CN111474871A - 家电控制系统的供电控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家电设备控制技术领域，具体涉及一种家电控制系统的供电控制装置及方法，本发明旨在解决如何降低家电设备功耗的技术问题。为此目的，本发明提供了一种家电控制系统的供电控制装置，供电控制装置应用于基于总线结构的家电控制系统，家电控制系统包括通过总线通信连接的主机和从机，供电控制装置包括电源控制模块，电源控制模块包括电源开关电路和开关控制电路，电源开关电路设置于从机的高电平电源线上，用于导通或切断高电平电源线，开关控制电路用于根据接收的控制指令控制电源开关电路开通或关断。基于上述结构可以有效降低家电控制系统的能耗。

Description

家电控制系统的供电控制装置及方法

技术领域

本发明涉及家电设备控制技术领域，具体涉及一种家电控制系统的供电控制装置及方法。

背景技术

随着智能家电技术的发展，家电设备的家电控制系统越来越复杂，家电控制系统中的电子模块数量也越来越多，通常每个电子模块都有各自的控制芯片，电控系统的主机通过总线通讯的方式与各个电子模块数据通讯。一般地，当电控系统的主机进入关机状态或睡眠模式后，各个电子模块也需要进入关机状态或睡眠模式，以降低家电的功耗，然而通常电子模块进入关机状态或睡眠模式后，因为电子模块的电源并没有切断，电子模块中的一些电子线路仍在持续耗电，从而使家电设备的整体功耗仍然较高。

相应地，本领域需要一种电源控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何降低家电设备功耗的技术问题，本发明的一方面，提供了一种家电控制系统的供电控制装置，所述供电控制装置应用于基于总线结构的家电控制系统，所述家电控制系统包括通过总线通信连接的主机和从机，所述供电控制装置包括电源控制模块，所述电源控制模块包括电源开关电路和开关控制电路；

所述电源开关电路设置于所述从机的高电平电源线上，用于导通或切断所述高电平电源线，以便所述家电控制系统的电源能够通过所述高电平电源线向所述从机供电或者切断所述电源；

所述开关控制电路用于根据接收的控制指令控制所述电源开关电路开通或关断，以便导通或切断所述高电平电源线。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

所述电源开关电路包括PNP型三极管，所述PNP型三极管的集电极与所述高电平电源线的电源输入侧连接，所述PNP型三极管的发射极与所述高电平电源线的电源输出侧连接，所述PNP型三极管的基极与所述开关控制电路连接。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

所述开关控制电路包括NPN型三极管和开关指令接收电路；

所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的发射极与所述从机的低电平电源线连接，所述NPN型三极管的基极与所述开关指令接收电路连接；

所述开关指令接收电路分别与所述从机的总线或控制器连接，用于接收所述主机通过所述总线发送的控制指令或者所述控制器发送的控制指令。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

所述开关指令接收电路包括第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的阳极与所述总线连接，所述第一二极管的阴极与所述NPN型三极管的基极连接；

所述第二二极管的阳极与所述控制器连接，所述第二二极管的阴极与所述NPN型三极管的基极连接。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

所述从机的数量是多个，所述电源控制模块的数量也是多个并且每个所述电源控制模块分别设置在一个所述从机上。

本发明的另一方面，还提供了一种家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法，所述供电控制方法包括：

所述家电控制系统的主机上电后判断是否向所述家电控制系统的从机供电；

若向所述从机供电，则通过所述总线向所述从机中电源控制模块的开关控制电路发送开通控制指令，以使所述开关控制电路根据所述开通控制指令控制所述电源控制模块的电源开关电路开通；

所述从机的控制器上电后向所述开关控制电路发送维持开通控制指令，以使所述开关控制电路根据所述维持开通控制指令控制所述电源开关电路维持开通状态。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

在“所述从机的控制器上电后向所述开关控制电路发送维持开通控制指令”的步骤之后，所述方法还包括：

所述主机判断是否停止向所述从机供电；

若停止向所述从机供电，则向所述控制器发送停止供电指令；

并且在所述控制器根据所述停止供电指令控制所述电源开关电路停止维持所述开通状态后，通过所述总线向所述开关控制电路发送关断控制指令，以使所述开关控制电路根据所述关断控制指令控制所述电源开关电路关断。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

所述维持开通控制指令是高电平信号，“所述控制器根据所述停止供电指令控制所述电源开关电路停止维持所述开通状态”的步骤具体包括：

所述控制器根据所述停止供电指令向所述开关控制电路发送低电平信号。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

“所述家电控制系统的主机上电后判断是否向所述家电控制系统的从机供电”的步骤进一步包括：

若不向所述从机供电，则通过所述总线向所述开关控制电路发送关断控制指令，以使所述开关控制电路根据所述关断控制指令控制所述电源开关电路关断。

进一步地，本发明提供的一个优选实施方案为：

所述开通控制指令是高电平信号，所述关断控制指令是低电平信号。

与最接近的现有技术相比，上述技术方法至少具有如下有益效果：

本发明提供的家电控制系统的供电控制装置应用于基于总线结构的家电控制系统，其中，家电控制系统包括通过总线通信连接的主机和从机。具体地，供电控制装置主要包括电源控制模块，电源控制模块包括电源开关电路和开关控制电路，电源开关电路设置于从机的高电平电源线上，用于导通或切断高电平电源线，以便家电控制系统中的电源能够通过高电平电源线向从机供电或切断电源向从机供电；开关控制电路用于根据接收的控制指令控制电源开关电路开通或关断，以便导通或切断高电平电源线。上述供电控制装置结构简单，成本较低，并且能够有效降低家电控制系统的能耗。

进一步地，本发明提供的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法至少包括如下步骤：家电控制系统的主机上电后判断是否向家电控制系统的从机供电，若向从机供电，则通过总线向从机中电源控制模块的开关控制电路发送开通控制指令，以使开关控制电路根据开通控制指令控制电源控制模块的电源开关电路开通；从机的控制器上电后向开关控制电路发送维持开通控制指令，以使开关控制电路根据维持开通控制指令控制电源开关电路维持在开通状态。基于上述步骤可以有效控制从机的开通状态，实现主机向从机的供电控制。

进一步地，在停止向从机供电时，切断从机与电源的连接，使从机彻底断电，同时也不影响主机的工作，有效降低家电控制系统的能耗。

附图说明

图1为本发明实施例中一种家电控制系统的供电控制装置的主要结构示意图；

图2为本发明实施例中一种电源控制模块的主要结构示意图；

图3为本发明实施例中一种主机的自主控制电路的主要结构示意图；

图4为本发明实施例中一种主机的主要结构示意图；

图5为本发明实施例中一种从机的主要结构示意图；

图6为本发明实施例中一种家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法的主要步骤示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

下面结合附图，对本发明提供的一种家电控制系统的供电控制装置进行说明。

参阅附图1，图1示例性示出了本实施例中家电控制系统的供电控制装置的主要结构。如图1所示，本实施例中家电控制系统的供电控制装置2应用于基于总线结构的家电控制系统1，该家电控制系统1主要包括通过总线通信连接的主机11和从机12。具体地，本实施例中供电控制装置2可以包括电源控制模块21，该电源控制模块21可以包括电源开关电路211和开关控制电路212。电源开关电路211设置于从机12的高电平电源线上，可以用于导通或切断高电平电源线，以便家电控制系统的电源能够通过高电平电源线向从机12供电或切断电源。开关控制电路212可以用于根据接收的控制指令控制电源开关电路211开通或关断，以便导通或切断高电平电源线。

继续参阅附图2，图2示例性示出了图1所示供电控制装置中电源控制模块21的主要结构，如图2所示，本实施例中电源开关电路主要包括PNP型三极管Q1、偏置电阻R28和限流电阻R3。PNP型三极管Q1的集电极与高电平电源线的电源输入侧连接，PNP型三极管Q1的发射极与高电平电源线的电源输出侧(图2所示的+12V-CTL)连接，PNP型三极管Q1的基极通过限流电阻R3与开关控制电路212连接，PNP型三极管Q1的基极还通过偏置电阻R28与PNP型三极管Q1的发射极连接。开关控制电路212主要包括NPN型三极管Q4、偏置电阻(图2所示阻值为10K的电阻)、限流电阻(图2所示阻值为4K7的电阻)和开关指令接收电路。NPN型三极管Q4的集电极与PNP型三极管Q1的基极连接。NPN型三极管Q4的发射极与从机的低电平电源线GND连接。NPN型三极管Q4的基极与开关指令接收电路连接。开关指令接收电路分别与从机的总线或控制器连接，该开关指令接收电路可以用于接收主机通过总线发送的控制指令或者控制器发送的控制指令。

如图2所示，本实施例中开关指令接收电路主要包括第一二极管和第二二极管。第一二极管的阳极与总线连接，第一二极管的阴极与NPN型三极管Q4的基极连接。第二二极管的阳极与控制器连接，第二二极管的阴极与NPN型三极管的基极连接。

在本实施例的一个可选实施方案中，当家电控制系统包括多个从机时，供电控制装置2可以包括多个电源控制模块21，并且每个电源控制模块21分别设置在一个从机上。如图3所示，本实施方案中家电控制系统包括分别与主机连接的从机1至n，供电控制装置2可以包括n个电源控制模块21(图4未示出)，n个电源控制模块21分别与n个从机一一相连。

继续参阅附图4和5，图4和5分别示例性示出了本实施方案中主机和从机的主要结构。

如图4所示，本实施中主机包括NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q6、PNP型三极管Q10和NPN型三极管Q7。NPN型三极管Q3的集电极分别与限流电阻R2的一端和端口BUS_RXD连接，限流电阻R2的另一端与+5V高电平电压连接，端口BUS_RXD为主机的接收端口，NPN型三极管Q3的发射极与主机的低电平电源线GND连接，NPN型三极管Q3的基极与PNP型三极管Q6的集电极连接。其中，NPN型三极管Q3还包括限流电阻(图4中NPN型三极管Q3内阻值为4K7的电阻)、偏置电阻(图4中NPN型三极管Q3内阻值为10K的电阻)。PNP型三极管Q6的发射极连接+12V高电平电源，PNP型三极管Q6的基极分别与电容C1，偏置电阻R5和限流电阻R9的一端连接，电容C1和偏置电阻R5的另一端连接+12V高电平电源，限流电阻R9的另一端连接NPN型三极管Q7的集电极。NPN型三极管Q7的发射极连接主机的低电平电源线GND，NPN型三极管Q7的基极连接PNP型三极管Q10的集电极连接。PNP型三极管Q10的基极连接限流电阻R15的一端，限流电阻的另一端连接端口BUS_TXD，端口BUS_TXD为主机的发送端口。PNP型三极管Q10的发射极连接+5V高电平电源。在PNP型三极管Q10的发射极和基极之间连接有偏置电阻。在NPN型三极管Q7的发射极还连接限流电阻R10，限流电阻R10的另一端连接总线BUS，在总线BUS和+12V电源之间还连接上拉电阻R6。主机通过总线BUS与从机通信连接。

如图5所示，本实施例中从机包括PNP型三极管Q2、NPN型三极管Q5、NPN型三极管Q8和PNP型三极管Q9和图2所示的电源控制模块。PNP型三极管Q2的发射极连接从机的+12V高电平电源，PNP型三极管Q2的基于分别与电容C2、偏置电阻R8、限流电阻R12的一端，电容C2和偏置电阻R8另一端均与+12V电源连接。限流电阻R12的另一端连接NPN型三极管Q8的集电极。NPN型三极管Q8的集电极还连接限流电阻R11的一端，限流电阻的另一端连接总线BUS。在+12V电源与总线之间连接上拉电阻R7。NPN型三极管Q8的发射极连接低电平电源线GND，NPN型三极管Q8的基极连接PNP型三极管Q9，NPN型三极管Q8包括限流限流电阻(图5中NPN型三极管Q8内的4K7)、偏置电阻(图5中NPN型三极管Q8内的10K)。PNP型三极管Q9的发射极连接5V高电平电源，PNP型三极管Q9的基极连接限流电阻R17的一端，限流电阻R17的另一端连接端口BUS_TXD，在PNP型三极管Q9的发射极和基极之间连接偏置电阻R16。NPN型三极管Q5的集电极连接限流电阻R1的一端，限流电阻R1的另一端连接+5V高电平电源，NPN型三极管Q5的集电极还连接限流电阻R4的一端，限流电阻R4的另一端连接端口BUS_RXD。NPN型三极管Q5包括限流电阻(图5中NPN型三极管Q5内的4K7)、偏置电阻(图5中NPN型三极管Q5内的10K)。NPN型三极管Q5的发射极连接低电平电源线GND。PNP型三极管Q2的集电极还连接限流电阻R14，限流电阻R14的另一端连接电源控制模块的开关接收电路，具体地，开关接收电路为BAT54C，端口MCU-Port为从机控制器的输出端口。限流电阻R14的另一端还连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接低电平电源线GND。

下面结合附图，对本发明提供的一种家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法进行说明。

参阅附图6，图6示例性示出了本实施例中家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法的主要步骤，如图6所示，本实施例中家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法可以包括如下步骤：

步骤S101，家电控制系统的主机上电。

步骤S102，主机判断是否向家电控制系统的从机供电。具体地，若主机判断出需要向从机供则转至步骤S103，若主机判断出不需要向从机供电则转至步骤S108。

步骤S103，主机通过总线向从机中电源控制模块的开关控制电路发送开通控制指令。具体地，当主机通过总线向开关控制电路发送开通控制指令后，开关控制电路可以根据开通控制指令控制电源控制模块的电源开关电路开通，以便电源能够通过高电平电源线向从机供电。

例如，主机可以通过总线向图2所示的电源控制模块中的开关控制电路发送高电平信号，NPN型三极管在该高电平信号的驱动下导通，进而可以导通PNP型三极管，使得电源能够通过高电平电源线向从机供电。

步骤S104，从机的控制器上电后向开关控制电路发送维持开通控制指令。具体地，当从机得电后，其控制器向开关控制电路发送维持开通指令，以使开关控制电路根据维持开通控制指令控制电源开关电路维持在开通状态。

例如，如图2所示的控制器向开关控制电路发送高电平信号，NPN型三极管在该高电平信号的驱动下导通，进而可以导通PNP型三极管，使得电源能够通过高电平电源线向从机供电。

步骤S105，主机判断是否停止向从机供电。具体地，若主机判断出需要停止向从机供电，则转至步骤S106。若主机判断出不需要停止向从机供电，则继续判断是否停止向从机供电。

步骤S106，主机向控制器发送停止供电指令。具体地，当从机的控制器接收到停止供电指令后即向控制电源开关电路停止维持开通状态，随后转至步骤S107。

例如，主机向图2所示的控制器发送停止供电指令，当控制器接收到停止供电指令后，向NPN型三极管发送低电平信号。

步骤S107，主机通过总线向开关控制电路发送关断控制指令，以使开关控制电路根据关断控制指令控制电源开关电路关断，从而切断电源供电。

例如，主机向图2所示的控制器发送低电平信号，当控制器接收到低电平信号后，向NPN型三极管发送低电平信号，NPN型三极管不导通，进而使PNP型三极管不导通，从机断电。

步骤S108，从机维持不得电状态。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

基于上述步骤，可以在不需要向从机供电时，如待机状态，休眠状态等，使从机彻底与电源断开连接，从而实现降低功耗的目的。

下面结合附图4和5，对本发明提供的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法进行详细说明。

在主机加电后，如果不需要向从机供电，则主机将总线设置为高电平，并在电阻R11和电阻R12作用下使PNP型三极管Q2关闭，此时开关指令接收电路接收到总线的低电平信号。NPN型三极管Q4的基极为低电平，NPN型三极管Q4不导通。此时在电阻R28的上拉作用下，使PNP型三极管Q1的基极的电平拉高，PNP型三极管Q1不导通。从机不得电。

如果需要向从机供电，则主机将总线设置为低电平，并在电阻R11和电阻R12作用下使PNP型三极管Q2导通，12V高电平通过电阻R14和第一二极管，使NPN型三极管Q4得到高电平信号，NPN型三极管Q4导通。在电阻R3的作用下，PNP型三极管Q1导通。12V高电平与+12V-CTL接通，从机得电。从机得电后，从机的控制器向NPN型三极管Q4发送维持开通控制指令(即高电平信号)，维持NPN型三极管Q4的导通状态，使PNP型三极管Q1持续导通。此时，无论总线上的电平怎么变化，从机始终处于得电状态。

当需要停止向从机供电时，则主机向控制器发送停止供电指令，控制器根据接收到的停止供电控制指令向NPN型三极管Q4发送低电平信号，再将总线设置成高电平，并在电阻R11和电阻R12作用下使PNP型三极管Q2关闭，此时NPN型三极管Q4接收到分别来自控制器和总线的两个低电平信号，此时NPN型三极管Q4和PNP型三极管Q1均不导通。从机断电且处于低功耗模式。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，PC程序和PC程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在PC可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的PC来实现。单词第一和第二的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家电控制系统的供电控制装置，其特征在于，所述供电控制装置应用于基于总线结构的家电控制系统，所述家电控制系统包括通过总线通信连接的主机和从机，所述供电控制装置包括电源控制模块，所述电源控制模块包括电源开关电路和开关控制电路，

所述电源开关电路设置于所述从机的高电平电源线上，用于导通或切断所述高电平电源线，以便所述家电控制系统的电源能够通过所述高电平电源线向所述从机供电或者切断所述电源；

所述开关控制电路用于根据接收的控制指令控制所述电源开关电路开通或关断，以便导通或切断所述高电平电源线。

2.根据权利要求1所述的家电控制系统的供电控制装置，其特征在于，所述电源开关电路包括PNP型三极管，所述PNP型三极管的集电极与所述高电平电源线的电源输入侧连接，所述PNP型三极管的发射极与所述高电平电源线的电源输出侧连接，所述PNP型三极管的基极与所述开关控制电路连接。

3.根据权利要求2所述的家电控制系统的供电控制装置，其特征在于，所述开关控制电路包括NPN型三极管和开关指令接收电路，

所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的发射极与所述从机的低电平电源线连接，所述NPN型三极管的基极与所述开关指令接收电路连接；

所述开关指令接收电路分别与所述从机的总线或控制器连接，用于接收所述主机通过所述总线发送的控制指令或者所述控制器发送的控制指令。

4.根据权利要求3所述的家电控制系统的供电控制装置，其特征在于，所述开关指令接收电路包括第一二极管和第二二极管，

所述第一二极管的阳极与所述总线连接，所述第一二极管的阴极与所述NPN型三极管的基极连接；

所述第二二极管的阳极与所述控制器连接，所述第二二极管的阴极与所述NPN型三极管的基极连接。

5.根据权利要求3所述的家电控制系统的供电控制装置，其特征在于，所述从机的数量是多个，所述电源控制模块的数量也是多个并且每个所述电源控制模块分别设置在一个所述从机上。

6.一种权利要求3至5中任一项所述的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法，其特征在于，所述供电控制方法包括：

所述家电控制系统的主机上电后判断是否向所述家电控制系统的从机供电，

若向所述从机供电，则通过所述总线向所述从机中电源控制模块的开关控制电路发送开通控制指令，以使所述开关控制电路根据所述开通控制指令控制所述电源控制模块的电源开关电路开通；

所述从机的控制器上电后向所述开关控制电路发送维持开通控制指令，以使所述开关控制电路根据所述维持开通控制指令控制所述电源开关电路维持开通状态。

7.根据权利要求6所述的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法，其特征在于，在“所述从机的控制器上电后向所述开关控制电路发送维持开通控制指令”的步骤之后，所述方法还包括：

所述主机判断是否停止向所述从机供电，

若停止向所述从机供电，则向所述控制器发送停止供电指令，

并且在所述控制器根据所述停止供电指令控制所述电源开关电路停止维持所述开通状态后，通过所述总线向所述开关控制电路发送关断控制指令，以使所述开关控制电路根据所述关断控制指令控制所述电源开关电路关断。

8.根据权利要求7所述的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法，其特征在于，所述维持开通控制指令是高电平信号，“所述控制器根据所述停止供电指令控制所述电源开关电路停止维持所述开通状态”的步骤具体包括：

所述控制器根据所述停止供电指令向所述开关控制电路发送低电平信号。

9.根据权利要求6所述的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法，其特征在于，“所述家电控制系统的主机上电后判断是否向所述家电控制系统的从机供电”的步骤进一步包括：

若不向所述从机供电，则通过所述总线向所述开关控制电路发送关断控制指令，以使所述开关控制电路根据所述关断控制指令控制所述电源开关电路关断。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的家电控制系统的供电控制装置的供电控制方法，其特征在于，所述开通控制指令是高电平信号，所述关断控制指令是低电平信号。

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