CN106681181A - 电子产品节能方法及节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子产品节能方法及节能装置。设置开关模块于供电电源及用电电路之间，设置延时关断模块于开关模块的旁路，延时关断模块输出端连接到开关模块控制端。开关模块控制端接收控制信号或者用电电路工作状态信号，该控制信号或者用电电路工作状态信号耦合到开关模块控制端。当控制信号为“无”或者工作状态信号为“不工作”时，则无信号到开关模块控制端，开关模块控制端受延时关断模块控制，延时关断。当控制信号为“有”或者工作状态信号为“工作”时，则有信号到开关模块控制端，开关模块控制端受该信号的控制，延时关断模块不起作用，用电电路正常工作。本发明的装置能有效的降低电子产品的静态耗电电流，延长电池使用时间。

Description

电子产品节能方法及节能装置

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域的节能方法，特别涉及一种电子产品节能方法，本发明还涉及一种电子产品的节能装置。

背景技术

随着社会发展和技术进步，电子产品已经深入人们生活的各个领域，现代人无时无刻不在与电子产品接触，也没有任何人可以离开电子产品而进行现代生活。

目前的电器电子产品都是需要电力来作为能源进行工作的，大到使用市电的大型电器产品，如电视机、洗衣机、电冰箱等家用电器产品和工业上使用的电气控制产品。小到我们平时使用的靠电池供电的随身携带无线电话机、平板电脑、游戏机等移动型个人数码设备，当然也包括各种小型微型的电子产品，如电子烟等。无疑都不能离开电源，而微型小型电子产品在使用电池供电时，节约用电，以保证电池的使用时间是一个比较关注的问题。

只要是电器电子产品，都存在一个待机工作电流问题。所谓的待机工作电流也称为电子产品的静态电流，是电子产品开机后且不在工作状态时的一种状态，比如游戏机打开电源后，未进入游戏状态；对 于电子烟产品则是打开电源开关后，未吸烟时的等待状态。这种状态也是需要消耗一定的电量的，虽然静态电流相对于工作状态电流来讲是比较低的，但是一般也会达到数十微安甚至毫安级别，这也与电子产品所使用的器件本身的静态电流有关。如电子器件本身质量低劣，则可能静态电流大。不论如何，如果长时间使某种电子产品处于这种待机状态时，依靠电池供电的电子产品的电量一样会消耗干净。不利于电子产品的节能节电。

虽然上述状态可以通过关断电池电源来处理，但是，由于机械开关固有的寿命短可靠性差的问题，目前的电子产品基本上已经抛弃了使用机械开关直接作为电源开关的做法，都将电源开关设置成小微按钮控制的电子开关形式。由于现代电子产品的多功能性，大部分并不适合直接通过关断电源开关的方式停止供电，而是尽量使其处于一种随时待机状态，等到需要工作时轻触按钮即可进入工作状态。

因此，目前的电子产品待机状态实际上已经成为一种常态，所以这种待机常态下的耗电问题也是电子产品应当关注的一个问题。

如何开发一种电子产品节能装置，使其在电子产品处于待机状态时，也就是说不工作状态时切断电流，同时保证在有工作信号时处于导通状态，是目前需要急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子产品节能方法，利用简单的电子开关器件，实现节能的目的。

本发明的目的还在于提供一种电子产品节能装置。

本发明的电子产品节能方法，包括以下设计及工作过程：

A：设置开关模块于供电电源及用电电路之间，在开关模块旁路设置延时关断模块，延时关断模块输出端连接到开关模块控制端；

B：用电电路设置工作状态信号，用电电路工作状态信号耦合到开关模块的控制端；或者设置一控制信号，控制信号耦合到开关模块控制端；

C：当控制信号为“无”或者工作状态信号为“不工作”状态时，则无信号到开关模块控制端，开关模块控制端受延时关断模块控制，进行延时关断，切断用电电路电流；

D：当控制信号为“有”或者工作状态信号为“工作”状态时，则有信号到开关模块控制端，开关模块控制端受该信号的控制，使延时关断模块不起作用，用电电路保持正常工作。

所述用电电路工作状态信号采集端或者控制信号源与开关模块控制端之间设置抗干扰模块，控制信号或者工作状态信号经过抗干扰模块滤除杂波信号后，耦合到开关模块的控制端。

所述开关模块主体采用晶体管开关器件；所述抗干扰模块为施密特触发器。

所述晶体管器件为MOS开关晶体管，包括P型MOS管和N型MOS管或者它们的组合。

本发明的电子产品节能装置连接到供电电源与用电电路之间，包括开关模块和延时关断模块，所述开关模块设置在供电电源与用电电 路之间，延时关断模块设置在开关模块的旁路，连接到供电电源与开关模块的控制端之间；所述用电电路设置工作状态信号采集端，工作状态信号采集端耦合连接至开关模块控制端，或者设置控制信号源，控制信号源耦合连接至开关模块控制端。

所述用电电路工作信号状态采集端或者控制信号源与所述开关模块控制端之间设置抗干扰模块。

所述开关模块主体使用MOS晶体管，延时关断模块设置在该MOS管的旁路，作为MOS管的偏置电路，是RC延时电路。

所述开关模块MOS晶体管为P型MOS管，P型MOS管作为电子开关使用，其源极接供电电源，为输入端；漏极接用电电路，为输出端；栅极为控制端，接用电电路工作信号采集端或者信号源；RC延时电路的输出端连接至P型沟道MOS管的控制端。

所述抗干扰模块为施密特触发器，并在施密特触发器与开关P型MOS晶体管之间设置一级N型MOS晶体管放大装置

本发明的电子产品的节能方法，是通过设置一电子开关，并在电子开关旁路设置RC延时关闭电路，当电子产品用电电路接通电源正常工作后，会从其信号采集端发出一个工作状态信号。该工作状态信号经过抗干扰放大等过程后作用于电子开关的控制端，由于该工作状态信号的存在，造成RC延时关断电路不工作，电子开关始终处于导通状态。当用电电路不工作时，用电电路信号采集端无工作信号，进而电子开关控制端无工作信号，此时电子开关控制端受到RC延时电路的控制，进行延时关断操作，切断用电电路电源。由于电子开关本 身的静态电流非常小，因而在其处于截止状态时，整个电子产品的耗电电流也会非常小，达到节能的目的。

附图说明

图1是本发明的电子产品节能装置原理框图；

图2是本发明的电子产品节能装置电器原理图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的电子产品节能方法是通过以下过程实现的。

本发明的电子产品节能方法是以电子开关器件为主要部件，在该电子开关器件的旁路设计一延时关断电路。在用电电路工作时，会将有工作信号输入到电子开关器件中，此时延时关断电路不起作用；用电电路不工作时，无工作信号输入到开关器件中，开关器件受延时关断电路控制，关断电子开关器件。具体思路为：

如图1所示，设置一开关模块位于供电电源及用电电路之间，用于控制供电电源与用电电路之间的导通与截止，开关模块导通时则开关处于接通状态，而开关模块截止时开关处于关断状态。再设置一延时关断模块位于开关模块的旁路，该延时关断模块输出端连接到开关模块控制端，当开关模块控制端无信号输入时，开关模块只受到延时关断模块的控制，使开关模块延时一定时间后即关断。

开关模块的控制端信号除来自延时关断模块外，还有来自开关模 块所控制的用电电路的工作状态信号，比如用电电路正常工作时，将采集输出一个正常工作信号到开关模块控制端，由于有正常工作状态信号的输入，则该正常工作信号导致延时关断信号不能控制开关模块，进而不再进行延时关断，保持开关模块处于导通状态，进而维持用电电路持续工作。当然，该处的用电电路工作状态信号也可以用其它控制信号来代替，有控制信号存在时也会导致延时关断信号不能控制开关进行延时关断，进而使开关模块正常导通。

也就是说，当控制信号为“无”或者工作状态信号为“不工作”时，则无信号输入到开关模块控制端，开关模块控制端受延时关断模块控制，进行延时关断。

当控制信号为“有”或者工作状态信号为“工作”时，则有信号输入到开关模块控制端，开关模块控制端受输入信号的控制，延时关断模块不起作用，用电电路正常工作。

在图1中，用电电路在正常工作时，由于其电气特性，有时会产生大量的杂波干扰，控制信号的信号源也会产生一定的杂波干扰，为了屏蔽滤除该些杂波干扰，需要在信号输入到开关模块控制端之前设置抗干扰模块。

如图2所示，是本发明的电子产品节能装置的电气原理图，首先是将P型MOS开关晶体管Q1作为开关模块的主体，连接到供电电源与用电电路之间，其中该晶体管的源极S连接到供电电源作为电源输入端，漏极D连接到用电电路作为电源输出端，栅极G作为控制端。

其中该控制端的静态电压由设置在其旁路的RC延时电路控制， RC延时电路由电阻R和电容C构成，由于电容C由一个充电过程，因此RC延时电路输出端的电压变化也是一个渐变值，会延时变换。该RC延时电路其实为晶体管的栅极偏置电路。当该RC延时电路有效工作时，由于RC电路的延时充电特性，栅极G的电压会逐渐变化，变化达到延时时间时会改变源极S与漏极D之间导通状态。因而可以起到延时关断的作用。

如图2所示，用电电路工作状态信号采集后，该信号引入以施密特触发器U1作为抗干扰模块的抗干扰电路，经过抗干扰后该工作状态信号再耦合一前置晶体管Q2的栅极G，该Q2为N型MOS管，经该晶体管Q2放大后连接到开关晶体管Q1的栅极G，用于控制开关晶体管Q1的工作状态。

从图2中可知，开关晶体管Q1的栅极电压受到两个信号的共同控制，当有工作状态信号或控制信号时，由于该工作状态信号或者控制信号的存在，导致RC延时关断电路无效，不能延时控制开关晶体管Q1截止，因而开关晶体管Q1处于导通状态，用电电路继续正常工作。而当用电电路停止工作时，则无工作信号采集，也无工作信号耦合到开关晶体管Q1的控制端，此时RC延时关断电路发挥作用，使晶体管Q1处于截止状态，进而截断用电电路的静态电流，处于节电状态。此时流经晶体管Q1及用电电路的静态电流以晶体管截止时的漏电电流为限，将远远小于用电电路本身的静态漏电电流。对于小型的移动型电子产品来讲，这种节能效果也是非常明显的。

本发明的节能装置应用到小型移动电子产品上具有以下优势：

1、节能，对于小型移动电子产品，电池供电时，静态电流的大小一般会决定电池的使用时间，这种大大降低静态电流的电路会是小型电子产品的耗电量大大下降，电池使用寿命大大延长；

2、减少器件成本，在小型移动电子产品中，由于静态电流决定了电池的使用时间，因而为了延长使用时间，降低静态电流，往往是在制作时采用静态耗电电流较小的器件，而这种器件价格都比较昂贵，如果使用本发明的节能装置，则无需考虑器件本身的的静态电流问题，采用器件范围更广，进而可以降低器件成本。

3、本发明采用了抗干扰电路，这种结构比较适合目前的电子烟产品，电子烟产品即包含MCU控制电路，同时又包含加热功率电路，因而消耗的功率是波动较大的，在波动较大的情形时采用信号抗干扰电路的效果是比较好的。

Claims (9)

1.一种电子产品节能方法，其特征在于：

A：设置开关模块于供电电源及用电电路之间，在开关模块旁路设置延时关断模块，延时关断模块输出端连接到开关模块控制端；

B：用电电路设置工作状态信号，用电电路工作状态信号耦合到开关模块的控制端；或者设置一控制信号，控制信号耦合到开关模块控制端；

C：当控制信号为“无”或者工作状态信号为“不工作”状态时，则无信号到开关模块控制端，开关模块控制端受延时关断模块控制，进行延时关断，切断用电电路电流；

D：当控制信号为“有”或者工作状态信号为“工作”状态时，则有信号到开关模块控制端，开关模块控制端受该信号的控制，使延时关断模块不起作用，用电电路保持正常工作。

2.根据权利要求1所述的电子产品节能方法，其特征在于：所述用电电路工作状态信号采集端或者控制信号源与开关模块控制端之间设置抗干扰模块，控制信号或者工作状态信号经过抗干扰模块滤除杂波信号后，耦合到开关模块的控制端。

3.根据权利要求2所述的电子产品节能方法，其特征在于：所述开关模块主体采用晶体管开关器件；所述抗干扰模块为施密特触发器。

4.根据权利要求1、2或3所述的电子产品节能方法，其特征在于：所述晶体管器件为MOS开关晶体管，包括P型MOS管和N型MOS管其中之一或者组合。

5.一种电子产品节能装置，连接到供电电源与用电电路之间，其特征在于：包括开关模块和延时关断模块，所述开关模块设置在供电电源与用电电路之间，延时关断模块设置在开关模块的旁路，连接到供电电源与开关模块的控制端之间；所述用电电路设置工作状态信号采集端，工作状态信号采集端耦合连接至开关模块控制端，或者设置控制信号源，控制信号源耦合连接至开关模块控制端。

6.根据权利要求5所述的电子产品节能装置，其特征在于：所述用电电路工作信号状态采集端或者控制信号源与所述开关模块控制端之间设置抗干扰模块。

7.根据权利要求6所述的电子产品节能装置，其特征在于：所述开关模块主体使用MOS晶体管，延时关断模块设置在该MOS管的旁路，作为MOS管的偏置电路，是RC延时电路。

8.根据权利要求7所述的电子产品节能装置，其特征在于：所述开关模块MOS晶体管为P型MOS管，P型MOS管作为电子开关使用，其源极接供电电源，为输入端；漏极接用电电路，为输出端；栅极为控制端，接用电电路工作信号采集端或者控制信号源；RC延时电路的输出端连接至P型MOS管的控制端。

9.根据权利要求8所述的电子产品节能装置，其特征在于：所述抗干扰模块为施密特触发器，并在施密特触发器与开关P型MOS晶体管之间设置一级N型MOS晶体管放大装置。