CN107733251A - 超低待机功耗电源唤醒控制方法 - Google Patents

超低待机功耗电源唤醒控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明设计一种超低功耗电源控制方法，利用本方法可以使得处于超低功耗的电源按输出端的需要，实时的退出低功耗，进入正常供电状态。其核心技术点在于，超低功耗电源电压监测和控制，利用本发明技术，可以做到静态待机到功耗几十毫瓦级别的超低功耗电源。在未来的家用电器电源电路应用前景广泛，特别是可以解决单火线电子开关的供电取点稳定性问题，为民用照明及控制的单火线供电系统给出革命性的解决方案。

Description

超低待机功耗电源唤醒控制方法
技术领域
本发明设计一种超低功耗电源控制方法，利用本方法可以使得处于超低功耗的电源按输出端的需要，实时的退出低功耗，进入正常供电状态。其核心技术点在于，超低功耗电源电压监测和控制，利用本发明技术，可以做到静态待机到功耗几十毫瓦级别的超低功耗电源。在未来的家用电器电源电路应用前景广泛，将产生巨大的社会效益。特别是可以解决单火线电子开关的供电取点稳定性问题，为民用照明及控制的单火线供电系统给出革命性的解决方案。
技术背景
目前我们市面上见到的很多家用或工业用电器，绝大部分没有做到毫瓦级别的待机功耗，有些电器的待机功耗甚至能到十几瓦级别，不仅不环保，还给用户带来额外的电费开销。设备厂商不是不想把待机功耗做小，而是很多时候，系统的待机功耗小了后，系统很难做稳定。比如控制系统和电源很难同步进入低功耗状态，特别是系统被唤醒后，电源还处于低功耗的休眠状态，导致系统很快耗完缓存的电能，导致电源输出电压下降太多，导致系统复位重启而不稳定。在一些需要超低功耗待机并且系统正常工作的时候功耗又比较大的系统应用尤其重要。
发明内容
本发明解决了超低待机功耗电源工作稳定性问题，在待机静态功耗小于100毫瓦的系统里，特别是当用电主体正常的工作功耗在瓦特级别的系统，通过本发明的控制电路和方法，能够解决系统和电源唤醒同步问题，避免系统和电源不能同步醒来导致供电不稳定或系统重启问题。
本发明实施的前提条件是：1、用于电源开关控制的AC/DC控制器，要有在轻载下关闭震荡器输出功能；2、电源次级和初级采用电压间接反馈或输出无反馈；3、次级负载在低功耗情况下功耗很小。本发明采用种方式监测电源输出电压，三种监测的方式均采用低功耗设计，在监测电路没有输出时，电路本身几乎不耗电，所以对电路本身不会带来额外负担。
附图说明
附图1是超低功耗电源的检测控制原理图，由D19、E17、C130构成的参考电源和辅助电源， 由D12、E9等电容构成的主电源输出，由D31、R40、C128、R126组成电压瞬间跌落监测电路， 由光耦OC-R、D28组成输出控制电路，电阻R126及D31构成电容C126和主副电源复位电路，由 运放U25构成低压监测电电路，由C79构成CPU输出隔直电路，当电源正常工作时，由于两组电 源是由同一变压器绕组出来的，所以输出电压一样，监测电路不动作。
当输出负载处于休眠低功耗时，主电源控制芯片检测到负载很轻，关闭功率管输出，这时辅助电源由于没有外接负载，电压维持在正常的输出电压值；主回路的主电源由于接有负载，虽然后端负载进入低功耗，还有少量电源消耗，由于主电源开关此时不工作没有能量补充，所以主回路电压缓慢下降，这时辅助电源和主电源降产生电压差，当电压差大于光耦和二极管导通压降后，继续加大的电压差降通过R40对C126充电，由于电源电压缓慢下降，所以流过光耦对电容C126的充电的电流也很小，光耦不动作，监测电路不输出控制。
具体实施方式
电压瞬间跌落检测:当主电源输出负载瞬间又大功率输出，如通讯模块唤醒通讯或其它大功耗负荷瞬间醒来工作一下，导致主电源瞬间跌落，其电压跌落速率远大于R40和C126的RC时间常数，即在远小于3毫秒的时间内，电压跌落了光耦和二极管串联压降，将有瞬间较大电流流过光耦，给电容C126充电，光耦动作，通过输出信号POWERCTR控制主控ACDC芯片，唤醒主电源工作，给负载正常供电，完成电压瞬间跌落唤醒主电源过程。
主回路电路工作主动唤醒电源:参照第7条实施原理，当主回路电路的CPU或逻辑电路由于任务需要主动醒来时，首先要唤醒主电源，通过PWAKEOUT信号，输出低电平，使能光耦输出，通过输出信号POWERCTR控制主控ACDC芯片，唤醒主电源工作。
主回路低压唤醒主电源:参照第7条实施原理，当主回路负载处于低功耗休眠状态，主回路电压缓慢下降，当下降到一定限值时，必须及时唤醒主电源，否则主电源继续下降将导致主回路电路复位重启，导致系统不稳定。这部分功能由运放U25完成，运放U25是超低功耗运放，他一直监测着主电源分压的DCV和参考电源VREF，当DCV电压低于VREF时，输出低电平，使能光耦输出，通过输出信号POWERCTR控制主控ACDC芯片，唤醒主电源工作。

Claims (5)

1.本发明涉及一种超低待机功耗电源唤醒控制方法，其特征在于，使用有源或无源器件，监测处于超低功耗下的电源输出，当检测到输出电压超出设计许可范围后，唤醒电源，让它进入正常供电工作状态。
2.根据权利要求1所述功能，其特征在于采用辅助电源做参考，无源器件作监测器件，把处于低功耗状态的电源切换电源到输出状态的电路。
3.根据权利要求1所述功能，其特征在于使用基准电源作检测参考，用有源器件包括但不限于运放、比较器、三极管、MOS管作输出电压监测电路，把处于低功耗状态的电源切换到正常输出状态的电路。
4.根据权利要求1所述功能，其特征在于使用包括但不限于CPU及数字逻辑电路作为监测电源输出，当其由于某种原因退出低功耗，同步唤醒休眠中的电源。
5.基于电压监测和控制的电路，特征在于采用串联RC电路，确定给电源主侧的唤醒时间。
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