CN107707230B - 智控联控电源开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智控联控电源开关，应用于一电子装置，电源开关包括：驱动模块，被布置为根据主干电路输出的信号功率与第一参考功率比较，高于第一参考功率时，输出高电平；低于第一参考功率时，输出低电平；非门模块，被布置为将放大后的主干电路输出的信号功率与第二参考功率比较，高于第二参考功率时，输出低电平；低于第二参考功率时，输出高电平；双稳态模块，两个输入端分别与驱动模块的输出端和非门模块的输出端电连接，两个输出端耦合有一延时模块；延时模块配置为根据逻辑输出信号的有无实现相应的处理；当延时模块未接收到逻辑输出信号时，进行延时处理。该电源开关使用简便，具有较强的安全性，以及省电、延长电子装置寿命的优点。

Description

智控联控电源开关

技术领域

本发明涉及开关电源，具体为一种应用于多种电子装置的智控联控电源开关，特别是应用于台式电脑和电视机。

背景技术

开关式电源广泛地用于在诸如电视、台式电脑、自己独立支撑的电源适配器等应用中提供电压。现有的开关式电源大多存在待机耗能多的技术问题，例如在电脑系统关机后，出于节能、防止电气火灾和延长设备寿命的目的，现有的台式电脑系统交流电源控制装置可在电脑主机关机后自动关断电脑外设的交流电源。现有的交流电源控制装置存在着一些缺陷：1、主干电路无变压，容易发热；2、瞬间通电时，主干电路电流过大，造成控制装置内部电路被穿击；3、控制装置中现有的二极管检测电流方法输出的波形容易发生改变，对用电器的寿命有影响。

又如现有电视的开关式电源除耗能多外，其电视关闭与机顶盒关闭是同步的，用户在关闭电视(或是误操作)后即刻又想接着看，则必须重新开启电视和机顶盒，重新寻找相应的资源进行播放，该操作繁琐，造成用户的体验不佳。

再如，人们享受电动车方便快捷的同时，需要解决充电难题，现有外挂墙体的插排随处可见，更有甚者，充完电后，为了下次充电方便，插排竟未收回，仍悬挂在空中，带电的插排会引发儿童触电的危险。

着力于上述技术问题，本行业技术人员对开关式电源进行改进，例如专利申请号为CN201110322688.1的专利申请文本公开的一种电源控制电路，其用于电脑电源的控制，其包括基本输入输出系统、超级输入输出芯片、逻辑选择模块及电压转换模块。其通过可侦测电脑进入关机模式时进一步关闭该电压转换模块的辅助电源输出，从而可达到降低功耗的目的。该技术虽然解决了部分功耗问题，但其结构复杂、效果不佳，且该电源模块无法解决其他电子装置的相应技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出涉及一种智控联控电源开关，该电源开关结构简单，使用简便，具有较强的安全性，且具有省电、延长电子装置寿命的优点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下所述。

一种智控联控电源开关，应用于一电子装置的电源开关，其特征在于，所述电源开关至少包括：

驱动模块，被布置为根据主干电路输出的信号功率与第一参考功率比较，不低于所述第一参考功率时，输出高电平；低于所述第一参考功率时，输出低电平；

非门模块，被布置为将放大后的主干电路输出的信号功率与第二参考功率比较，不低于所述第二参考功率时，输出低电平；低于所述第二参考功率时，输出高电平；

双稳态模块，所述双稳态模块的两个输入端分别与所述驱动模块的输出端和所述非门模块的输出端电连接，所述双稳态模块的两个输入端以先启动优选，两个输出端耦合有一延时模块；

所述延时模块的输出端耦合至继电器，配置为根据所述双稳态模块的逻辑输出信号的有无实现相应的处理；当所述延时模块未接收到所述双稳态模块的逻辑输出信号时，进行延时处理；

其中，所述第一参考功率大于第二参考功率。

在一些改进的技术方案中，所述电源开关还包括电压转换模块、电流检测模块和放大模块，所述电压转换模块将高压交流电降压并转化为供各模块和继电器使用；所述电流检测模块通过检测电子装置的开机和待机状态，转换双稳态模块的正反馈电路；所述放大模块则将弱电信号进行放大后根据逻辑预设转化电平，输至双稳态模块，其结合驱动模块形成一条可控安全线段。

本发明智控联控模块，特别为台式电脑或电视机通用，是一种应用于关闭台式电脑主机即关闭外加待机设备的电源，亦或是在主机睡眠状态关闭外加待机设备的电源，开启时同步，关闭时延时设定时(例如8秒)间，给显示器正常关闭时间，从而解决待机耗能高的问题。

在电视机应用中，此发明可按正常关闭电视步骤关闭电视机，使电视机和机顶盒完全断电，亦或电视待机，机顶盒完全断电。如关闭电视又想接着看，机顶盒有延时设定时间等待时间，设定时间内可立即启动，不耽误连续观看的效果；同时还解决了机顶盒的待机耗能多的技术问题。

在电动车的应用中，当电动车充满电后，充电器电流变小，此发明会使外挂插排完全断电，使电瓶不处于涡流充电模式，下次充电时，可在屋内按重启键。

本发明电源开关整体结构以线段替代点，增加兼容性，所以不发热，更安全，该开关电路不易受强磁干扰，输出电流波形稳定；该电路使用电流检测法检测电脑主机电源输入端的电流的大小，以控制显示器音箱等受控设备开启或关闭，从而实现省电，延长电脑使用寿命。

附图说明

图1为本发明电源开关的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明电源开关的另一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明电源开关的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明智应用于电子装置的控联控电源开关的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围；有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

本发明的一种智控联控电源开关，如图1所述，所述电源开关包括驱动模块1、非门模块2、双稳态模块3以及延时模块4。

驱动模块1被布置为根据主干电路输出的信号功率与第一参考功率比较，不低于所述第一参考功率时，输出高电平；低于所述第一参考功率时，输出低电平。

非门模块2被布置为将放大后的主干电路输出的信号功率与第二参考功率比较，不低于所述第二参考功率时，输出低电平；低于所述第二参考功率时，输出高电平。其中，所述第一参考功率大于第二参考功率。

双稳态模块3的两个输入端分别与所述驱动模块1的输出端和所述非门模块2的输出端电连接，所述双稳态模块3的两个输入端以先启动优选，两个输出端耦合有一延时模块4。

所述延时模块4的输出端耦合至继电器5，配置为根据所述双稳态模块3的逻辑输出信号的有无实现相应的处理；当所述延时模块4未接收到所述双稳态模块3的逻辑输出信号时，进行延时处理。

具体的说明，该电源开关电路由非门和双稳态结合而成，并将双稳态分A区(非门模块2)和B区(驱动模块1)，当检测电路检测到不低于第二参考功率(例如13W)时A区关闭，同理低于第二参考功率启动；B区输入端与主干电路相连未经放大，A区输入端经过放大。使用时，需要检测电流，且检测电流时的A区和B区同时进行信号采集，当B区不低于第一参考功率(例如35W)时，B区启动；同理低于第一参考功率则B区关闭，双稳态模块3按其原理A区和B区只能有一个信号输出，先启动优先，从而达到低于13W关闭，达到35W启动，形成一条可控安全线段，输出信号给延时模块4，当主机关闭时，延时模块4会输出设定时间(例如5秒)的信号给驱动，从而完成智控。

图2示出了智控联控电源开关的另一种实施方式。电源开关由电压转换模块6、电流检测模块7、运放模块8、驱动模块1、非门模块2、双稳态模块3以及延时模块4组成。其中，驱动模块1、非门模块2、双稳态模块3以及延时模块4结构与图1所示实施方式的结构相同，即图2所示实施例是在图1实施例基础上增加了电压转换模块6、电流检测模块7、运放模块8。

电流检测模块7用于检测电子装置开机与待机的电流变化，并将交流电信号变成直流信号，并根据直流信号大小启动驱动模块1或非门模块2。电压转换模块6在高压区内进行分压处理，输出低电压低电流的交流电，并转变成直流电，为继电器6和其他模块供电。需要说明的是，电流检测模块7检测得主干电路电信号较弱时，即启动非门模块2时，需要将该电信号进行放大；此时，所述运放模块8与所述电流检测模块7输出端耦合，运放模块8的电信号输出端则与非门模块2的耦合。

在一些具体的实施例中，本发明的驱动模块1为二级放大电路，该二级放大电路的信号采集输入端与所述电流检测模块7输出端耦合，二级放大电路的输出端则与所述双稳态模块3相连。

需要说明的时，本发明所述第一参考功率和第二参考功率可根据实际应用情况进行设置，本发明所述具体功率值并非对其保护范围的限定，在一些具体的优选实施例中，第一参考功率为13.5W～15W；所述第二参考功率为35W。

基于本发明电源开关原理的理解，本领域技术人员可依据上述电压转换模块6、电流检测模块7、运放模块8、驱动模块1、非门模块2、双稳态模块3以及延时模块4设计多种电路，而遵照本发明原理设计的电路应当理解为属于本发明的保护范围。图3示出了本发明智控联控电源开关一个具体的电路实施例。

此电路由电压转换电路，电流检测电路，LM358运放电路，二级放大电路，非门电路，双稳态电路，延时8秒电路驱动组成。

其中，所述电压转换电路设于主干电路输入端，采用电容式降压方法，由无极电容U2、整流桥D3、电容U3以及稳压管Dz组成。在电路高压区设置C275V0.47U无极电容U2与电阻R1并联，为旁路电阻；C275V0.47U无极性电容U2串在高压区内进行分压处理，输出低电压低电流的交流电；并经整流桥D3整流处理再变成直流电，整流桥D3正极与电容U3C50V220U正极相连,电容U3负极接地。此时，输出的直流电为12V，12V给继电器供电，同时给稳压管Dz供电，稳压管Dz为5.1V稳压管，其电路串联有一电阻R15；从稳压管Dz输出是5.1V，5.1V为LM358运放电路、二级放大电路、非门电路、双稳态电路以及延时8秒电路的芯片供电。

所述电流检测电路设于主干电路输入端，由电流互感器70、整流桥D1和一滤波电容U1组成。电流互感器70是检测电器开机与待机的电流变化，其根据电磁感应原理，其环绕铁芯的一次线圈少，接近短路，而二次线圈绕组匝数比较多，当一次线圈有交流电流通过时产生交变磁场，由于是在同一个闭合的铁芯中，二次线圈检测磁场时会生成交流信号，即互感现象，过程是电、磁、磁、电；输出地交流信号经整流桥D1处理变成直流信号，再经过滤波电容U1进行滤波处理，变成干净的直流信号。

上述电流检测电路处理后输出地直流信号至LM358运放电路，LM358运放电路的LM358芯片进行放大处理，放大芯片并联有一电阻值为68K的电阻R2，LM358芯片引脚1和引脚2并联有一阻值为100K的电阻R3，LM358芯片引脚1为信号放大输出端，耦合至所述非门电路的输入端；引脚3为信号输入端，接收电流检测电路滤波后的直流信号；引脚4接地；引脚8与正极相连，接在5.1V电源上。

驱动电路，即二级放大电路为三极管，三极管分为基极、发射极、集电极。在该实施例中，基极为信号采集输入端，当检测到35W时，三极管被导通，发射极和集电极为控制输出引脚，发射极和集电极与双稳态电路相连。

而非门电路由两个Y8050三极管构成，即三极管Q1和三极管Q2，三极管Q1为开关电路，三极管Q2为反向开关电路，当LM358芯片的引脚1输出信号不低于15W时，三极管Q1导通，三极管Q2截止；反之，当信号低于15W时，三极管Q1截止，三极管Q2导通。非门电路流程为【1-0】【0-1】。

双稳态电路由两个Y8050三极管作为反相器，构成正反馈电路，从而有两个稳定状态，触发电路采用集电极触发法。双稳态电路在没有外来触发信号的作用下，电路始终处于原来的稳定状态；在外加输入触发信号作用下，双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态；即当非门电路和驱动电路输入高电平时，实现稳定状态的翻转。例如，当台式电脑的电源开关启动时，主干电路35W，驱动电路输出高电平，延时电路的驱动导通，继电器闭合；当台式电脑的电源开关断开时，主干电路功率变小，当功率小于13.5W，非门电路输出高电平，双稳态电路翻转至另一稳定状态，从而断开延时电路的驱动，通过延时电路实现设定时间后继电器的断开。

延时电路由两个Y8050三极管构成，即三极管K1和三极管K2，三极管K1与25V47U电容U4并联，电容起到延时作用，三极管K2为三极管K1的驱动，当双稳态逻辑输出信号给驱动时，三极管K1导通；当不输出信号时，三极管K2截止，三极管K1进行8秒延时处理，8秒后三极管K1截止，三极管KI信号给继电器，从而智能控制继电器的闭合。

需要说明的是，应用本发明电源开关的电子装置包括台式电脑、电视、电动车或者其他适配器，主要为台式电脑和电视通用的电源开关。例如，一种应用于关闭台式电脑主机，即关闭外加待机设备的电源，亦或是在主机睡眠状态关闭外加待机设备的电源，开启时同步，关闭时延时八秒，给显示器正常关闭时间，从而解决待机耗能高的问题。

又如，在电视机的应用中，可按正常关闭电视步骤关闭电视机，使电视机和机顶盒完全断电，亦或电视待机，机顶盒完全断电。当用户关闭电视后仍想接着看，因机顶盒有延时八秒等待时间，8秒内立即启动机顶盒，则电视对关闭时的节目连续播放，不耽误连续观看的效果，从而解决了机顶盒的待机耗能的技术问题。

综上所述，虽然本案已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本案。本案所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本案的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种智控联控电源开关，应用于一电子装置的电源开关，其特征在于，所述电源开关至少包括：

驱动模块(1)，被布置为根据主干电路输出的信号功率与第一参考功率比较，不低于所述第一参考功率时，输出高电平；低于所述第一参考功率时，输出低电平；

非门模块(2)，被布置为将放大后的主干电路输出的信号功率与第二参考功率比较，不低于所述第二参考功率时，输出低电平；低于所述第二参考功率时，输出高电平；

双稳态模块(3)，所述双稳态模块(3)的两个输入端分别与所述驱动模块(1)的输出端和所述非门模块(2)的输出端电连接，所述双稳态模块(3)的两个输入端以先启动优选，两个输出端耦合有一延时模块(4)；

所述延时模块(4)的输出端耦合至继电器(5)，配置为根据所述双稳态模块(3)的逻辑输出信号的有无实现相应的处理；当所述延时模块(4)未接收到所述双稳态模块(3)的逻辑输出信号时，进行延时处理；

其中，所述第一参考功率大于第二参考功率。

2.如权利要求1所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述电源开关还包括设于主干电路输入端的电流检测模块(7)；

所述电流检测模块(7)由电流互感器(70)、整流桥D1和一滤波电容U1组成，所述电流互感器(70)检测电子装置开机与待机的电流变化，输出交流信号至所述整流桥D1处理，变成直流信号，再经过所述滤波电容U1进行滤波处理，变成直流信号。

3.如权利要求2所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述电源开关还包括与所述电流检测模块(7)输出端耦合的放大模块(8)；所述放大模块(8)由运放芯片(80)以及与所述运放芯片(80)并联的电阻R2组成，所述运放芯片(80)引脚1、引脚2均与一电阻R3并联，引脚1为信号放大输出端，耦合至所述非门模块(2)的输入端；引脚3为信号输入端，接收所述电流检测模块(7)滤波后的直流信号；引脚4接地；引脚8与正极相连，接入供电电源。

4.如权利要求2所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述电源开关还包括设于主干电路输入端的电压转换模块(6)；

所述电压转换模块(6)由无极电容U2、整流桥D3、电容U3以及稳压管Dz组成；所述无极电容U2与一电阻R1并联，且该无极电容U2串联于高压区内进行分压处理，输出低电压低电流的交流电，并经所述整流桥D3整流处理转变成直流电；所述整流桥D3正极与电容U3正极相连，电容U3降压后输出的直流电为12V，一路输出至继电器(5)，另一路输至所述稳压管Dz，经稳压管Dz降压至5.1V；

其中，所述稳压管Dz串联有一电阻R15；降压后的所述5.1V电压为所述非门模块(2)、双稳态模块(3)、延时模块(4)以及电信号放大模块(8)供电。

5.如权利要求2所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述驱动模块(1)包括二级放大的三极管D2，所述三极管D2的基极为信号采集输入端，当检测达到第一参考功率时，三极管D2导通，其发射极和集电极为控制输出引脚，与所述双稳态模块(3)相连。

6.如权利要求3所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述非门模块(2)由三极管Q1和三极管Q2组成，所述三极管Q1为开关电路，三极管Q2为反向开关电路；

所述非门模块(2)被配置为当所述运放芯片(80)的引脚1输出信号高于第二参考功率时，三极管Q1导通，三极管Q2截止；反之，当所述运放芯片(80)的引脚1输出信号低于第二参考功率，三极管Q1截止，三极管Q2导通。

7.如权利要求1-5中任一项所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述双稳态模块(3)为由两个反相器构成的正反馈电路，其触发电路采用集电极触发。

8.如权利要求1-5中任一项所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述延时模块(4)由三极管K1和三极管K2组成，所述三极管K1并联有一电容U4，三极管K2为三极管K1的驱动；

当所述双稳态模块(3)的逻辑输出信号输至三极管K2时，三极管K1导通；当三极管K2未接收有所述双稳态模块(3)的输出信号时，三极管K2截止，三极管K1进行设定时间的延时处理，设定时间后三极管K1截止，三极管KI信号输至继电器(5)。

9.如权利要求1所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述第一参考功率为13.5W～15W；所述第二参考功率为35W。

10.如权利要求1所述的智控联控电源开关，其特征在于，所述电子装置包括台式电脑、电视以及电动车。

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