流互感器的次级线圈的两端连接HIC模块，用于输出相对于该负载的感应电流，该HIC模块根据该电源互感器传输的感应电流计算该负载的功率。
3.如权利要求1所述的微功耗待机系统，其特征在于：该微功耗待机系统还包括一通信接口，该通信接口连接于该HIC模块，该HIC模块透过该通信接口接收复数指令信号；当该HIC模块接收到一第一指令信号时，该HIC模块透过该功耗侦测电路传输的功率判断该负载的工作状态；当该负载处于运行状态时，该HIC模块延时一第一预设时间输出该断开控制信号至该功耗调整器，该HIC模块进入睡眠模式；当该负载处于待机状态时，该HIC模块输出该断开控制信号至该功耗调整器，该HIC模块进入睡眠模式；当该HIC模块接收到一第二指令信号时，该HIC模块由睡眠模式进入唤醒模式，该HIC模块还输出一连接控制信号至该功耗调整器，以使得该功耗调整器处于连接状态。
4.如权利要求3所述的微功耗待机系统，其特征在于：当该HIC模块输出该连接控制信号至该功耗调整器时，该HIC模块延时一第二预设时间后透过该功耗侦测电路判断该负载的功率是否大于该预设范围的上限值；当该负载的功率不大于该预设范围的上限值时，该HIC模块输出警示信息。
5.如权利要求3所述的微功耗待机系统，其特征在于：该通信接口为一红外接收头。
6.如权利要求1所述的微功耗待机系统，其特征在于：该HIC模块包括一MCU主控单元、一稳压电路及一门电路；该MCU主控单元根据接收的指令控制信号输出对应的门电路控制信号至门电路；当接收到对应于该第一指令信号的门电路控制信号时，该门电路输出该断开控制信号至该功耗调整器；当接收到对应于该第二指令信号的门电路控制信号时，该门电路输出一连接控制信号至该功耗调整器。
7.如权利要求6所述的微功耗待机系统，其特征在于：当接收到该第二指令信号时，该稳压电路提供一启动电流给该MCU主控单元。
8.如权利要求7所述的微功耗待机系统，其特征在于：当该MCU主控单元接收到该启动电流后，该MCU主控单元控制该门电路输出该连接控制信号至该功耗调整器，使得该负载处于运行状态，该负载运行后提供一直流电源给该HIC模块。
9.如权利要求1所述的微功耗待机系统，其特征在于：该功耗调整器包括一双向可控硅，该双向可控硅的第一阳极及第二阳极连接于该交流输入电源上，该双向可控硅的控制极连接于该HIC模块；当接收到该HIC模块输出的断开控制信号时，该双向可控硅处于断开状态；当接收到该HIC模块输出的连接控制信号时，该双向可控硅处于连接状态。
10.如权利要求9所述的微功耗待机系统，其特征在于：该功耗调整器还包括一RC电路，该RC电路包括一第一电阻及一第一电容，该第一电阻及第一电容串联后并联于该双向可控硅的第一阳极及第二阳极。
11.一种微功耗待机设备，包括：
一负载；
一功耗调整器，连接至一交流输入电源；
一功耗侦测电路，连接于该功耗调整器及该负载之间，该功耗侦测电路用于侦测该负载的功率；及
一HIC模块，根据该功耗侦测电路传输对应于该负载的功率来控制该功耗调整器的工作状态；当该HIC模块侦测该负载的功率在一预设范围内时，该HIC模块输出一断开控制信号至该功耗调整器，以使该功耗调整器处于断开状态。
12.如权利要求11所述的微功耗待机设备，其特征在于：该功耗侦测电路包括一电流互感器，该电流互感器的初级线圈连接该负载，该电流互感器的次级线圈的两端连接HIC模块，用于输出相对于该负载的感应电流，该HIC模块根据该电流互感器传输的感应电流计算该负载的功率。
13.如权利要求11所述的微功耗待机设备，其特征在于：该微功耗待机设备还包括一通信接口，该通信接口连接于该HIC模块，该HIC模块透过该通信接口接收复数指令信号；当该HIC模块接收到一第一指令信号时，该HIC模块透过该功耗侦测电路传输的功率判断该负载的工作状态；当该负载处于运行状态时，该HIC模块延时一第一预设时间输出该断开控制信号至该功耗调整器，该HIC模块进入睡眠模式；当该负载处于待机状态时，该HIC模块输出该断开控制信号至该功耗调整器，该HIC模块进入睡眠模式；当该HIC模块接收到一第二指令信号时，该HIC模块由睡眠模式进入唤醒模式，该HIC模块还输出一连接控制信号至该功耗调整器，以使得该功耗调整器处于连接状态。
14.如权利要求13所述的微功耗待机设备，其特征在于：当该HIC模块输出该连接控制信号至该功耗调整器时，该HIC模块延时一第二预设时间后透过该功耗侦测电路判断该负载的功率是否大于该预设范围的上限值；当该负载的功率不大于该预设范围的上限值时，该HIC模块输出警示信息。
15.如权利要求13所述的微功耗待机设备，其特征在于：该通信接口为一红外接收头。
16.如权利要求11所述的微功耗待机设备，其特征在于：该HIC模块包括一MCU主控单元、一稳压电路及一门电路；该MCU主控单元根据接收的指令控制信号输出对应的门电路控制信号至门电路；当接收到对应于该第一指令信号的门电路控制信号时，该门电路输出该断开控制信号至该功耗调整器；当接收到对应于该第二指令信号的门电路控制信号时，该门电路输出该连接控制信号至该功耗调整器。
17.如权利要求16所述的微功耗待机设备，其特征在于：当接收该第二指令信号时，该稳压电路提供一启动电流给该MCU主控单元。
18.如权利要求17所述的微功耗待机设备，其特征在于：当该MCU主控单元接收到该启动电流后，该MCU主控单元控制该门电路输出该连接控制信号至该功耗调整器，使得该负载处于运行状态，该负载运行后提供一直流电源给该HIC模块。
19.如权利要求11所述的微功耗待机设备，其特征在于：该功耗调整器包括一双向可控硅，该双向可控硅的第一阳极及第二阳极连接于该交流输入电源上，该双向可控硅的控制极连接于该HIC模块；当接收到该HIC模块输出的断开控制信号时，该双向可控硅处于断开状态；当接收到该HIC模块输出的连接控制信号时，该双向可控硅处于连接状态。
20.如权利要求19所述的微功耗待机设备，其特征在于：该功耗调整器还包括一RC电路，该RC电路包括一第一电阻及一第一电容，该第一电阻及第一电容串联后并联于该双向可控硅的第一阳极及第二阳极。
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