CN203054488U

CN203054488U - 一种微待机功耗的电器

Info

Publication number: CN203054488U
Application number: CN2013200209145U
Authority: CN
Inventors: 朱卫忠
Original assignee: LONGHUI ELECTRONIC QIDONG CO Ltd
Current assignee: LONGHUI ELECTRONIC QIDONG CO Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2023-01-15

Abstract

本实用新型属于电器待机节能领域，提供一种微待机功耗的电器，包括具有较大待机功耗的电器主体、继电器、启动系统和控制系统；电网电源接继电器的电源侧，继电器的负荷侧接电器主体的电源输入端，反映电器主体工作状态的控制系统接继电器的控制端，启动系统接受用户的启动操作，短时作用于继电器。其中独立的启动系统作为电器唯一的待机功能部件，它的待机消耗是必需的和最小的。本实用新型适用于电器设计过程，电器生产过程中的改造，在线电器的改造过程。

Description

一种微待机功耗的电器

技术领域

本实用新型涉及电器待机节能领域，具体的说是一种微待机功耗的电器。

背景技术

在能源愈发紧张、全球温室效应导致自然灾害频发、以及公众环保节能意识越来越强的情况下，电器待机功耗就成了大家重视的话题。据国际能源署初步统计，电器的待机耗电占整个家庭用电的10%～15%，电器的待机所消耗的电能不容忽视。

为此，能源之星5级标准和欧盟生态环保标准在内的许多计划都制定了最大待机功耗为1瓦的现行标准（2010年起实施）和0.5瓦的近期（2014年起实施）标准。

那么，电器的待机功耗是否有可能做得更低呢？现有电器的技术方案，都是将启动功能与其它功能集成在一起的，而且由单一电源供电，这就决定了电器的电源和微处理器等电路在电器待机时必须处于工作状态，而这样做的结果是很难把待机功耗降得更低。

专利CN201466369U和专利CN201011686Y等在降低待机功耗方面做了有益的尝试，他们是利用电源检测识别技术获得负载的工作状态信息，在负载处于待机状态后，切断负载与电网的连接，从而达到消除电器待机能耗的目的。但这些专利的不足之处在于：所制成的装置中仍采用唯一的电源为该装置的启动电路和其它电路供电，从而使得其自身存在较大的电源消耗，这一电源消耗是另一形式的待机消耗，从某种意义上讲是待机能耗的转移。以专利CN201011686Y为例，由于Q1是个双向可控硅，其最小可靠触发电流在5mA左右，因此，在忽略其它电路工作所需电流的情况下，该装置的稳压二极管的最大工作电流不小于5mA，而该装置的电源为电阻降压半波整流形式，所以，其最小功耗为220 V* 0.005A = 1.1W，超过现行标准，而专利CN201466369U的待机功耗也不低于1W。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，通过对现有技术方案的分析得知，具有待机功耗的电器，除启动外的几乎所有的其它功能都工作于电源接通之后。也就是说，在待机状态下，只有启动功能才是充分和必要的，其它功能都是在电器启动完成后才具实际意义。因此本实用新型提供一种微待机功耗的电器，能够有效降低电器的待机功耗，把电器启动部分分离出来，独立设计，也就是说，只让启动电路处于待机状态，因此，消耗的能量也将是最低的和必要的。

本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：一种微待机功耗的电器，包括电器主体E、继电器S、控制系统C及其工作电源P、输入端接受用户的启动操作输出端短时作用于继电器S的启动系统B，所述继电器S主回路的电源侧接电网电源，继电器S主回路的负荷侧接电器主体E的电源输入端，所述控制系统C的输入端接反映电器主体E工作状态的状态控制输出端，控制系统C的输出端接继电器S的控制端，工作电源P的电源输入端接继电器S的负荷侧或与电器主体E同源，其输出的直流电源为控制系统C和继电器S供电。所述反映电器主体E工作状态的状态控制输出端，主要用于输出信号反映电器主体E是处于工作状态还是进入自身的待机状态。

在上述技术方案中，所述继电器S为电磁继电器或为电子继电器或为磁保持继电器或具有手动操作装置的继电器；所述继电器S具有一个以上的动合主回路和一个以上的控制回路。

在上述技术方案中，所述控制系统C包括或门电路M，驱动电路Q，上电延时分断电路D，所述电器主体E的状态控制输出端接或门电路M的输入端，或门电路M的输出端接驱动电路Q的输入端，驱动电路Q的输出端接继电器S的控制端，所述上电延时分断电路D的输入端接工作电源P的直流输出端，上电延时分断电路D的输出端接或门电路M的输入端。

在上述技术方案中，所述的控制系统C还包括电流取样元件CT、电流取样电路SL和电流识别电路A，电流取样元件获取与电器主体（E）电源回路中的电流成正比的电信号，送到电流取样电路SL的输入端，电流取样电路SL的输出端接电流识别电路A输入端，电路识别电路A的逻辑输出端接或门电路M的输入端。

在上述技术方案中，所述的控制系统C还包括隔离电路G，隔离电路G的输入端接电器主体E的状态控制输出端，隔离电路G的输出端接或门电路M的输入端。

在上述技术方案中，所述启动系统B为传递力的绝缘的机械装置F或是继电器S的手动操作装置，其受力端接受用户启动操作，出力端作用于继电器S触头系统的动合作用点。

在上述技术方案中，所述启动系统B是动合开关S1，动合开关S1的主回路并联于继电器S主回路的两端，其控制端接受用户的启动操作。

在上述技术方案中，所述启动系统B是动合开关S2和限流整流电路XZ的串联电路，这一串联电路接在继电器S主回路电源侧和控制端之间，动合开关S2的控制端接受用户的启动操作。

在上述技术方案中，所述启动系统B是动合开关S3，动合开关S3的一端接逻辑“1”电平，另一端接或门电路M的输入端，动合开关S3的控制端接受用户启动操作。

在上述技术方案中，所述启动系统B是动合开关S4，动合开关S4主回路的一端接直流电源，另一端接继电器S的控制端，动合开关S4的控制端接受用户启动操作。

在上述技术方案中，所述动合开关S1、动合开关S2、动合开关S3、动合开关S4是动合按钮或是机械式动合触头或是电子式开关的主回路，其控制部分接受用户的启动操作或通过其它电路或其它设备或其它装置执行启动操作。

在上述技术方案中，所述启动系统B为遥控式电子开关Se，包括待机电源P1、遥控接收装置R、信号处理电路DEC、储能电容C1，待机电源P1的电源输入端接电网电源或通过继电器S的动断触头接电网电源或接其它电源，待机电源P1输出的直流电源为遥控接收装置R、信号处理电路DEC供电，储能电容C1接在待机电源P1的直流电源输出端和地之间，储能电容C1向继电器S提供短时吸合所需的电能，遥控接收装置R接收用户的启动操作代码，其输出接信号处理电路DEC的输入端，信号处理电路DEC的输出端接或门电路M的输入端。

在上述技术方案中，所述启动系统B为遥控式电子开关Se，包括待机电源P1、遥控接收装置R、信号处理电路DEC、储能电容C1、驱动电路Q1，待机电源P1的电源输入端接电网电源或通过继电器S的动断触头接电网电源或接其它电源，待机电源P1输出的直流电源为遥控接收装置R、信号处理电路DEC供电，储能电容C1接在待机电源P1的直流电源输出端和地之间，储能电容C1向继电器S提供短时吸合所需的电能，遥控接收装置R接收用户的启动操作代码，其输出接信号处理电路DEC的输入端，信号处理电路DEC的输出端接驱动电路Q1的输入端，驱动电路Q1的输出端接继电器S的控制端。

在上述技术方案中，所述遥控式电子开关Se还包括辅助继电器FS，辅助继电器FS是机械式继电器或是电子式开关，驱动电路Q1的输出端接辅助继电器FS的控制端。所述辅助继电器FS的主回路与动合开关S1、动合开关S2、动合开关S3、动合开关S4的主回路相同。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：将电器的启动系统与其它系统分离，只让启动电路处于待机状态，在不影响电器主体主要功能的前提下，可以方便而有效地降低电器的待机功耗。

附图说明

图1为本实用新型微待机功耗的电器实施例一示意图，其特点为：采用手动启动方式，控制系统C和工作电源P集成于电器主体E内部。

图2为本实用新型微待机功耗的电器实施例二示意图，其特点为：采用手动或它控启动方式，控制系统C和工作电源P集成于实用电器E内部。

图3为本实用新型微待机功耗的电器实施例三示意图，其特点为：采用手动或它控启动方式，控制系统C和工作电源P集成于实用电器E内部。

图4为本实用新型微待机功耗的电器实施例四示意图，其特点为：采用手动启动方式，控制逻辑由电器主体E提供，控制系统C和工作电源P相对于电器主体E独立。

图5为本实用新型微待机功耗的电器实施例五示意图，其特点为：采用手动启动方式，有独立和完整的控制系统C和工作电源P。

图6为本实用新型微待机功耗的电器实施例六示意图，其特点为：采用遥控启动方式，有独立的启动电源P1、工作电源P和控制系统C，启动系统B的输出直接驱动继电器S。

图7为图6所提供实施例六的电路连接图。

图8为本实用新型微待机功耗的电器实施例七示意图，其特点为：采用遥控启动方式，有独立的启动电源P1、工作电源P和控制系统C，启动系统的输出提供辅助继电器FS的启动应用。

图9为本实用新型微待机功耗的电器实施例八示意图，其特点为：控制系统C模块化。

图10为本实用新型微待机功耗的电器实施例九示意图，其特点为：启动系统B、控制系统C和继电器S共同组成电器待机节能控制装置。

图11为本实用新型微待机功耗的电器实施例十示意图，其特点为：启动系统B、控制系统C和继电器S共同组成电器待机节能控制装置。

具体实施方式

本实用新型的基本思想是将电器的启动系统分离出来，用独立的启动系统控制继电器S短时闭合，接通电器主体E与电网电源之间回路，再由控制系统C在电器主体E处于工作状态时保持继电器S的闭合，当电器主体E进入自身的待机状态后，控制继电器S分断，从而消除了电器主体E的待机功耗。本实用新型的微待机功耗的电器的待机功耗就是启动系统B的待机功耗，在不改变电器主体E的主要功能（如遥控功能）和大众对电器使用习惯的前提下，这个待机功耗将是充分和必要的。

本实用新型提供一种微待机功耗的电器，包括电器主体E、继电器S、控制系统C及其工作电源P、输入端接受用户的启动操作输出端短时作用于继电器S的启动系统B，所述继电器S主回路的电源侧接电网电源，继电器S主回路的负荷侧接电器主体E的电源输入端，所述控制系统C的输入端接反映电器主体E工作状态的状态控制输出端，控制系统C的输出端接继电器S的控制端，工作电源P的电源输入端接继电器S的负荷侧或与电器主体E同源，其输出的直流电源为控制系统C和继电器S供电。所述反映电器主体E工作状态的状态控制输出端，主要用于输出信号反映电器主体E是处于工作状态还是进入自身的待机状态。

在上述技术方案中，所述的控制系统C还包括电流取样元件CT、电流取样电路SL和电流识别电路A，电流取样元件获取与电器主体E电源回路中的电流成正比的电信号，送到电流取样电路SL的输入端，电流取样电路SL的输出端接电流识别电路A输入端，电路识别电路A的逻辑输出端接或门电路M的输入端。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

采用图1所示的微待机功耗的电器，用户采用机械方式使继电器S的触头闭合，继而接通电器主体E与电网电源之间的回路，电器主体E在取得电源后通过控制系统C中的上电延时电路D使继电器S保持闭合一段时间，以等待用户对电器主体E的进一步操作，如果在上电延时电路D延时结束时，电器主体E未进入工作状态，或电器主体E已进入待机状态，控制系统C控制继电器S的触头分断，等待用户下一次的启动操作，电器主体E与电网电源之间的回路被断开，原有的待机功耗被切断。

本实施例的特点是无待机功耗，电器的主要功能不变，仅减少一些辅助功能，如预约功能。

本实施例可应用于设计中的具有待机功耗而无遥控功能的电器，如洗衣机、电磁炉等。启动方式为手动启动方式，也可采用图2和图3所示的间接手动启动形式实现电器的无功耗待机。

实施例6

采用图7所示的微待机功耗的电器，其工作原理如下：

D1~D4组成桥式整流电路，C2为限流电容，CC为储能电容C1，兼作+V1的滤波，DW为+V1的稳压器件，U1为三端稳压集成电路，生成+V2，C2为+V2的滤波电容，这些元器件共同组成待机电源P1。KA为继电器S，U2为遥控接收器件R，U3为信号处理电路DEC，电阻R1和三极管T1组成驱动电路Q1，D5为阻尼二极管，按钮SB为动合开关S4，待机电源P1的+V1为储能电容C1充电，+V2为U2和U3供电。由于电器主体E与待机电源P1不共地，所以继电器S有两个彼此绝缘的线圈，当使用磁保持继电器时，与三极管T1集电极相连接的继电器S的线圈为闭合线圈，与电器主体E连接的线圈为分断线圈；当使用普通电磁继电器时，前者为启动闭合线圈，后者为闭合保持线圈。

当微待机功耗的电器接通电源时，待机电源P1电流的一部分向储能电容C1充电，当储能电容C1两端的电压上升至DW的反向击穿电压时，C1的充电电流流经DW，实现稳压，待机电源的另一部分通过U1向U2、U3供电，U3输出低电平，整个电路进入待机状态。当用户以发送遥控代码的方式或以按压按钮的方式进行启动操作时，三极管T1的集电极短时变为低电平，控制继电器S短时闭合，电器主体E与电网电源之间的回路被接通后，电器主体E内部的控制系统C控制继电器S闭合保持。当上电延时分断电路D延时结束或电器主体E进入待机状态后，控制继电器S分断，微待机功耗的电器重新进入待机状态，等待用户的下一次启动操作。

采用图8所示的微功耗待机的电器，其待机功耗分析如下：

在待机状态下，由于继电器S处于分断状态，流过限流电容C2的电流即为待机电流，其值等于流过DW、U2、U3的电流和U1的静态电流之和。因此，只要合理选择C2的容量和U1、U2、U3的型号以及U3的工作状态，待机电流可以方便地控制得很小。

例如：U1可选用台湾合泰公司生产的HT7125，它的静态电流小于10uA；U2可选用HL3828，在1.8V工作电压时，它的静态电流为0.35mA，U3可选用美国Microchip公司生产的PIC12C508，它在休眠时的电流为1uA。U1、U2、U3和其它元器件漏电消耗的电流不大于0.4mA。由于+V1为继电器S供电，因此对电压的质量要求不高，所以，我们选择流过稳压管DW的电源为0.1mA，因此，总待机电流约为0.5mA。当继电器S的工作电压+V1为DC9V时，整个电器在待机状态下的有功功耗为4.5mW左右，即使由于电网电压的提高10%，其待机有功功耗也不会超过5mW。这个数值是现行标准的0.5%和2014年技术标准的1%。相对而言，利用本发明的技术所制成的电器属于微待机功耗的电器。并且随着电子元器件科技的进步，元器件的功耗还会降低，电器的待机功耗有望降得更低。

本实施例可应用于设计中的具有遥控功能的微待机功耗的电器，如设计中的电视机、空调等。

本实施例的特点是微待机功耗，不影响电器原有的主要功能，仅影响一些辅助功能，如预约功能。启动形式有遥控和手动启动两形式。

其它实施例

采用图6的微待机功耗的电器，需要电器主体E提供反应自身工作状态的逻辑信号和工作电源P。

采用图5和8～11的附图微待机功耗的电器，不需要电器主体E提供任何条件和作任何改动。

本实施例适用于在产的和在线的电器主体E的微功耗待机改造。它们的特点，与上述两例相同。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种微待机功耗的电器，其特征在于：包括电器主体E、继电器S、控制系统C及其工作电源P、输入端接受用户的启动操作输出端短时作用于继电器S的启动系统B，所述继电器S主回路的电源侧接电网电源，继电器S主回路的负荷侧接电器主体E的电源输入端，所述控制系统C的输入端接反映电器主体E工作状态的状态控制输出端，控制系统C的输出端接继电器S的控制端，工作电源P的电源输入端接继电器S的负荷侧或与电器主体E同源，其输出的直流电源为控制系统C和继电器S供电。

2.根据权利要求1所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述继电器S为电磁继电器或为电子继电器或为磁保持继电器或具有手动操作装置的继电器；所述继电器S具有一个以上的动合主回路和一个以上的控制回路。

3.根据权利要求1所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述控制系统C包括或门电路M，驱动电路Q，上电延时分断电路D，所述电器主体E的状态控制输出端接或门电路M的输入端，或门电路M的输出端接驱动电路Q的输入端，驱动电路Q的输出端接继电器S的控制端，所述上电延时分断电路D的输入端接工作电源P的直流输出端，上电延时分断电路D的输出端接或门电路M的输入端。

4.根据权利要求3所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述的控制系统C还包括电流取样元件CT、电流取样电路SL和电流识别电路A，电流取样元件获取与电器主体E电源回路中的电流成正比的电信号，送到电流取样电路SL的输入端，电流取样电路SL的输出端接电流识别电路A输入端，电路识别电路A的逻辑输出端接或门电路M的输入端。

5.根据权利要求3所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述的控制系统C还包括隔离电路G，隔离电路G的输入端接电器主体E的状态控制输出端，隔离电路G的输出端接或门电路M的输入端。

6.根据权利要求1所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述启动系统B为传递力的绝缘的机械装置F或是继电器S的手动操作装置，其受力端接受用户启动操作，出力端作用于继电器S触头系统的动合作用点。

7.根据权利要求1所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述启动系统B是动合开关S1，动合开关S1的主回路并联于继电器S主回路的两端，其控制端接受用户的启动操作。

8.根据权利要求1所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述启动系统B是动合开关S2和限流整流电路XZ的串联电路，这一串联电路接在继电器S主回路电源侧和控制端之间，动合开关S2的控制端接受用户的启动操作。

9.根据权利要求1所述的微待机功耗的电器，其特征在于：所述启动系统B为遥控式电子开关Se，包括待机电源P1、遥控接收装置R、信号处理电路DEC、储能电容C1、驱动电路Q1，待机电源P1的电源输入端接电网电源或通过继电器S的动断触头接电网电源或接其它电源，待机电源P1输出的直流电源为遥控接收装置R、信号处理电路DEC供电，储能电容C1接在待机电源P1的直流电源输出端和地之间，储能电容C1向继电器S提供短时吸合所需的电能，遥控接收装置R接收用户的启动操作代码，其输出接信号处理电路DEC的输入端，信号处理电路DEC的输出端接驱动电路Q1的输入端，驱动电路Q1的输出端接继电器S的控制端。