CN201830135U - 一种超低待机功耗的电源适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超低待机功耗的电源适配器，包括交流电输入端(IN)，直流输出端，电源转换电路，串接在交流电输入端与电源转换电路之间的开关电路，串接在电源转换电路与输出端之间的检测电流幅值的电流检测电路，根据电流幅值控制开关电路断开的控制电路，以及一个通过控制电路使开关电路导通的触摸点(M)。本实用新型不增加通信线路或开关线路，利用冷地线作为触摸点来启动电源适配器，能自动检测电子产品工作状态，适时进入待机状态，且待机功耗极低，接近于“零”。用户用完电子产品后，不必每次都拔出电源插头，不改变人们使用习惯，极大地方便了用户，符合节能环保理念。

Description

一种超低待机功耗的电源适配器

技术领域

本实用新型涉及电源适配器，尤其涉及一种超低待机功耗的电源适配器。

背景技术

当今许多电子产品(如笔记本电脑、手机充电器、相机充电器、车载充电器、显示器等)使用电源适配器供电，电源适配器通过变压器进行AC到DC的转化，有的是直接使用电容降压整流之后进行AC到DC的转化。电源适配器本身没有交流开关，只有通过拔掉电源适配器的插头才能与市电断开。这些电子产品开机、待机不使用遥控器，需要手动按键来开机或者接通电源。用户用完笔记本电脑(或手机充电器、相机充电器、车载充电器)等电子产品进行关机操作时有三种方式，第一种方式是拔掉电源适配器与市电的连接插头，第二种方式是拔掉电源适配器与笔记本电脑连接的插头，第三种方式则是关机之后不做任何操作。第一种方式没有功率损耗，但因电源适配器与市电连接插座一般在隐蔽处，操作不便，所以很多人不这样操作。第二种方式，电源适配器处于空载状态，空载功耗一般在500mW左右，现在做的比较好的适配器大约在300mW。第三种方式，待机功耗在1W以上。第二、三种操作方式带来了能源浪费，与当今社会所提倡的节能环保理念是格格不入。

我国专利200810128598.7公开了一种带电源开关的笔记本电脑电源适配器，该专利增加了两根电源线到笔记本电脑的开关；专利200810067557.1智能休眠和唤醒的电源适配器供电系统，该专利增加了一根信号线作为笔记本电脑和电源适配器的通信。现有笔记本电脑的电源适配器与笔记本电脑只有两根线连接，而上述两个降低电源待机功耗的方案均是在现有笔记本设计的基础上增加了连接线，与现在的设计相冲突，设计有一定的局限性。

市场亟需一种不增加通信线路或开关线路，能自动检测待机与否，待机功耗极低的电源适配器。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有技术的上述问题，提出一种不增加通信线路或开关线路，能自动检测待机与否，待机功耗极低的电源适配器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是设计一种超低待机功耗的电源适配器，包括交流电输入端，向用电器输出直流电的直流输出端，将交流电转换为直流电的电源转换电路，其特征在于还包括：串接在交流电输入端与电源转换电路之间的开关电路，串接在电源转换电路与输出端之间的检测电流幅值的电流检测电路，根据电流幅值控制开关电路断开的控制电路，以及一个通过控制电路使开关电路导通的启动触摸点。

所述直流输出端包括输出正极和输出地；所述电源转换电路输出的电源正极接所述输出正极，所述电源转换电路输出的电源负极接冷地，所述电流检测电路串接在所述电源负极与输出地之间；所述启动触摸点与用电器的电源按键设为一体，且与输出地连接。

所述电流检测电路包括光电耦合器，第五三极管，并联起来接在所述电源负极与输出地之间的第六电阻和第三电容，接在输出地与第五三极管基极之间的第九电阻，串接在所述输出正极与光电耦合器中发光二极管阳极的第七电阻；第五三极管的集电极接光电耦合器中发光二极管的阴极，第五三极管的发射极接冷地，光电耦合器的一个输出引脚接热地，光电耦合器的另一个输出引脚输出所述电流幅值；其中第五三极管为NPN型三极管。

所述开关电路包括一个输入管脚接交流电输入端的整流桥，阳极接整流桥正极输出管脚的可控硅；该可控硅的阴极接整流桥的负极输出管脚，整流桥的另一个输入管脚接电源转换电路的输入侧，所述可控硅的控制极接所述控制电路，可控硅的阴极接热地。

所述控制电路包括第一、第二、第三、第四三极管，接在第四三极管发射极与所述可控硅阳极之间的第八电阻，接在第三三极管基极与所述启动触摸点之间的第五电阻，接在第三三极管基极与热地之间的第四电阻，阴极接第三三极管集电极阳极接热地的稳压二极管，并联起来接在第三三极管发射极与热地之间的第三电阻和第二电容，接在第三三极管发射极与第二三极管基极之间的第二电阻，接在第一三极管集电极与热地之间的第一电容，接在第一三极管发射极与可控硅阳极之间的第一电阻；第一三极管发射极与第三三极管集电极连接，第一三极管基极与第二三极管集电极连接，第二三极管发射极接热地，第三三极管发射极与第四三极管集电极连接；所述第一三极管集电极接所述可控硅的控制极，第四三极管基极接所述电流幅值；其中第一、第四三极管为PNP型三极管，第二、第三三极管为NPN型三极管。

与现有技术相比，本实用新型不增加通信线路或开关线路，增加的电路全在电源适配器这一端，电源适配器与负载仅仅通过电源VCC和地GND两根线连接，利用冷地线作为触摸点来启动电源适配器，在现有电源适配器的基础上增加十几个分立元器件，成本低廉。能自动检测电子产品工作状态，适时进入待机状态，且待机功耗极低，接近于“零”。用户用完电子产品后，不必每次都拔出电源插头，不改变人们使用习惯，极大地方便了用户，符合节能环保理念。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中：

图1为本实用新型原理框图；

图2为本实用新型较佳实施例的电路图。

具体实施方式

参看图1示出的原理框图，本实用新型公开的超低待机功耗的电源适配器，包括交流电输入端IN，向用电器输出直流电的直流输出端，将交流电转换为直流电的电源转换电路，串接在交流电输入端与电源转换电路之间的开关电路，串接在电源转换电路与输出端之间的检测电流幅值的电流检测电路，根据电流幅值控制开关电路断开的控制电路，以及一个通过控制电路使开关电路导通的启动触摸点M。控制电路通过电流检测电路检测负载电流的变化来判断电源适配器是否需要进入“零”功耗待机状态，根据启动触摸点M的指令来启动电源转换电路工作。

在较佳实施例中，所述直流输出端包括输出正极Vout和输出地GND；所述电源转换电路输出的电源正极接所述输出正极Vout，所述电源转换电路输出的电源负极接冷地，所述电流检测电路串接在所述电源负极与输出地GND之间；所述启动触摸点M与用电器的电源按键设为一体，且与输出地GND连接。本例中采用了现在流行的触摸技术，且以电源适配器的输出地GND(一种不带电的冷地)作为触摸点，而电源适配器的输出地GND与电子产品的地线是连接在一起的，那么这个触摸点可以通过地线连接到产品的任何地方，实际应用中将该触摸点连接到用户操作方便的地方即可。这里将触摸点与用电器的电源按键设为一体，使用者按下用电器的电源按键的同时就相当于触摸了启动触摸点M，由于人是导体，在空间中相当于一段天线，可以感应周围的电磁场形成电压，接触触摸点M后，感应的电流形成电压驱动控制电路，控制电路令开关电路导通，电源转换电路开始进行AC/DC的电源转换。在一段延迟时间之内，按电源按键(开机键)可以使电源转换电路持续工作，在这段时间若没有按开机键，电源适配器就自动进入“零”功耗待机状态。以上设置触摸点和电子产品开机键合用一个键，按开机键时，相当于先是触摸了触摸点，使电源转换电路启动工作，接着就是按开机键，使电源转换电路持续工作，符合用户的使用习惯。

参看图2示出的较佳实施例的电路图，所述电流检测电路包括光电耦合器IC1，第五三极管Q5，并联起来接在电源转换电路输出侧与输出地GND之间的第六电阻R6和第三电容C3，接在输出地与第五三极管Q5基极之间的第九电阻R9，串接在所述输出正极Vout与光电耦合器的一个输入管脚之间的第七电阻R7；第五三极管Q5的集电极接光电耦合器的另一个输入管脚，第五三极管Q5的发射极接冷地，光电耦合器的一个输出管脚接热地，光电耦合器的另一个输出管脚输出电流检测控制信号；其中三极管Q5为NPN型三极管。所述开关电路包括一个输入管脚接交流电输入端IN的整流桥D1，阳极接整流桥正极输出管脚的可控硅VS；该可控硅的阴极接整流桥的负极输出管脚，整流桥的另一个输入管脚接电源转换电路的输入侧，所述可控硅的控制极接所述控制电路，可控硅的阴极接热地。所述控制电路包括第一、第二、第三、第四三极管Q1、Q2、Q3、Q4，接在第四三极管Q4发射极与所述可控硅VS阳极之间的第八电阻R8，接在第三三极管Q3基极与所述启动触摸点M之间的第五电阻R5，接在第三三极管基极与热地之间的第四电阻R4，阴极接第三三极管集电极阳极接热地的稳压二极管VD5，并联起来接在第三三极管发射极与热地之间的第三电阻R3和第二电容C2，接在第三三极管Q3发射极与第二三极管Q2基极之间的第二电阻R2，接在第一三极管Q1集电极与热地之间的第一电容C1，接在第一三极管Q1发射极与可控硅VS阳极之间的第一电阻R1；第一三极管Q1发射极与第三三极管Q3集电极连接，第一三极管Q1基极与第二三极管Q2集电极连接，第二三极管Q3发射极接热地，第三三极管Q3发射极与第四三极管Q4集电极连接；所述第一三极管Q1集电极接所述可控硅VS的控制极，第四三极管Q4基极接所述电流幅值；其中第一、第四三极管为PNP型三极管，第二、第三三极管为NPN型三极管。

当电源适配器由工作转入待机或空载时，则第六电阻R6上的电流变小，此时第五三极管Q5的基极电压变小，小于三极管的导通电压(R6取值的大小根据产品的实际待机功耗选择)，第五三极管Q5截止，光电耦合器IC1中的二极管截止，第四三极管Q4截止，储存在电容C1、C2的电量会在电子产品待机之后使可控硅VS延迟导通一段时间，当第一电容C1放电之后的电压低于可控硅VS控制极的导通电压时，可控硅VS截止，交流电输入端与电源转换电路的线路断开，电源转换电路失电停止工作，VOUT输出为0。此时由整流桥D1、第一电阻R1、VD5组成的待机值守电路，其中待机功耗主要集中在这几个元器件上，只有几十mW的功耗，接近“零”，进入“零”功耗待机状态。

要想再次开机时，操作者的手先触摸触摸点M，人体感应电压使第三三极管Q3导通，此时向第二电容C2充电，第二三极管Q2导通，第二三极管Q2的集电极为低电平，第一三极管Q1导通，可控硅G极为高电平，可控硅的A、K极达到导通电流时就导通。电源转换电路得电开始进行AC/DC转换，电容C1、C2的电量维持可控硅导通一段时间，在这段时间按电子产品的电源按键，电子产品就开始正常工作，第六电阻R6上流过的电流变大，第五三极管Q5导通，光电耦合器IC1光耦中的发光二极管导通，第四三极管Q4的基极一直为低电平，经过第八电阻R8不断向第二电容C2在充电，三极管Q2、Q1一直为导通状态，可控硅控制端一直为高电平，形成一个自锁过程；当在触摸M之后的一段时间内没有按电源按键，第六电阻R6无电流流过，控制电路无法形成自锁，人手离开触摸M点，第一电容C1的电量耗尽，可控硅截至，电源适配器自动进入“零”功耗待机状态。

当用户使用完电子产品(如笔记电脑)并关机后，如果电子产品内的充电电池还没有充满，那么通过第六电阻R6上的电流会使第五三极管Q5导通，继续向笔记本电池充电，直至笔记本电脑充电完毕之后，第六电阻R6上的电流变小使三极管Q5截至，电源适配器自动进入“零”功耗待机状态。

本实用新型较佳实施例采用最常用的电流检测方式，其它实施例可以根据负载情况选用适当的电流检测电路。本实用新型可以运用到大多数电子产品上，只要是不切断市电，需人手动开机或者接通电源的电子产品上，比如说台式电脑，笔记本电脑，手机充电器，相机充电器，车载充电器等电子产品上。

Claims (5)

1.一种超低待机功耗的电源适配器，包括交流电输入端，向用电器输出直流电的直流输出端，将交流电转换为直流电的电源转换电路，其特征在于还包括：串接在交流电输入端与电源转换电路之间的开关电路，串接在电源转换电路与输出端之间的检测电流幅值的电流检测电路，根据电流幅值控制开关电路断开的控制电路，以及一个通过控制电路使开关电路导通的启动触摸点。

2.如权利要求1所述的电源适配器，其特征在于：所述直流输出端包括输出正极和输出地；所述电源转换电路输出的电源正极接所述输出正极，所述电源转换电路输出的电源负极接冷地，所述电流检测电路串接在所述电源负极与输出地之间；所述启动触摸点与用电器的电源按键设为一体，且与输出地连接。

3.如权利要求2所述的电源适配器，其特征在于：所述电流检测电路包括光电耦合器，第五三极管，并联起来接在所述电源负极与输出地之间的第六电阻和第三电容，接在输出地与第五三极管基极之间的第九电阻，串接在所述输出正极与光电耦合器中发光二极管阳极的第七电阻；第五三极管的集电极接光电耦合器中发光二极管的阴极，第五三极管的发射极接冷地，光电耦合器的一个输出引脚接热地，光电耦合器的另一个输出引脚输出所述电流幅值；其中第五三极管为NPN型三极管。

4.如权利要求3所述的电源适配器，其特征在于：所述开关电路包括一个输入管脚接交流电输入端的整流桥，阳极接整流桥正极输出管脚的可控硅；该可控硅的阴极接整流桥的负极输出管脚，整流桥的另一个输入管脚接电源转换电路的输入侧，所述可控硅的控制极接所述控制电路，可控硅的阴极接热地。

5.如权利要求4所述的电源适配器，其特征在于：所述控制电路包括第一、第二、第三、第四三极管，接在第四三极管发射极与所述可控硅阳极之间的第八电阻，接在第三三极管基极与所述启动触摸点之间的第五电阻，接在第三三极管基极与热地之间的第四电阻，阴极接第三三极管集电极阳极接热地的稳压二极管，并联起来接在第三三极管发射极与热地之间的第三电阻和第二电容，接在第三三极管发射极与第二三极管基极之间的第二电阻，接在第一三极管集电极与热地之间的第一电容，接在第一三极管发射极与可控硅阳极之间的第一电阻；第一三极管发射极与第三三极管集电极连接，第一三极管基极与第二三极管集电极连接，第二三极管发射极接热地，第三三极管发射极与第四三极管集电极连接；所述第一三极管集电极接所述可控硅的控制极，第四三极管基极接所述电流幅值；其中第一、第四三极管为PNP型三极管，第二、第三三极管为NPN型三极管。

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