CN201233526Y - 一种开关电源的打嗝式待机电路及电子设备 - Google Patents

一种开关电源的打嗝式待机电路及电子设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型适用于电源领域，提供了一种开关电源的打嗝式待机电路，所述电路包括：可编程控制器；与所述可编程控制器相连的分压/箝位电路，分别与所述可编程控制器工作电压输入端和所述分压/箝位电路相连，为所述可编程控制器和分压/箝位电路输入一工作电压和一电压值；PWM控制电路，与所述可编程控制器一输出端相连，传递所述可编程控制器输出的低电平信号和阻止所述可编程控制器输出的高电平信号；以及主电路变压器高压绕组和主电路变压器低压绕组，与所述供电控制电路相连，输入一电压值。本实用新型提供的待机电路体积小，控制逻辑简单，成本低，并且在待机状态下的功耗只有0.5瓦左右，非常节能。

Description

一种开关电源的打嗝式待机电路及电子设备
技术领域
本实用新型属于电源领域，尤其涉及一种开关电源的打嗝式待机电路及电子设备。
背景技术
随着人们对节能的要求越来越高，国际能源署的条例要求：输出功率低于75W的电源在待机状态下的输出功率不应超过1W。为了达到这个要求，对于具有红外遥控开关机的电器，通常采用一个主电路与待机电路(辅助电路)的工作模式。一旦进入待机状态，表明主电路上的部件消耗的功率已经减小，但待机电路上的元器件，例如，稳压器件、二极管和负载电阻等，仍然消耗一定量的功率。
现有技术中，待机电路一般由主机自带或外加的单片机和开关器件构成，图1就是其中的一种方案。在图1所示方案中，待机电路主要由单片机和一个继电器构成，同时，采用辅助电源为单片机和红外接收器供电。在红外接收器接收到待机信号时，单片机控制继电器切断主电路电源的交流输入。由于这种方案需要额外的辅助电源，因此导致待机电路体积大，成本高，并且可靠性低。在图2所示的另一种方案中，将若干开关管串联接入对主机供电的各输出回路，单片机的I/O口连接至控制电路，控制电路连接至开关管的驱动端。当红外接收器接收到待机信号时，待机电路即关闭所有对主机供电的输出，保留一路为单片机供电。显然，在这种方案中，多路输出电路的控制逻辑复杂，成本高，同时，由于在待机状态下仍然需要保留一路输出为单片机供电，因而待机时的功耗难以达到1W以下。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种开关电源的打嗝式待机电路，旨在解决现有技术的待机电路体积大、成本高和待机时功耗大的问题。
本实用新型是这样实现的，一种开关电源的打嗝式待机电路，所述电路包括：
根据接收到的红外信号和检测其一输入端电压而输出相应高电平或低电平信号的可编程控制器；
分压/箝位电路，与所述可编程控制器相连，将自身一输入电压分压后输入至所述可编程控制器一输入端；
供电控制电路，其输入端与主电路变压器高压绕组和主电路变压器低压绕组相连，其输出端分别与所述可编程控制器工作电压输入端和所述分压/箝位电路相连，为所述可编程控制器和分压/箝位电路输入一工作电压和一电压值；以及
PWM控制电路，与所述可编程控制器一输出端相连，传递所述可编程控制器输出的低电平信号和阻止所述可编程控制器输出的高电平信号。
本实用新型的另一目的在于提供一种电子设备，所述电子设备包括上述开关电源的打嗝式待机电路。
本实用新型采用可编程的存储芯片作为可编程控制器，该可编程控制器与一普通的红外接收器相连。在主机遥控器件向红外接收器发射待机信号，存储芯片接收到正确的待机信号后，检测控制电路的状态并对主电路PWM反馈信号发出对应的电平，指示进入待机状态还是正常工作状态。与现有技术相比，本实用新型提供的待机电路体积小，控制逻辑简单，成本低，并且在待机状态下的功耗只有0.5瓦左右，非常节能。
附图说明
图1是现有技术提供的一种待机方案结构图；
图2是现有技术提供的另一种待机方案结构图；
图3是本实用新型实施例提供的开关电源的打嗝式待机电路结构图；
图4是图3所示开关电源的打嗝式待机电路的一种具体电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供的实施例采用可编程的存储芯片作为可编程控制器，该可编程控制器与一普通的红外接收器相连。在主机遥控器件向红外接收器发射待机信号，存储芯片接收到正确的待机信号后，检测控制电路的状态并对主电路PWM反馈信号发出对应的电平，指示进入待机状态还是正常工作状态。在待机状态，关断所有主路输出的同时，保证能够为存储芯片及红外接收器供电。
参阅图3，本实用新型实施例提供的开关电源的打嗝式待机电路结构原理图，详述如下。
红外接收器301的工作电压输入端Vdd和输出端OUT分别与供电控制电路305和可编程控制器302输入端IN1相连。可编程控制器302的工作电压输入端Vdd和检测电压输入端IN2分别连接至供电控制电路305输出端OUT1和分压/箝位电路304。PWM控制电路303一端与可编程控制器302的一输出端OUT相连，另一端与主电路的PWM(Pulse Width Modulating，脉冲宽度调制)反馈信号输出端相连。分压/箝位电路304一端连接至可编程控制器302的输入端IN2，另一端和供电控制电路305的输出端OUT2相连。供电控制电路305的两个输入端IN1、IN2分别与主电路变压器高压绕组306和主电路变压器低压绕组307相连。
在主机电源启动瞬间，通过主电路变压器高压绕组306和主电路变压器低压绕组307，主电路电源对供电控制电路305中的储能元件迅速充电，与此同时，供电控制电路305为红外接收器301和可编程控制器302提供一个合适的工作电压。当红外接收器301接收到来自主机遥控器件的待机信号时，该待机信号通过其输出端OUT输送至可编程控制器302，与此同时，若可编程控制器302检测电压输入端IN2检测到分压/箝位电路304高于一个预设值Vp(该预设值根据可编程控制器302的工作电压以及分压/箝位电路304中的分压器件设置)，则可编程控制器302的输出端OUT输出一个低电平信号，该低电平信号通过PWM控制电路303将主电路的PWM反馈信号拉为信号低电平，于是开关电源被关断。
由于开关电源被关断，主电路变压器高压绕组306和主电路变压器低压绕组307不再对供电控制电路305中的储能元件充电，此时供电控制电路305中的储能元件开始放电。随着电控制电路305的储能元件不断放电，放电的电能通过红外接收器301的工作电压输入端Vdd和可编程控制器302的工作电压输入端Vdd，分别为红外接收器301和可编程控制器302提供工作电压，与此同时，分压/箝位电路304输出电压逐渐降低。当可编程控制器302检测到分压/箝位电路304的输出电压低于预设值Vp时，可编程控制器302输出端OUT输出一个高电平信号。由于PWM控制电路303中的单向导通元件阻止了此高电平信号的传输，主电路的PWM反馈信号并不受影响，主电路电源启动。
主电路电源启动，开始新的一轮对供电控制电路305中的储能元件充电过程，在检测到分压/箝位电路304的输出电压高于预设值Vp时，可编程控制器302输出端OUT输出一个低电平信号，该低电平信号通过PWM控制电路303将主电路的PWM反馈信号再次拉信号低，于是开关电源被关断。如此循环反复。
在待机状态下，当用户按开机键时，可编程控制器302输入端IN1检测到红外接收器301传送的开机信号，可编程控制器302输出端OUT输出一个高电平信号，(此时可编程控制器302输入端IN2不再检测电压)由于PWM控制电路303中的单向导通元件阻止了此高电平信号的传输，主电路的PWM反馈信号并不受影响，主电路电源进入正常工作状态。
在本实用新型提供的实施例中，可编程控制器302每隔2微秒就检测一次分压/箝位电路304的输出电压，由于供电控制电路305中的储能元件的容量很小，因此电源开启的时间非常短暂(20毫秒左右)，大部分时间工作在关断的状态，并且，由于开关电源启动延迟(正常的反激式开关电源启动时间在1秒到2秒)等原因，主电路将没有正常的电压输出，整个待机过程只有可编程控制器302和红外接收器301消耗功率，其功耗只有0.5W。
参阅图4，为图3所示开关电源的打嗝式待机电路的一种具体电路结构，详述如下。
IR是一个普通的红外接收器，用于接收主机遥控器件发送的待机/开机信号，这些信号通过其一输出端OUT并经过电阻R3输入至存储芯片P03的输入端IN1(4脚)。在本实施例中，存储芯片P03即为图3所示实施例中的可编程控制器302的一种实现方式。存储芯片P03是一个可编程IC，在接收到红外接收器IR的待机信号时，按照预先编制的程序，以一定周期(如2微秒)检测其一输入端IN2(5脚)的电压并从其一输出端OUT2(7脚)输出相应的高电平信号或低电平信号。
在本实施例中，电容器C3、第一整流二极管D7、第二整流二极管D6、第一储能电容器C4、电阻R9、三极管Q1、稳压二极管Z1和第二储能电容器C7等构成图3中的供电控制电路305，其中，第一储能电容器C4和第二储能电容器C7分别用作储能元件，电阻R9是一个偏置电阻，三极管Q1起线形调压的作用。第一分压电阻R5、第二分压电阻R6、第三分压电阻R4和二极管D2构成图3中的分压/箝位电路304，其中，分压电阻R4、R5和R6对电容器C4正极的电压进行分压，使存储芯片P03的一输入端IN2能够检测出一电压后与预设的电压值做比较，二极管D2是一个箝位元件，将存储芯片P03的工作电压输入端VDD(6脚)和红外接收器IR的工作电压输入端Vcc“箝”在一个符合各自工作电压的电压范围内。第一二极管D5、第二二极管D3和第一电阻R7、第二电阻R8等构成图3中的PWM控制电路，其右端接收来自光耦(U1-A和U2等)的主电路PWM反馈信号。
在主电路电源启动瞬间，主电路变压器T1的高压绕组HV和低压绕组LV通过电容器C3、第一整流二极管D7和第二整流二极管D6对第一储能电容器C4充电。在本实施例中，利用电容器C3电容“通交隔直”的特性可以快速地为第一储能电容器C4充电。当存储芯片P03的输入端IN1检测到来自红外接收器IR的待机信号以及输入端IN2检测到储能电容器C4的正极电压高于预设值Vp时(Vp可以根据存储芯片P03的工作电压及分压电阻R4、R5和R6的值来设定)，存储芯片P03的输出端OUT2输出低电平信号，通过第一二极管D5和第一电阻R7将来自光耦的主电路PWM反馈信号拉为低电平，从而关断开关电源，此时，主电路变压器T1不再由电容器C3、第一整流二极管D7和第二整流二极管D6对第一储能电容器C4充电。第一储能电容器C4开始放电，放电电流通过偏置电阻R9和三极管Q1等为存储芯片P03和红外接收器IR供电。随着第一储能电容器C4不断放电，C4正极的电压逐渐降低。当存储芯片P03的输入端IN2检测到该端的电压低于预设值Vp时，存储芯片P03输出端OUT2输出一个高电平信号。由于第一二极管D5的单向导通性，主电路的PWM反馈信号并不受影响，主电路电源启动。
主电路电源启动，开始新的一轮对第一储能电容器C4充电过程，在检测到输入端IN2的电压高于预设值Vp时，存储芯片P03输出端OUT2输出一个低电平信号，该低电平信号通过通过第一二极管D5和第一电阻R7将来自光耦的主电路PWM反馈信号再次拉为低电平，于是开关电源被关断。如此循环反复。
在待机状态下，当用户按开机键时，存储芯片P03输入端IN1检测到红外接收器IR传送的开机信号，存储芯片P03输出端OUT2输出一个高电平信号。由于D5单向导通阻止了此高电平信号的传输，主电路的PWM反馈信号并不受影响，主电路电源进入正常工作状态。
在本实施例中，存储芯片P03每隔2微秒就检测一次输入端IN2的电压，由于储能电容器C4的容量很小，因此电源开启的时间非常短暂(20毫秒左右)，大部分时间工作在关断的状态，并且，由于开关电源启动延迟(正常的反激式开关电源启动时间在1秒到2秒)等原因，主电路将没有正常的电压输出，整个待机过程只有存储芯片P03和红外接收器IR消耗功率，功耗大约为0.5W。
本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述实施例中的开关电源的打嗝式待机电路，该电子设备可以为机顶盒、电视机等电器。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种开关电源的打嗝式待机电路，其特征在于，所述电路包括：
根据接收到的红外信号和检测其一输入端电压而输出相应高电平或低电平信号的可编程控制器；
分压/箝位电路，与所述可编程控制器相连，将自身一输入电压分压后输入至所述可编程控制器一输入端；
供电控制电路，其输入端与主电路变压器高压绕组和主电路变压器低压绕组相连，其输出端分别与所述可编程控制器工作电压输入端和所述分压/箝位电路相连，为所述可编程控制器和分压/箝位电路输入一工作电压和一电压值；以及
PWM控制电路，与所述可编程控制器一输出端相连，传递所述可编程控制器输出的低电平信号和阻止所述可编程控制器输出的高电平信号。
2、如权利要求1所述的开关电源的打嗝式待机电路，其特征在于，所述电路进一步包括：
红外接收器，其输出端和工作电压输入端分别与所述可编程控制器另一输入端和所述供电控制电路一输出端相连。
3、如权利要求2所述的开关电源的打嗝式待机电路，其特征在于，所述供电控制电路包括电容器、第一整流二极管、第二整流二极管、第一储能电容器、偏置电阻、三极管、稳压二极管和第二储能电容器，其中，所述电容器负极和第一整流二极管阳极分别与所述主电路变压器高压绕组和主电路变压器低压绕组相连，所述第一整流二极管阴极、第二整流二极管阳极和电容器正极相连成一结点，所述第一储能电容器正极和负极分别与所述第二整流二极管阴极和零电位相连，所述偏置电阻一端、第一储能电容器正极和三极管集电极构成一结点，所述偏置电阻另一端、稳压二极管阴极和三极管基极构成一结点，所述稳压二极管阳极连接至零电位；所述第二储能电容器正极和负极分别与所述三极管发射极和零电位相连，所述第二储能电容器正极连接至所述可编程控制器的工作电压输入端。
4、如权利要求1所述的开关电源的打嗝式待机电路，其特征在于，所述分压/箝位电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和箝位二极管，所述第一分压电阻一端连接至所述第二整流二极管阴极和第一储能电容器正极相连构成的结点，所述第一分压电阻另一端、所述箝位二极管阳极和第二分压电阻一端相连成一结点，所述第二分压电阻另一端与所述第三分压电阻一端相连构成的结点连接至所述可编程控制器一输入端，所述第三分压电阻另一端接地，所述箝位二极管阴极与所述三极管发射极相连。
5、如权利要求1所述的开关电源的打嗝式待机电路，其特征在于，所述PWM控制电路包括串联的第一二极管、第一电阻和串联的第二二极管、第二电阻，其中，所述串联的第一二极管、第一电阻中的第一二极管阴极连接至所述可编程控制器的一输出端，阳极接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接收主电路的PWM反馈信号，所述串联的第二二极管、第二电阻中的第二二极管阴极与所述第二电阻的一端相连，所述第二二极管阳极连接至所述可编程控制器的工作电压输入端。
6、一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至6任一项所述开关电源的打嗝式待机电路。
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