CN201918972U - 一种微功耗待机开关控制电路及其设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种微功耗待机开关控制电路，包括：一连接在外部电源与机器开关电源输入端之间的继电器；一与继电器连接的开关电路；一遥控接收头；一与遥控接收头和开关电路连接的CPU；一与开关电路连接的光感应触发电路；所述微功耗待机开关控制电路还包括一AC转DC电路，其输入端与机器开关电源输入端相连，输出端与CPU和开关电路相连；所述开关电路包括继电器开关管和交流待机控制电路，继电器开关管一端与继电器连接，另一端与光感应触发电路和交流待机控制电路的输出端相连；交流待机控制电路的输入端与CPU和AC转DC电路的输出端连接。本实用新型还公开了一种具有该电路的设备。本实用新型可用于电器长时间微功耗待机。

Description

一种微功耗待机开关控制电路及其设备

技术领域

本实用新型涉及一种待机控制电路及其设备，尤其是涉及一种微功耗待机开关控制电路及其设备。

背景技术

现在一些家用电器(如电视机、空调、DVD等)都配有遥控器，方便用户操作，然而用户在使用完电器之后，一般只使用遥控器的待机键关机，并没有交流关机的习惯，这样待机消耗的能耗在家庭总能耗中占据很大的比例，这与我们社会所提倡的节能环保理念是格格不入的。在现有技术中，待机部分都采用开关电源或者变压器给CPU供电，采用遥控器唤醒CPU的方式来开机，要从这个思路来降低待机功耗是很困难的，因为不论采用任何方法降压，这个降压过程和建立电源的过程是需要消耗电能的。

专利号为200820234836.8，名称为零功耗待机的电视机的中国实用新型专利揭示了一种低功耗待机技术，该技术采用电容储能，唤醒硅光电池对电视机实现待机零功耗。但是该技术对电容的要求比较高，理想的电容是储能元器件，能量不会自己消耗，但是现实中的电容都会有漏电流，一段时间之后能量就会被耗尽，等电容里面的电被耗尽之后，只能依靠手动开机，不再能使用遥控开机，因而有一定的局限性。

因此，如何开发设计一种无论待机多长时间均能实现遥控开机的微功耗待机技术已经成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术待机时间过长会导致不能遥控开机的技术问题，提供了一种微功耗待机开关控制电路及其设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为设计一种微功耗待机开关控制电路，包括：一连接在外部电源与机器开关电源输入端之间的继电器；一与继电器连接的开关电路；一遥控接收头；一与遥控接收头和开关电路连接的CPU；一与开关电路连接的光感应触发电路；所述微功耗待机开关控制电路还包括一AC转DC电路，其输入端与机器开关电源输入端相连，输出端与CPU和开关电路相连；所述开关电路包括继电器开关管和交流待机控制电路，其中：继电器开关管一端与继电器连接，另一端与光感应触发电路和交流待机控制电路的输出端相连；交流待机控制电路的输入端与CPU连接，AC转DC电路为交流控制电路提供偏置电压；且所述继电器开关管和继电器构成微功耗待机值守电路。

所述继电器开关管包括一场效应管和为场效应管提供偏置电压的偏置电路，其源极和漏极分别与偏置电路的输出端相连，其栅极与光感应触发电路和交流待机控制电路相连。

所述偏置电路为由四个二极管D4构成的全桥整流电路，且其输入端通过继电器与电源一极相连，输出端与电源另一极相连；所述场效应管Q1源极连接在两二极管正极相交的接点，漏极连接在两二极管负极相交的接点；所述光感触发电路包括一硅光电池L1和一二极管D2，且光电池的正极与二极管D2的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二级管D2的负极与场效应管的栅极相连。

所述交流待机控制电路包括一三级管Q2和一光耦M1，其中，三极管Q2的基极与CPU连接，集电极通过与AC转DC电路输出端连接，发射极接地；光耦M1的发光二极管正极与三极管Q2的集电极相连，负极与二极管Q2的发射极相连，光耦M1的硅光电池通过一二极管D3与场效应管的栅极相连，且硅光电池的正极与二极管D3的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二极管D3的负极与场效应管的栅极相连。

本实用新型还提供了一种设备，具有一微功耗待机开关控制电路，所述微功耗待机开关控制电路包括：一连接在外部电源与机器开关电源输入端之间的继电器；一与继电器连接的开关电路；一遥控接收头；一与遥控接收头和开关电路连接的CPU；一与开关电路连接的光感应触发电路；所述微功耗待机开关控制电路还包括一AC转DC电路，其输入端与机器开关电源输入端相连，输出端与CPU和开关电路相连；所述开关电路包括继电器开关管和交流待机控制电路，其中：继电器开关管一端与继电器连接，另一端与光感应触发电路和交流待机控制电路的输出端相连；交流待机控制电路的输入端与CPU连接，AC转DC电路为交流控制电路提供偏置电压；且所述继电器开关管和继电器构成微功耗待机值守电路。

所述继电器开关管包括一场效应管和为场效应管提供偏置电压的偏置电路，其源极和漏极分别与偏置电路的输出端相连，其栅极与光感应触发电路和交流待机控制电路相连。

所述偏置电路为由四个二极管D4构成的全桥整流电路，且其输入端通过继电器与电源一极相连，输出端与电源另一极相连；所述场效应管Q1源极连接在两二极管正极相交的接点，漏极连接在两二极管负极相交的接点；所述光感触发电路包括一硅光电池L1和一二极管D2，且硅光电池的正极与二极管D2的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二级管D2的负极与场效应管的栅极相连。

所述交流待机控制电路包括一三级管Q2和一光耦M1，其中，三极管Q2的基极与CPU连接，集电极通过与AC转DC电路输出端连接，发射极接地；光耦M1的发光二极管正极与三极管Q2的集电极相连，负极与二极管Q2的发射极相连，光耦M1的硅光电池管通过一二极管D3与场效应管的栅极相连，且硅光电池的正极与二极管D3的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二极管D3的负极与场效应管的栅极相连。

所述设备还包括一可发出激光使光感应触发电路产生电压的遥控器。

所述设备为电视机。

本实用新型通过设置一继电器、AC转DC电路、开关电路、光感触发电路、CPU和遥控接收头，在开关电路设置继电器开关管和交流待机控制电路，且使继电器开关管一端与继电器连接，另一端与光感应触发电路和交流待机控制电路的输出端相连，交流待机控制电路的输入端与CPU和AC转DC电路的输出端连接，且所述开关管和继电器构成微功耗待机值守电路。从而在电路正常工作时，长按待机键或者按待机键之后若干时间内(这个时间供用户自己设置)，机器进入微功耗待机状态。在微功耗待机状态时，光感触发电路接受激光照射产生电压后，继电器开关管导通，继电器闭合，AC转DC电路将外部交流电转化为直流电给CPU和交流待机控制电路提供工作电源，此时若遥控接收头接收到开机码，CPU输出控制信号使场效应管保持导通，继电器保持闭合。因而无论待机时间多长均能遥控开机，相比现有技术具有非常突出的优点。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型电路具有总制开关的原理框图；

图2是本实用新型优选实施例一电路图；

图3是本实用新型优选实施例二电路图；

图4是本实用新型遥控器结构原理图；

图5是本实用新型遥控器开机键原理图。

具体实施方式

为了以下叙述方便，机器分为四种状态，即市电完全断开的交流关机；市电未断开，开关电源未工作的微功耗待机状态；开关电源工作但未开机的直流待机状态；开机状态。接通或断开机器与220V市电的开关，称为总制开关；使机器由微功耗待机状态变为开机状态的按键称为微功耗开机键；待机键具有以下三个功能，按该键可以使机器由开机状态变为直流待机状态，再次按该键可以由直流待机状态变为开机状态，在开机状态下长按待机键进入微功耗待机状态。总制开关在机器上，微功耗开机键和待机按键均为遥控器上的按键。

请参见图1。本实用新型微功耗待机开关电路连接在外部电源的总制开关和机器开关电源输入端之间，其包括继电器、开关电路、遥控接收头、CPU、AC转DC电路和光感应触发电路。总制开关包括一按键开关和一触发开关。其中：

继电器连接在外部电源与机器开关电源输入端之间。在开关管的控制下闭合或断开。用于控制外部电源和机器开关电源输入端的通断，其一端与外部电源连接，另一端与机器开关电源输入端连接。在未交流关机的情况下，当继电器闭合时，开关电源工作，机器处于直流待机或开机状态，当继电器断开时，开关电源不工作，机器处于微功耗待机状态。

开关电路与继电器连接。其与CPU、光感应触发电路相连并受其控制。开关电路包括一开关管，所述开关管与继电器连接且控制继电器工作。在未交流关机的情况下，继电器断开时机器处于微功耗待机状态，此时场效应管工作在截止状态，消耗的功耗接近“零”。定义机器处于微功耗待机状态时的电路为微功耗待机值守电路，此时，微功耗待机值守电路由继电器和继电器开关管构成。

遥控接收头用于接收遥控器的遥控信号并输出相应的指令信号给CPU。当其接收遥控器遥控微功耗待机信号时输出一微功耗待机指令信号给CPU控制电路处于微功耗待机状态。本实用新型电路有以下几种状态，开关电源工作但是不开机的状态称为直流待机状态，就是我们电视按遥控器关机时的状态，此时功耗比较大；开关电源不工作，即是本实用新型所说的微功耗待机状态，微功耗待机状态时，要是开机，先要使用激光激活硅光电池，使继电器导通，在几百MS之内再发射开机码才能使机器开机；直流待机时，只要发射开机码就能让机器开机。

CPU与遥控接收头和开关电路连接的；其可用单片机取代，主要是负责遥控器按键的解码，I/O口输出高低电平来控制开关电路的导通与截止。CPU接收遥控接收头传来的遥控信号并发出相应的控制指令，且可发出控制信号控制开关电路工作。

光感应触发电路与开关电路连接，包括一接收激光照射产生电压的硅光电池。其接受激光照射产生电压并触发开关电路导通从而使继电器闭合。

AC转DC电路用于将外部交流电转化成直流电给CPU和开关电路提供工作电源，其输入端与机器开关电源输入端相连，输出端与CPU和开关电路相连。

当机器正常工作时，开关电路导通，继电器闭合，AC转DC电路对CPU和开关电路供电。此时，若遥控接收头接收到微功耗待机信号，则CPU发出控制信号控制开关电路截止，继电器断开，AC转DC电路停止工作，整个电路处于微功耗待机状态。当光感应触发电路光感触发电路接受激光照射产生电压后，开关电路导通，继电器闭合，AC转DC电路将外部交流电转化为直流电给CPU提供工作电源，此时若CPU检测到开机信号后，场效应管持续导通，继电器保持闭合。因而无论待机时间多长均能遥控开机。

请参见图2。图2是外部电源端未接总制开关的一优选实施电路图。其中，

继电器K1的控制回路和被控制回路的一端与外部电源的一极连接，控制回路的另一端与由四个二极管D4构成的全桥整流电路输入端连接，被控制回路的另一端与机器开关电源输入端和线圈T1的输入端一接头连接。

全桥整流电路的输出端与外部电源的另一极连接。N沟道增强型场效应管Q1的源极连接在全桥整流电路两二极管正极相交的接点，漏极连接在两二极管负极相交的接点。上述全桥整流电路即为一偏置电路，其为场效应管Q1提供偏置电压，使场效应管Q1的栅极接收到一适当的触发电压后能及时导通。场效应管构成控制继电器工作的继电器开关管，其导通时，继电器通电闭合。当然，继电器开关管还可以选择其它类型的场效应管。

硅光电池L1的正极与二极管D2的正极相连，负极与场效应管Q1的源极相连，二级管D2的负极与场效应管的栅极相连。硅光电池L1和二极管D2构成光感应触发电路。

变压器T1的初级线圈与电源的输入端连接。变压器T1的次级线圈连接二极管D1的正极，二极管D1的负极与电容C1的正极连接，电容C1的负极接地。变压器T1、二极管D1和电容C1构成AC转DC电路。

电容C1的正极与稳压芯片7805的输入端连接，给CPU提供工作电源，CPU的一I/O口连接遥控接收头M2。电容C1的正极通过一电阻R2与NPN型二极管Q2的集电极连接，三极管Q2的的基极通过一电阻R1与CPU的I/O口连接，以接收CPU发出的控制指令。三极管Q2的发射极接地。光耦M1的硅光电池的正极与二极管D3的正极相连，二极管D3的负极与场效应管Q1的栅极相连，光耦M1的硅光电池的负极与场效应管Q1的源极相连。三级管Q2、光耦M1和二极管D3构成交流待机电路。交流待机电路、全桥整流电路和场效应管一起构成开关电路，且场效应管、全桥整流电路和继电器构成微功耗待机值守电路。

本实用新型微功耗待机开关控制电路工作过程如下：当机器正常工作时，继电器K1闭合，AC转DC电路正常工作，三极管Q2截止，光耦M1、场效应管Q1保持导通。继电器K1处于闭合自锁状态。当长按遥控器上的待机键时，遥控接收头接收到遥控待机信号后向CPU发出一微功耗待机指令信号，CPU接收该遥控待机指令信号并在I/O口输出一高电平至三极管Q2的基极使其导通，从而光耦M1中的发光二极管截止，光接收端无输出，场效应管Q1的栅极为低电平，场效应管截止，继电器K1断开，机器开关电源输入端无电源输入，AC转DC电路停止工作，从而使电路进入微功耗待机状态。整个微功耗待机值守电路由整流桥、场效应管、继电器组成，且场效应管工作在截至状态，只有场效应管截至时的漏电流消耗一部分功耗，功耗仅为0.66mW，接近零功耗。整个待机电路的功耗在mW级别，现在的电视、空调等电器的待机功耗均在W级别，整个待机功耗要小约1000倍。

机器处于微功耗待机状态，当有激光照射光感应触发电路的硅光电池L1时，硅光电池L1随即输出3V高电平给场效应管Q1的栅极，场效应管Q1导通，继电器K1闭合，市电220V接入机器，经过AC转DC电路，输出的直流电压经过7805稳压之后给CPU供电，CPU I/O口输出低电平，三极管Q2截止，M1中的发光二极管发光，激活光耦的光接收端输出3V电压至场效应管Q1的栅极，使场效应管Q1保持导通，继电器K1保持闭合，进入自锁状态。此时机器处于直流待机状态，接着遥控器发出开机的机器码，机器CPU接收到开机机器码后就正常开机。

当然，可将激光发射器和机器开机码复合成一个按键，用户在微功耗待机状态下按该键，机器就能正常开机，即是先发射激光将硅光电池激活，机器进入直流待机状态。)建议还是作个说明。

经过几百毫秒(时间可根据实际情况自由设计)时间发射开机机器码，CPU接收开机机器码开机。由于外界强光线干扰激硅光电池，可能会使机器开关电源工作，进入直流待机状态，但是由于几百毫秒时间内CPU还没有接收到开机的机器码，机器会自动进入微功耗待机状态(这个在软件里面实现)这也很好的解决了强光干扰误动作的问题。

请参阅图3。图3是在外部电源接入总制开关的一优选实施电路图。其与无总制开关实施例的区别在于：在外部电源端接入一总制开关S1A，在场效应管Q1的漏极和栅极之间接入一电阻R3和一触发开关S1B，在场效应管的栅极与地之间增加一稳压管ZD1。触发开关S1B是一次闭合之后马上就断开，起到一次触发的作用，该触发开关闭合，使场效应管导通。按键开关S1A按键闭合，220V市电接入电器，同时触发开关S1B闭合一次，场效应管导通，继电器闭合，CPU开始工作，机器进入待机或者开机状态，闭合总制开关之后的工作与无总制开关的电路一样。

本实用新型微功耗待机开关电路可用于多种设备，如电视机、空调等。其可以配套设有一遥控器，遥控器用于向设备发出遥控指令，包括直流待机、交流待机和开机遥控信号等。请参阅图4和图5。配套的遥控器在原遥控器基础上增加一按键和一低功耗的激光发生器。增加的按键控制着激光发射器和遥控机的开机码。增加的激光发生器用于激活微功耗待机开关电路中的硅光电池。按键S1(微功耗开机键)闭合，首先激光发射器发射激光，激活硅光电池，CPU进入直流待机状态，接着发射开机码(发射激光与发射开机码之间间隔的时间根据实际情况在遥控器的CPU中更改)，使机器由微功耗待机状态变为开机状态，即是激光发射器与发射机器码的复合键。在微功耗待机状态下按该键，可以使机器进入开机状态；在正常工作状态下，长按待机键进入微功耗待机状态。

本实用新型采用的技术方案实现了微功耗长时间待机后仍能遥控开机，而且具有很强的实用价值。特别是现在很多电器当用户插上电源线后，一般就不再拔下来，尤其是壁挂电视、空调这类电器，这些电器的功耗都在W级别，时间的积累功耗非常大，而本实用新型在不切断市电的情况下，将待机功耗控制在mW级别。对于用户来说，只是增加了一个微功耗开机键，也没有改变用户使用机器的习惯；对于产品本身来说只增加了微功耗待机的值守电路，由整流桥、场效应管、交流继电器组成，成本低廉，与直流待机消耗的电能，其成本几乎可以忽略不计。

本实用新型具有以下优点：1、该微功耗待机的待机功耗约为0.66mW，选取场效应管的漏电流越小，其待机功耗更低，接近“零”，比传统的待机电路更节能。2、该微功耗待机电路成本低，整个待机值守电路由场效应管，交流继电器，整流桥组成。3、对于用户来说，只增加了一个微功耗开机键，整个操作过程也符合用户的使用习惯。4、与采用超级电容或者电池等原理实现的零功耗待机相比，更具实用性，可靠性。5、本实用新型具有通用性，只要涉及到用遥控器控制待机的机器基本上都可以采用该实用新型，其可以用在带遥控器实现待机的大部分电器产品上，具有很强的通用性。

Claims (10)

1.一种微功耗待机开关控制电路，包括：一连接在外部电源与机器开关电源输入端之间的继电器；一与继电器连接的开关电路；一遥控接收头；一与遥控接收头和开关电路连接的CPU；一与开关电路连接的光感应触发电路；其特征在于：所述微功耗待机开关控制电路还包括一AC转DC电路，其输入端与机器开关电源输入端相连，输出端与CPU和开关电路相连；所述开关电路包括继电器开关管和交流待机控制电路，其中：继电器开关管一端与继电器连接，另一端与光感应触发电路和交流待机控制电路的输出端相连；交流待机控制电路的输入端与CPU连接，AC转DC电路为交流控制电路提供偏置电压；且所述继电器和继电器开关管构成微功耗待机值守电路。

2.根据权利要求1所述的微功耗待机开关控制电路，其特征在于：所述继电器开关管包括一场效应管和为场效应管提供偏置电压的偏置电路，其源极和漏极分别与偏置电路的输出端相连，其栅极与光感应触发电路和交流待机控制电路相连。

3.根据权利要求2所述的微功耗待机开关控制电路，其特征在于：所述偏置电路为由四个二极管(D4)构成的全桥整流电路，且其输入端通过继电器与电源一极相连，输出端与电源另一极相连；所述场效应管(Q1)源极连接在两二极管正极相交的接点，漏极连接在两二极管负极相交的接点；所述光感触发电路包括一硅光电池(L1)和一二极管(D2)，且光电池的正极与二极管(D2)的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二级管(D2)的负极与场效应管的栅极相连。

4.根据权利要求2所述的微功耗待机开关控制电路，其特征在于：所述交流待机控制电路包括一三级管(Q2)和一光耦(M1)，其中，三极管(Q2)的基极与CPU连接，集电极通过与AC转DC电路输出端连接，发射极接地；光耦(M1)的发光二极管正极与三极管(Q2)的集电极相连，负极与二极管(Q2)的发射极相连，光耦(M1)的硅光电池通过一二极管(D3)与场效应管的栅极相连，且硅光电池的正极与二极管(D3)的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二极管(D3)的负极与场效应管的栅极相连。

5.一种设备，具有一微功耗待机开关控制电路，所述微功耗待机开关控制电路包括：一连接在外部电源与机器开关电源输入端之间的继电器；一与继电器连接的开关电路；一遥控接收头；一与遥控接收头和开关电路连接的CPU；一与开关电路连接的光感应触发电路；其特征在于：所述微功耗待机开关控制电路还包括一AC转DC电路，其输入端与机器开关电源输入端相连，输出端与CPU和开关电路相连；所述开关电路包括继电器开关管和交流待机控制电路，其中：继电器开关管一端与继电器连接，另一端与光感应触发电路和交流待机控制电路的输出端相连；交流待机控制电路的输入端与CPU连接，AC转DC电路为交流控制电路提供偏置电压，且所述继电器和继电器开关管构成微功耗待机值守电路。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述继电器开关管包括一场效应管和为场效应管提供偏置电压的偏置电路，其源极和漏极分别与偏置电路的输出端相连，其栅极与光感应触发电路和交流待机控制电路相连。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述偏置电路为由四个二极管(D4)构成的全桥整流电路，且其输入端通过继电器与电源一极相连，输出端与电源另一极相连；所述场效应管(Q1)源极连接在两二极管正极相交的接点，漏极连接在两二极管负极相交的接点；所述光感触发电路包括一硅光电池(L1)和一二极管(D2)，且硅光电池的正极与二极管(D2)的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二级管(D2)的负极与场效应管的栅极相连。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述交流待机控制电路包括一三级管(Q2)和一光耦(M1)，其中，三极管(Q2)的基极与CPU连接，集电极通过与AC转DC电路输出端连接，发射极接地；光耦(M1)的发光二极管正极与三极管(Q2)的集电极相连，负极与二极管(Q2)的发射极相连，光耦(M1)的硅光电池管通过一二极管(D3)与场效应管的栅极相连，且硅光电池的正极与二极管(D3)的正极相连，负极与场效应管的源极相连，二极管(D3)的负极与场效应管的栅极相连。

9.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述设备还包括一可发出激光使光感应触发电路产生电压的遥控器。

10.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述设备为电视机。

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