CN114089658A - 一种应用在小家电中的低功耗待机电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用在小家电中的低功耗待机电路中，在用电电器处于待机状态下，所述第一三极管未被触发导通而处于截止状态，同样相对由第一三极管控制的第二三极管也处于截止状态，因第二三极管连接在外部电源和MCU之间，外部电源所提供的工作电压不能经过第二三级管输入至MCU，而为MCU上电，从而实现低功耗待机电路在待机状态下仅有红外输入电路在待机状态下工作，因此实现降低用电电器在待机状态下的待机功耗，而且，与现有技术相比，利用第一三极管和第二三极管替代外部构设模块应用，简化电路结构而降低用电电器的应用成本。

Description

一种应用在小家电中的低功耗待机电路

技术领域

本发明涉及电路设计结构，特别涉及一种应用在小家电中的低功耗待机电路。

背景技术

在日常生活中的家用电器，很多时候都是没有拔下插头的，即在很长的一段时间内，这些电器均处于待机状态，电器在待机状态下同样具有能耗，时间若久同样具有较大的损耗。

电器插电后在待机状态下，其主要能耗由使用在电器上的单片机产生，是因为单片机在待机状态下依然会有少量元器件在进行工作，而在现有技术中对于降低单片机的待机功耗一般采取如下方式：

1、采取电路外部中断，使单片机进行休眠模式，以51单片机为例，使单片机中仅有定时器工作，从而降低待机功耗；

2、采取外部模块应用在单片机上，通过外部模块对外部输入信号进行周期性检测，保持单片机在未接收到正确的触发信号前处于掉电状态，从而降低单片机待机功耗。

上述方式均需要通过外部构设模块应用在单片机上，而使单片机进入如休眠模式或掉电模式等的低功耗模式，外部中断模块或周期检测唤醒模块相对于单片机本身待机功耗较低，虽然能够取得相应的降低功耗的效果，但是通过外部构设模块复杂了单片机的应用，提高的成本。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的是提供一种应用在小家电中的低功耗待机电路，实现电路中仅有红外接收器有待机功耗，已解决现有技术中存在的待机功耗高的问题，并且本发明的低功耗待机电路的电路应用结构较简单，降低了电器的应用成本。

为了达到上述目的，本发明的技术方案有：

一种应用在小家电中的低功耗待机电路，包括

外部电源，用于供用电电器提供工作电压；

红外输入电路，与外部电源连接，所述红外输入电路连接有第一三极管，所述红外输入电路能够用于接收外部输入的接通信号，并控制第一三极管的导通；

单片机，所述单片机与外部电源之间连接有第二三极管，第二三极管与第一三级管连接，由所述第一三极管控制第二三极管的导通状态；

当用电电器进入待机状态时，所述红外输入电路由外部电源提供工作电压输入并处于待机状态，此时所述第一三极管和第二三极管截止，所述外部电源对所述单片机没有工作电压输入。

进一步的，当用电电器进入工作状态时，所述红外输入电路接收外部输入的接通信号，并输出电平信号，所述第一三极管的基极接收该电平信号而导通。

进一步的，所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管；

所述第一三极管的集电极与第二三极管的基级连接，所述第一三极管的基极连接红外输入电路，所述第二三极管的发射极连接外部电源。

进一步的，所述低功耗待机电路还包括

按键输入电路，所述按键输入电路与外部电源连接，并且与第一三极管连接，所述按键输入电路能够用于通过按键控制按键输入电路导通，并触发第一三极管的导通。

进一步的，所述按键输入电路包括按键和第三二极管，所述按键的一对触点分别连接外部电源和第三二极管。

进一步的，所述MCU包括第一输入端和第一输出端，所述第一输入端连接红外输入电路，所述第一输出端连接所述第一三极管的基极；

当MCU上电后，所述MCU通过第一输入端检测所述红外输入电路输出的电平信号后并由MCU输出锁存信号，且通过第一输出端将该电平信号维持。

进一步的，所述MCU还包括第二输入端，所述第二输入端连接按键输入电路；

当MCU上电后，所述MCU通过第二输入端检测所述按键输入电路输出的电平信号后并由MCU输出锁存信号，且通过第一输出端将该电平信号维持。

进一步的，所述红外输入电路包括红外接收器和第三三极管，所述第三三极管的基极连接所述红外接收器的输出端，发射极连接所述外部电源，集电极连接所述第一三极管的基极。

进一步的，所述低功耗待机电路还包括：

第一稳压电路，所述第一稳压电路连接在所述外部电源与红外输入电路之间。

第二稳压电路，所述第二稳压电路连接在所述第二三极管与所述MCU之间。

进一步的，所述第一稳压电路包括稳压管，第一二极管和第二二极管，稳压管与第一二极管串联，第一二极管与第二二极管并联；

所述第二稳压电路包括稳压器，所述稳压器的输入端连接有第一电容，稳压器的输出端连接有第二电容。

本发明的一种应用在小家电中的低功耗待机电路中，在用电电器处于待机状态下，所述第一三极管未被触发导通而处于截止状态，同样相对由第一三极管控制的第二三极管也处于截止状态，因第二三极管连接在外部电源和MCU之间，外部电源所提供的工作电压不能经过第二三级管输入至MCU，而为MCU上电，从而实现低功耗待机电路在待机状态下仅有红外输入电路在待机状态下工作，因此实现降低用电电器在待机状态下的待机功耗，而且，与现有技术相比，利用第一三极管和第二三极管替代外部构设模块应用，简化电路结构而降低用电电器的应用成本。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是一个示例性的实施例中提供的基于红外控制的低功耗待机电路的结构示意图；

图2是一个示例性的实施例中提供基于红外控制的低功耗待机电路的电路图；

图3是一个示例性的实施例中提供的基于红外控制和按键控制结合的低功耗待机电路的结构示意图；

图4是一个示例性的实施例中提供基于红外控制和按键控制的低功耗待机电路的电路图；

图5是一个示例性的实施例中提供的基于红外控制和按键控制结合以及对应的稳压电路的低功耗待机电路的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地阐述本发明，下面参照附图对本发明作进一步的详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/ 或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

目前，电器插电后在待机状态下，其主要能耗由使用在电器上的单片机产生，常见的方案是单片机进入低功耗，一般采用电路外部中断或者周期性检测的触发信号以实现单片机的低功耗应用，通过外部构设中断模块或周期检测模块应用在单片机上，而使单片机进入如休眠模式或掉电模式等的低功耗模式，外部中断模块或周期检测唤醒模块相对于单片机本身待机功耗较低，虽然能够取得相应的降低功耗的效果，但是通过外部构设模块复杂了单片机的应用，提高的成本。

因此，本发明实际所解决的问题在于如何调整电路使进一步减少单片机的待机功耗。

下面以具体的例子说明，如图1所示，一种应用在小家电中的低功耗待机电路，包括：

一种应用在小家电中的低功耗待机电路，包括

外部电源1，用于供用电电器提供工作电压；在一个实施例中，所述外部电源1可以是锂电池，由锂电池作为低功耗待机电路的外部电源1，

红外输入电路2，与外部电源1连接，所述红外输入电路2连接有第一三极管Q1，所述红外输入电路2能够用于接收外部输入的接通信号，并控制第一三极管Q1的导通；红外输入电路2能够用于接收输入的接通信号，并发出控制信号；相反的红外输入电路2在没有接收输入的接通信号时，第一三极管Q1未被激活，并处于截止状态；

单片机3，所述单片机3与外部电源1之间连接有第二三极管Q2，第二三极管Q2与第一三级管连接，由所述第一三极管Q1控制第二三极管Q2的导通状态；第二三极管Q2与第一三极管Q1连接，外输入电路在没有接收输入的接通信号时，第一三极管Q1未导通，进而使第二三极管Q2并不能被激活导通；

当用电电器进入待机状态时，所述红外输入电路2由外部电源1提供工作电压输入并处于待机状态，此时所述第一三极管Q1和第二三极管Q2截止，由于外部电源1与单片机3之间的连接通路被第二三极管Q2阻断，所述外部电源 1对所述单片机3没有工作电压输入，进而使单片机3没有待机功耗。

相对的另一方面，当用电电器进入工作状态时，所述红外输入电路2接收外部输入的接通信号，并输出电平信号，该电平信号用于触发第一三极管Q1导通，所述第一三极管Q1的基极接收该电平信号而导通，从而使第二三极管Q2 能够被第一三极管Q1导通，进而使外部电源1能够对单片机3供电输入。

本实施例的一种应用在小家电中的低功耗待机电路中，在用电电器处于待机状态下，所述第一三极管Q1未被触发导通而处于截止状态，同样相对由第一三极管Q1控制的第二三极管Q2也处于截止状态，因第二三极管Q2连接在外部电源1和单片机3之间，外部电源1所提供的工作电压不能经过第二三极管Q2 输入至单片机3，而为单片机3上电，从而实现低功耗待机电路在待机状态下仅有红外输入电路2在待机状态下工作，因此实现降低用电电器在待机状态下的待机功耗，而且，与现有技术相比，利用第一三极管Q1和第二三极管Q2替代外部构设模块应用，简化电路结构而降低用电电器的应用成本。

如图2所示，所述第一三极管Q1为NPN三极管，所述第二三极管Q2为PNP 三极管；所述第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的基级连接，所述第一三极管Q1的基极连接红外输入电路2，所述第二三极管Q2的发射极连接外部电源1。

外部电源1为红外输入电路2供电，由于外部电源1与红外输入电路2之间为直接连接，因此红外输入电路2始终是处于有待机功耗的状态，红外输入电路2接收到接通信号后输出电平信号，在一个实施例中，该电平信号为高电平信号，其输入至第一三极管Q1的基极，使第一三极管Q1触发导通，此时第一三极管Q1的发射极的电压约等于集电极的电压，因第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的基极连接，从而相当于第一三极管Q1的集电极发出一电平信号至第二三极管Q2的基极，该信号能够触发第二三极管Q2导通，从而使第二三极管Q2导通，而实现外部电源1为单片机3供电。

作为本实施例中另一个示例性的例子，第一三极管Q1的触发导通能够通过红外输入电路2输出信号触发导通，也可以通过按键输入电路6输出信号而触发答通，以下具体说明，如图3和图4所示，所述低功耗待机电路还包括按键输入电路6，所述按键输入电路6与外部电源1连接，并且与第一三极管Q1连接，所述按键输入电路6能够用于通过按键控制按键输入电路6导通，并触发第一三极管Q1的导通。

在一个实施例中，所述按键输入电路6为按键键入使按键输入电路6导通，而使外部电源1为第一三极管Q1提供工作电压，该电压等同于向第一三极管Q1 输入电平信号，从而触发第一三极管Q1导通，后续的第二三极管Q2的激活方式与上述的红外输入电路2为例的方式等同，在此不作一一陈述。

因按键输入电路6中信号输出的方式为按键键入导通，所述按键输入电路6 包括按键和第三二极管，所述按键的一对触点分别连接外部电源1和第三二极管，在一些例子中，所述按键为继电器按键，在继电器按键在频繁的激活断开时，由于继电器线圈有较大电感量，当外电路切断线圈电流时，线圈两端会感应出相当高的电压，如果接入电路中的元器件耐压不够，会导致击穿或烧毁，而接上第三二极管后，有继电器线圈产生的感应电压会由第三二极管释放，使不会危及其他元器件，以保证电路安全，另外，继电器线圈通电时这个二极管处于截止状态，不影响继电器工作。

在一个实施例中，所述单片机3包括第一输入端IN1和第一输出端OUT1，所述第一输入端IN1连接红外输入电路2，所述第一输出端OUT1连接所述第一三极管Q1的基极；

当单片机3上电后，所述单片机3通过第一输入端IN1检测所述红外输入电路2输出的电平信号后并由单片机3输出锁存信号，且通过第一输出端OUT1 将该电平信号维持。

要维持单片机3正常的运行工作，则要保证单片机3在一段时间内有有外部电源1提供的稳定供电，而不是第二三极管Q2仅仅被触发一次激活，而使外部电源1对单片机3一次性供电。

如图2所示，外部电源1向红外输入电路2提供供电，红外输入电路2或按键输入电路6输出高电平信号使第一三极管Q1触发导通，而使第二三极管Q2 触发导通，此时外部电源1能够向单片机3提供供电，若维持现状，则为单片机3的供电状态无法维持，则单片机3的第一输入端IN1连接红外输入电路2，通过单片机3检测红外输入电路2输出的电平信号，在单片机3检测到该信号后，通过第一输出端OUT1持续输出一高电平信号，因第一输出端OUT1连接所述第一三极管Q1的基极，该高电平信号用于使第一三极管Q1始终保持被触发导通状态，第二三极管Q2同样始终处于导通状态，从而使外部电源1为单片机 3提供稳定供电。

与上述同理，在一个实施例中，如图4所示，所述单片机3还包括第二输入端IN2，所述第二输入端IN2连接按键输入电路6；当单片机3上电后，所述单片机3通过第二输入端IN2检测所述按键输入电路6输出的电平信号后并由单片机3输出锁存信号，且通过第一输出端OUT1将该电平信号维持。

在一个实施例中，如图2或图4所示，所述红外输入电路2包括红外接收器IR1和第三三极管Q3，所述第三三极管Q3的基极连接所述红外接收器IR1的输出端，发射极连接所述外部电源1，集电极连接所述第一三极管Q1的基极。

所述红外接收器IR1用于接收外部输入的接通信号，当红外接收器IR1接收到外部输入的接通信号后，输出低电平信号至第三三极管Q3的基极，由于第三三极管Q3的发射极连接所述外部电源1，因第三三极管Q3的发射极电压大于第三三极管Q3的基极电压，从而使第三三极管Q3触发导通，此时第三三极管 Q3的集电极电压约等于第三三极管Q3的发射极电压，相当于所述红外输入电路 2输出一高电平信号至第一三极管Q1的基极。

在一个实施例中，如图5所示，所述低功耗待机电路还包括：

第一稳压电路4，所述第一稳压电路4连接在所述外部电源1与红外输入电路2之间；

第二稳压电路5，所述第二稳压电路5连接在所述第二三极管Q2与所述单片机3之间。

第一稳压电路4用于为红外接收器IR1提供合适的电压供电，第二稳压电路5用于为单片机3提供合适的电压供电，在本实施例中，仅有外部电源1一种供电方式。

在一些例子中，以外部电源1为锂电池为例，该锂电池的电池电压为8.4V，如图2或图4所示，所述第一稳压电路4包括稳压管ZD1，第一二极管D1和第二二极管D2，该稳压管ZD1的参数为3.6V/0.5W，稳压管ZD1与第一二极管D1 串联，第一二极管D1与第二二极管D2并联；通过稳压管ZD1稳压并结合第一二极管D1和第二二极管D2使锂电池的电池电压8.4V经过稳压管ZD1稳压后输出为3.6V，红外接收器IR1的参数为210uA/3.0～5.5V，适用于红外接收器IR1 的供电。

再者，所述第二稳压电路5包括稳压器U1，所述稳压器U1可是是三端稳压器U1，所述稳压器U1的输入端连接有第一电容C1，稳压器U1的输出端连接有第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2用于稳压器U1的电压输入输出的滤波作用，电池的输入电压经过稳压器U1稳压后输出为5.0V，以适用于单片机3的供电。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种应用在小家电中的低功耗待机电路，其特征在于，包括外部电源，用于供用电电器提供工作电压；

红外输入电路，与外部电源连接，所述红外输入电路连接有第一三极管，所述红外输入电路能够用于接收外部输入的接通信号，并控制第一三极管的导通；单片机，所述单片机与外部电源之间连接有第二三极管，第二三极管与第一三级管连接，由所述第一三极管控制第二三极管的导通状态；

当用电电器进入待机状态时，所述红外输入电路由外部电源提供工作电压输入并处于待机状态，此时所述第一三极管和第二三极管截止，所述外部电源对所述单片机没有工作电压输入。

2.根据权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于，

当用电电器进入工作状态时，所述红外输入电路接收外部输入的接通信号，并输出电平信号，所述第一三极管的基极接收该电平信号而导通。

3.根据权利要求2所述的低功耗待机电路，其特征在于，

所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管；

所述第一三极管的集电极与第二三极管的基级连接，所述第一三极管的基极连接红外输入电路，所述第二三极管的发射极连接外部电源。

4.根据权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于，所述低功耗待机电路还包括

按键输入电路，所述按键输入电路与外部电源连接，并且与第一三极管连接，所述按键输入电路能够用于通过按键控制按键输入电路导通，并触发第一三极管的导通。

5.根据权利要求4所述的低功耗待机电路包括，其特征在于，所述按键输入电路包括按键和第三二极管，所述按键的一对触点分别连接外部电源和第三二极管。

6.根据权利要求5所述的低功耗待机电路，其特征在于，所述MCU包括第一输入端和第一输出端，所述第一输入端连接红外输入电路，所述第一输出端连接所述第一三极管的基极；

当MCU上电后，所述MCU通过第一输入端检测所述红外输入电路输出的电平信号后并由MCU输出锁存信号，且通过第一输出端将该电平信号维持。

7.根据权利要求6所述的低功耗待机电路，其特征在于，所述MCU还包括第二输入端，所述第二输入端连接按键输入电路；

当MCU上电后，所述MCU通过第二输入端检测所述按键输入电路输出的电平信号后并由MCU输出锁存信号，且通过第一输出端将该电平信号维持。

8.根据权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于，所述红外输入电路包括红外接收器和第三三极管，所述第三三极管的基极连接所述红外接收器的输出端，发射极连接所述外部电源，集电极连接所述第一三极管的基极。

9.根据权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于，所述低功耗待机电路还包括：

第一稳压电路，所述第一稳压电路连接在所述外部电源与红外输入电路之间。

第二稳压电路，所述第二稳压电路连接在所述第二三极管与所述MCU之间。

10.根据权利要求10所述的低功耗待机电路，其特征在于，

所述第一稳压电路包括稳压管，第一二极管和第二二极管，稳压管与第一二极管串联，第一二极管与第二二极管并联；

所述第二稳压电路包括稳压器，所述稳压器的输入端连接有第一电容，稳压器的输出端连接有第二电容。

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