CN105515362A - 一种超低待机控制电路、电源电路及用电设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电源领域，提供了一种超低待机控制电路、电源电路及用电设备，该待机控制电路与电源电路中的PWM单元和Standby电源连接，包括：待机信号接收单元，用于接收待机信号，并根据待机信号生成PWM控制信号；PWM启动控制单元，用于根据PWM控制信号启动PWM单元，以控制电源电路工作；PWM关断控制单元，用于根据PWM控制信号关断PWM单元，以降低电源电路的待机损耗。本发明采用超低Standby电源作为超低待机电源，通过控制电路去控制主功率电源的PWM信号输出或停止，使主功率电源在不工作的情况下，PWM单元完全不工作，并且切断主功率电源的电流回路，降低了电源产品在待机和关断模式下的损耗。

Description

一种超低待机控制电路、电源电路及用电设备

技术领域

本发明属于电源领域，尤其涉及一种超低待机控制电路、电源电路及用电设备。

背景技术

目前很多用电设备例如自动升降桌等，一般是固定摆放，其电源插头长期插于交流电源上，并且为了更快响应用户控制，长期不关断交流开关，直接通过升降按钮控制桌子高度，因此导致在不使用期间升降桌电源一直处于待机模式，特别是对于高待机损耗的电源，将造成巨大的资源浪费。

由于现在社会倡导的节能理念，市场需要更多待机损耗较低的电源，包括能源之星和欧盟生态标签(EUEco-Label)在内的众多能效计划现在都将最大待机功耗规定为0.1瓦。作为其节能计划的组成部分，欧盟委员会(EuP)已针对用能产品的待机和关断模式损耗颁布了更为严格的用能产品指令Lot6，该指令Lot6将于2016年初生效，并且自2010年起，新产品的待机功耗必须低于0.3瓦，到2016年，输出功率≤49W的适配器的待机功耗将降至100mW，输出功率>49W的适配器将降至210mW。因此目前市场中的电源产品均无法满足如此严格的待机和关断模式损耗的要求，不利于节能社会的发展。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种超低待机控制电路，旨在解决降低电源产品在待机和关断模式下的损耗的问题，以满足新的能效计划的要求。

本发明实施例是这样实现的，一种超低待机控制电路，所述超低待机控制电路与电源电路中的PWM单元连接，包括：

待机信号接收单元，用于接收待机信号，并根据待机信号生成PWM控制信号，所述待机信号接收单元的第一、第二电源端与Standby电源连接，所述待机信号接收单元的输入端接收待机信号；

PWM启动控制单元，用于根据所述PWM控制信号启动PWM单元，以控制所述电源电路工作，所述PWM启动控制单元的输入端与所述待机信号接收单元的输出端连接，所述PWM启动控制单元的输出端与所述PWM单元的电源端连接；

PWM关断控制单元，用于根据所述PWM控制信号关断PWM单元，以降低所述电源电路的待机损耗，所述PWM关断控制单元的输入端与所述待机信号接收单元的输出端连接，所述PWM关断控制单元的输出端与所述PWM单元的过温保护端连接。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述超低待机控制电路的超低待机电源电路，所述超低待机电源电路还包括：

保险丝，所述保险丝的一端与交流电源的一端连接；

第一整流滤波电路，所述第一整流滤波电路的第一输入端与所述保险丝的另一端连接，所述第一整流滤波电路的第二输入端与交流电源的另一端连接；

变压器，所述变压器的第一线圈异名端、同名端分别与所述第一整流滤波电路的第一、第二输出端连接；

第二整流滤波电路，所述第二整流滤波电路的第一、第二输入端分别与所述变压器第二线圈的同名端、异名端连接，所述第二整流滤波电路的第一、第二输出端分别为所述超低待机电源电路的正、负直流输出端，所述第二整流滤波电路的第二输入端、第二输出端接地；

开关电路，所述开关电路的输入端与所述变压器第一线圈的同名端连接；

PWM芯片，所述PWM芯片的驱动端与所述开关电路的控制端连接，所述PWM芯片的电流检测端与所述开关电路的输出端连接；

电压采样电路，所述电压采样电路的输入端与所述第二整流滤波电路的第一输出端连接，所述电压采样电路的输出端与所述PWM芯片的反馈端连接；

第三整流滤波电路，所述第三整流滤波电路的第一、第二输入端分别与所述变压器第三线圈的同名端、异名端连接，所述第三整流滤波电路的输出端同时与电源电压和所述PWM芯片的电源端连接。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述超低待机电源电路的用电设备。

本发明实施例采用超低Standby电源作为超低待机电源，通过控制电路去控制主功率电源的PWM信号输出或停止，使主功率电源在不工作的情况下，PWM单元完全不工作，并且切断主功率电源的电流回路，大幅降低了电源产品在待机和关断模式下的损耗，以满足能源之星和欧盟生态标签以及指令Lot6等的要求，该控制电路结构简单、一致性好。

附图说明

图1为本发明实施例提供的超低待机控制电路以及电源电路的结构图；

图2为本发明实施例提供的超低待机控制电路以及电源电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例采用超低Standby电源作为超低待机电源，通过控制电路去控制主功率电源的PWM信号输出或停止，使主功率电源在不工作的情况下，PWM单元完全不工作，并且切断主功率电源的电流回路，大幅降低了电源产品在待机和关断模式下的损耗，以满足新的能源计划的要求。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例提供的超低待机控制电路以及电源电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该超低待机控制电路1可以应用于任何用电设备的电源电路中，尤其适用于升降桌、医疗床、电动工具中。

作为本发明一实施例，该超低待机电源电路2包括超低待机控制电路1，以及：

保险丝F1，保险丝F1的一端与交流电源AC的一端连接；

第一整流滤波电路21，第一整流滤波电路21的第一输入端与保险丝F1的另一端连接，第一整流滤波电路21的第二输入端与交流电源AC的另一端连接；

变压器T1，变压器T1的第一线圈N1异名端、同名端分别与第一整流滤波电路21的第一、第二输出端连接；

第二整流滤波电路22，第二整流滤波电路22的第一、第二输入端分别与变压器T1第二线圈N2的同名端、异名端连接，第二整流滤波电路22的第一、第二输出端分别为超低待机电源电路的正、负直流输出端，第二整流滤波电路22的第二输入端、第二输出端接地；

开关电路23，开关电路23的输入端与变压器T1第一线圈N1的同名端连接；

PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)芯片U1，PWM芯片U1的驱动端GATE与开关电路23的控制端连接，PWM芯片U1的电流检测端Isen与开关电路23的输出端连接；

电压采样电路24，电压采样电路24的输入端与第二整流滤波电路22的第一输出端连接，电压采样电路24的输出端与PWM芯片U1的反馈端FB连接；

第三整流滤波电路25，第三整流滤波电路25的第一、第二输入端分别与变压器T1第三线圈N3的同名端、异名端连接，第三整流滤波电路25的输出端同时与电源电压和PWM芯片U1的电源端VDD连接。

在本发明实施例中，交流电源AC经过保险丝F1、第一整流滤波电路21、变压器T1的第一线圈N1、第二线圈N2以及第二整流滤波电路22，于直流输出端输DC+、DC-出直流电压，PWM芯片U1通过电压采样电路24采集的输出电压和电流检测引脚采集的电流来判断直流输出的情况，进而调节驱动引脚输出的PWM信号的占空比，从而改变开关电路23的开关频率，进而保证直流输出端的稳定。

其中，第三整流滤波电路25将变压器T1第三线圈N3传递过来的电能通过整流滤波后为PWM芯片U1供电，并且第三整流滤波电路25的输出端连接电源电压VCC，该电压VCC可以由Standby电源提供。

该超低待机控制电路1与电源电路2中的PWM单元U1连接，包括：

待机信号接收单元11，用于接收待机信号，并根据待机信号生成PWM控制信号，待机信号接收单元11的第一、第二电源端与Standby电源连接，待机信号接收单元11的输入端接收待机信号；

PWM启动控制单元12，用于根据PWM控制信号启动PWM单元，以控制电源电路工作，PWM启动控制单元12的输入端与待机信号接收单元11的输出端连接，PWM启动控制单元12的输出端与PWM单元U1的电源端VDD连接；

PWM关断控制单元13，用于根据PWM控制信号关断PWM单元，以降低电源电路的待机损耗，PWM关断控制单元13的输入端与待机信号接收单元11的输出端连接，PWM关断控制单元13的输出端与PWM单元U1的过温保护端RT连接。

在本发明实施例中，Standby电源向待机信号接收单元11的第一电源端提供5V电源电压，向待机信号接收单元11的第二电源端提供一个较低电压VCC1，当待机信号接收单元11接收到无效的待机信号en后，待机信号接收单元11输出一个启动状态的PWM控制信号来控制PWM启动控制单元12工作，并将Standby电源提供的较低电压VCC1作为启动电压通过PWM启动控制单元12输出给PWM单元U1，进而控制PWM单元U1工作，使电源电路2得以正常工作。

当待机信号接收单元11接收到有效的待机信号en后，待机信号接收单元11输出一个关断状态的PWM控制信号来控制PWM关断控制单元13向PWM单元U1输出一个关断信号，以控制PWM单元U1停止工作，从而切断电源电路2的电流回路，使电源电路2停止输出的同时大幅降低了PWM单元U1和电源电路中待机电能损耗，使得电源电路从原来空载时耗能0.3W降低至30-40mW。

在本发明实施例中，在PWM单元U1启动时由电源电压VCC1供电，而在PWM单元U1稳定工作后由电源电压VCC供电。

本发明实施例采用超低Standby电源作为超低待机电源，通过控制电路去控制主功率电源的PWM信号输出或停止，使主功率电源在不工作的情况下，PWM单元完全不工作，并且切断主功率电源的电流回路，大幅降低了电源产品在待机和关断模式下的损耗，以满足能源之星和欧盟生态标签以及指令Lot6等的要求，该控制电路结构简单、一致性好。

图2示出了本发明实施例提供的超低待机控制电路以及电源电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该超低待机控制电路还包括一接口单元CON2，该接口单元CON2的第一端1与待机信号接收单元的第一电源端连接，接口单元CON2的第二端2接地，接口单元CON2的第三端3与待机信号接收单元的输入端连接。

本发明实施例通过接口单元可以便捷地与Standby电源以及系统控制电路进行便捷快速的连接，该接口单元成本低、插拔效果好。

作为本发明一实施例，待机信号接收单元11包括：

电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R14、第三光耦、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和稳压二极管ZD1；

电阻R13的一端为待机信号接收单元11的输入端，电阻R13的另一端同时与电阻R12的一端和第五开关管Q5的控制端连接，电阻R12的另一端和第五开关管Q5的输入端同时为待机信号接收单元11的第一电源端，第五开关管Q5的输出端通过电阻R14与第三光耦的发光二极管U3A阳极连接，第三光耦的发光二极管U3A阴极接地，第三光耦的受光器件U3B的输出端接地，第三光耦的受光器件U3B的输入端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端同时与电阻R5的一端和第二开关管Q2的控制端连接，电阻R5的另一端和第二开关管Q2的输入端同时为待机信号接收单元11的第二电源端，第二开关管Q2的输出端同时与电阻R7的一端和第三开关管Q3的输入端连接，电阻R7的另一端和第三开关管Q3的控制端同时与稳压二极管的阴极连接，稳压二极管的阳极接地，第三开关管Q3的输出端为待机信号接收单元11的输出端。

作为本发明一优选实施例，第二开关管Q2和第五开关管Q5均可以采用PNP型三极管实现，PNP型三极管的发射极为第二开关管Q2和第五开关管Q5的输入端，PNP型三极管的集电极为第二开关管Q2和第五开关管Q5的输出端，PNP型三极管的基极为第二开关管Q2和第五开关管Q5的控制端；

第三开关管Q3可以采用NPN型三极管实现，NPN型三极管的集电极为第三开关管Q3的输入端，NPN型三极管的发射极为第三开关管Q3的输出端，NPN型三极管的基极为第三开关管Q3的控制端。

作为本发明一实施例，PWM启动控制单元12包括：

电阻R10和二极管D3；

电阻R10的一端为PWM启动控制单元12的输入端，电阻R10的另一端与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极为PWM启动控制单元12的输出端。

PWM关断控制单元13包括：

电阻R8、电阻R9和第四开关管Q4；

电阻R8的一端为PWM关断控制单元13的输入端，电阻R8的另一端同时与电阻R9的一端和第四开关管Q4的控制端连接，电阻R9的另一端和第四开关管Q4的输出端同时接地，第四开关管Q4的输入端为PWM关断控制单元13的输出端。

作为本发明一优选实施例，第四开关管Q4可以采用PNP型三极管实现，PNP型三极管的发射极为第四开关管Q4的输入端，PNP型三极管的集电极为第四开关管Q4的输出端，PNP型三极管的基极为第四开关管Q4的控制端。

作为本发明一实施例，第一整流滤波电路21包括：

整流桥堆DB1、电容C1、电容C2、电阻R1和二极管D1；

整流桥堆DB1的输入端正极为第一整流滤波电路21的第一输入端，整流桥堆DB1的输入端负极为第一整流滤波电路21的第二输入端，整流桥堆DB1的输出端负极接地，整流桥堆DB1的输出端正极通过电容C1接地，整流桥堆DB1的输出端正极还为第一整流滤波电路21的第一输出端同时与电阻R1的一端和电容C2的一端连接，电阻R1的另一端和电容C2的另一端同时与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极为第一整流滤波电路21的第二输出端。

第二整流滤波电路22包括：

电阻R11、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D4和二极管D5；

电阻R11的一端、二极管D4的阳极、二极管D5的阳极同时为第二整流滤波电路22的第一输入端，电阻R11的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端同时与二极管D4的阴极、二极管D5的阴极连接，二极管D5的阴极为第二整流滤波电路22的第一输出端同时与电容C5、电容C6的一端连接，电容C5、电容C6的另一端同时为第二整流滤波电路22的第一输入端和第一输出端接地。

开关电路23包括：

电阻R2、电阻R4和第一开关管Q1；

第一开关管Q1的输入端为开关电路23的输入端，第一开关管Q1的输出端为开关电路23的输出端通过电阻R4接地，第一开关管Q1的控制端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端为开关电路23的控制端。

作为本发明一优选实施例，第一开关管Q1可以采用N型MOS管实现，N型MOS管的漏极D为第一开关管Q1的输入端，N型MOS管的源极S为第一开关管Q1的输出端，N型MOS管的栅极G为第一开关管Q1的控制端。

电压采样电路24包括：

电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C7、受控整流器件U4和第二光耦；

电阻R15和电阻R17的一端均为电压采样电路24的输入端，所述电阻R15的另一端同时与电阻R16的一端和第二光耦的发光二极管U2A的阳极连接，电阻R16的另一端同时与电容C7的一端和第二光耦的发光二极管U2A的阴极连接，电容C7的另一端同时与电阻R17的另一端和电阻R18的一端连接，受控整流器件U4的阴极与第二光耦的发光二极管U2A的阴极连接，受控整流器件U4的阳极与电阻R18的另一端同时接地，受控整流器件U4的控制端也与电阻R18的一端连接，第二光耦的受光器件U2B的输入端为电压采样电路24的输出端，第二光耦的受光器件U2B的输出端接地。

第三整流滤波电路25包括：

电阻R3、电容C3和二极管D2；

电阻R3的一端为第三整流滤波电路25的第一输入端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极为第三整流滤波电路25的输出端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端为第三整流滤波电路25的第二输入端。

在本发明实施例中，当外部升降桌按钮按下，待机信号接收单元11的输入端接收高电位(无效)的待机信号en后，第五开关管Q5导通，从而控制第三光耦的发光二极管U3A发光，第三光耦的受光器件U3B导通，从而第二开关管Q2、第三开关管Q3导通，使电源VCC1(VCC1由Standby电源提供)通过第二开关管Q2、第三开关管Q3，送到PWM单元U1的电源端，从而主功率电源启动。

当外部按钮松开，使能信号en中断(有效状态的待机信号en)，第五开关管Q5关闭，从而第三光耦的发光二极管U3A控制第三光耦的受光器件U3B关断，从而第二开关管Q2、第三开关管Q3关断，第四开关管Q4也被关断，PWM单元U1的过温保护端RT被拉低，PWM单元U1停止输出PWM信号，从而主功率电源停止工作，进入超低功耗待机状态。

本发明实施例在开通交流电后，只启动Standby电源来实现超低待机要求，可以使主功率电源从0.3W的待机功耗降低至30-40mW，大大降低了待机功耗，可以完全满足能源之星和欧盟生态标签以及指令Lot6的要求。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述超低待机电源电路的用电设备。

本发明实施例采用超低Standby电源作为超低待机电源，通过控制电路去控制主功率电源的PWM信号输出或停止，使主功率电源在不工作的情况下，PWM单元完全不工作，并且切断主功率电源的电流回路，大幅降低了电源产品在待机和关断模式下的损耗，以满足能源之星和欧盟生态标签以及指令Lot6等的要求，该控制电路结构简单、一致性好。

以上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之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超低待机控制电路，其特征在于，所述超低待机控制电路与电源电路中的PWM单元连接，包括：

待机信号接收单元，用于接收待机信号，并根据待机信号生成PWM控制信号，所述待机信号接收单元的第一、第二电源端与Standby电源连接，所述待机信号接收单元的输入端接收待机信号；

PWM启动控制单元，用于根据所述PWM控制信号启动PWM单元，以控制所述电源电路工作，所述PWM启动控制单元的输入端与所述待机信号接收单元的输出端连接，所述PWM启动控制单元的输出端与所述PWM单元的电源端连接；

PWM关断控制单元，用于根据所述PWM控制信号关断PWM单元，以降低所述电源电路的待机损耗，所述PWM关断控制单元的输入端与所述待机信号接收单元的输出端连接，所述PWM关断控制单元的输出端与所述PWM单元的过温保护端连接。

2.如权利要求1所述的超低待机控制电路，其特征在于，所述超低待机控制电路还包括一接口单元，所述接口单元的第一端与待机信号接收单元的第一电源端连接，所述接口单元的第二端接地，所述接口单元的第三端与所述待机信号接收单元的输入端连接。

3.如权利要求1所述的超低待机控制电路，其特征在于，所述待机信号接收单元包括：

电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R14、第三光耦、第二开关管、第三开关管、第五开关管和稳压二极管ZD1；

所述电阻R13的一端为所述待机信号接收单元的输入端，所述电阻R13的另一端同时与所述电阻R12的一端和所述第五开关管的控制端连接，所述电阻R12的另一端和所述第五开关管的输入端同时为所述待机信号接收单元的第一电源端，所述第五开关管的输出端通过所述电阻R14与所述第三光耦的发光二极管阳极连接，所述第三光耦的发光二极管阴极接地，所述第三光耦的受光器件的输出端接地，所述第三光耦的受光器件的输入端与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端同时与所述电阻R5的一端和所述第二开关管的控制端连接，所述电阻R5的另一端和所述第二开关管的输入端同时为所述待机信号接收单元的第二电源端，所述第二开关管的输出端同时与所述电阻R7的一端和所述第三开关管的输入端连接，所述电阻R7的另一端和所述第三开关管的控制端同时与所述稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极接地，所述第三开关管的输出端为所述待机信号接收单元的输出端。

4.如权利要求3所述的超低待机控制电路，其特征在于，所述第二开关管和所述第五开关管均为PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极为所述第二开关管和所述第五开关管的输入端，所述PNP型三极管的集电极为所述第二开关管和所述第五开关管的输出端，所述PNP型三极管的基极为所述第二开关管和所述第五开关管的控制端；

所述第三开关管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述第三开关管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第三开关管的输出端，所述NPN型三极管的基极为所述第三开关管的控制端。

5.如权利要求1所述的超低待机控制电路，其特征在于，所述PWM启动控制单元包括：

电阻R10和二极管D3；

所述电阻R10的一端为所述PWM启动控制单元的输入端，所述电阻R10的另一端与所述二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极为所述PWM启动控制单元的输出端。

6.如权利要求1所述的超低待机控制电路，其特征在于，所述PWM关断控制单元包括：

电阻R8、电阻R9和第四开关管；

所述电阻R8的一端为所述PWM关断控制单元的输入端，所述电阻R8的另一端同时与所述电阻R9的一端和所述第四开关管的控制端连接，所述电阻R9的另一端和所述第四开关管的输出端同时接地，所述第四开关管的输入端为所述PWM关断控制单元的输出端。

7.如权利要求6所述的超低待机控制电路，其特征在于，所述第四开关管为PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极为所述第四开关管的输入端，所述PNP型三极管的集电极为所述第四开关管的输出端，所述PNP型三极管的基极为所述第四开关管的控制端。

8.一种超低待机电源电路，其特征在于，所述超低待机电源电路包括如权利要求1至7任一项所述的超低待机控制电路，所述超低待机电源电路还包括：

保险丝，所述保险丝的一端与交流电源的一端连接；

第一整流滤波电路，所述第一整流滤波电路的第一输入端与所述保险丝的另一端连接，所述第一整流滤波电路的第二输入端与交流电源的另一端连接；

变压器，所述变压器的第一线圈异名端、同名端分别与所述第一整流滤波电路的第一、第二输出端连接；

第二整流滤波电路，所述第二整流滤波电路的第一、第二输入端分别与所述变压器第二线圈的同名端、异名端连接，所述第二整流滤波电路的第一、第二输出端分别为所述超低待机电源电路的正、负直流输出端，所述第二整流滤波电路的第二输入端、第二输出端接地；

开关电路，所述开关电路的输入端与所述变压器第一线圈的同名端连接；

PWM芯片，所述PWM芯片的驱动端与所述开关电路的控制端连接，所述PWM芯片的电流检测端与所述开关电路的输出端连接；

电压采样电路，所述电压采样电路的输入端与所述第二整流滤波电路的第一输出端连接，所述电压采样电路的输出端与所述PWM芯片的反馈端连接；

第三整流滤波电路，所述第三整流滤波电路的第一、第二输入端分别与所述变压器第三线圈的同名端、异名端连接，所述第三整流滤波电路的输出端同时与电源电压和所述PWM芯片的电源端连接。

9.如权利要求8所述的超低待机电源电路，其特征在于，所述开关电路包括：

电阻R2、电阻R4和第一开关管；

所述第一开关管的输入端为所述开关电路的输入端，所述第一开关管的输出端为所述开关电路的输出端通过所述电阻R4接地，所述第一开关管的控制端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端为所述开关电路的控制端。

10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求8或9所述的超低待机电源电路。