CN207924452U

CN207924452U - 一种低待机功耗电器终端电路

Info

Publication number: CN207924452U
Application number: CN201820479445.6U
Authority: CN
Inventors: 陈明; 田如海; 王红亚
Original assignee: Zhejiang Zhuoao Polytron Technologies Inc
Current assignee: Zhejiang Zhuoao Polytron Technologies Inc
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2028-03-30

Abstract

一种低待机功耗电器终端电路，包括能输出VCC和VDD的阻容降压电路及与阻容降压电路连接的负载电路，负载电路包括使用VDD电源的继电器、使用VCC电源的MCU；其特征在于：所述阻容降压电路的“‑VDD”和“+VCC”串联；所述负载电路还包括第一三极管、第四电阻、第二二极管、第五电阻、第二三极管、第六电阻和第七电阻；另外，还包括电源管理控制电路，该电源管理控制电路包括第八电阻、第九电阻、第三三极管。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：整个电路的功耗很低，能轻松就能达到国际标准的待机功耗要求，某些场合甚至可以达到0.2瓦以内的待机功耗。

Description

一种低待机功耗电器终端电路

技术领域

本实用新型涉及一种低待机功耗电器终端电路。

背景技术

阻容降压式的负载连接电路比变压器降压更加经济，但是不能输出较大的电流，而且电阻上有损耗，没有和地隔离，使用不安全，只适合于小型一体的充电器和控制电路等电流不大的场合。

现有阻容降压的负载都是采用并联方式，电源使用效率低，电路参见附图1或图2所示，其中阻容降压电路为常规电路，包含第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电容CX1、整流桥D1、电容E1、稳压管ZD1、稳压管ZD2、电容E2、电容C1，各元件的连接关系参见附图1或图2所示，可分别产生VDD和VCC的输出电压；当上述阻容降压电路连接有三个负载——继电器K1、MCU和显示屏dispay，MCU的供电电源为VCC，继电器K1的供电电源为VDD，显示屏dispay的供电电源为VCC，这三个负载采用并联的方式进行连接，因此通过电容CX1的电流＝继电器电流+mcu电流+显示屏dispay的电流，此时第二电阻R2和第三电阻R3都会产生大量的热，特别是“继电器电流<(mcu电流+显示部分电流时)”时，电源使用效率更低。

为了克服上述技术问题，现有技术中还出现有一种阻容降压电路的负载串联的电路，其电路连接图参见图3所示，其包含第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电容CX1、整流桥D1、电容E1、电容C1、稳压管ZD1、稳压管ZD2、电容E2、电容C2，各元件的连接关系参见附图3所示，可分别产生VDD和VCC的输出电压；该阻容降压电路连接有三个负载——继电器K1、MCU和显示屏dispay，MCU的供电电源为VCC，继电器K1的供电电源为VDD，显示屏dispay的供电电源为VCC，VCC和VDD是串联的关系，VDD的负极(-VDD)刚好是VCC的正极(+VCC)，即VDD的电势比VCC更高，属于负电压控制模式。这种电源使用效率更高，减少了图1和图2中“第三电阻R3”的损耗，但是由于使用过程中电源的电压和电流都不变，所以待机功耗还不够低，在显示负载或者驱动负载较多的场合，难以实现国际标准的待机功耗要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种低待机功耗电器终端电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低待机功耗电器终端电路，包括能输出VCC和VDD的阻容降压电路及与阻容降压电路连接的负载电路，负载电路包括使用VDD电源的继电器、使用VCC电源的MCU；其特征在于：

所述阻容降压电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、整流桥、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一稳压管、第二稳压管、其中整流桥的第1引脚连接阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，整流桥的第2引脚与第一电容第一端连接，整流桥的第3引脚连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，整流桥的第4引脚连接第二电阻的第一端，第一电容的第二端和市电零线连接，第一电阻的两端分别和第一电容的两端连接，第二电阻的第二端与市电火线连接，第一稳压管的负极连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，第一稳压管的正极连接第二稳压管的负极，第一稳压管正极连接阻容降压电路的“-VDD”和“+VCC”电源输出端，第二稳压管的正极连接阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第二电容和第三电容的两端分别连接在第一稳压管的两端，第四电容和第五电容的两端分别连接在第二稳压管的两端；

所述负载电路还包括第一三极管、第四电阻、第二二极管、第五电阻、第二三极管、第六电阻和第七电阻，其中阻容降压电路的“-VDD”电源输出端连接第一三极管的集电极，第一三极管的发射极连接继电器线圈的第一端，继电器线圈的第二端与阻容降压电路的“+VDD”电源输出端连接，第一三极管的基极连接第五电阻后与第二三极管的集电极相连，第二三极管的发射极连接到阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第二三极管的基极连接第六电阻后与MCU的IO引脚连接，第一三极管的基极还连接第四电阻后与继电器的第一端连接；第二二极管的正极与第一三极管的发射电极连接，第二二极管的负极与阻容降压电路的“+VDD”电源输出端连接；第七电阻的第一端接到阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第七电阻的第二端与第二三极管的基极连接；MCU的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，MCU的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接；

另外，还包括电源管理控制电路，该电源管理控制电路包括第八电阻、第九电阻、第三三极管，其中的第八电阻的第一端连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，第八电阻的第二端与第三三极管的集电极相连，第三三极管的发射极连接阻容降压电路的“+VCC”和“-VDD”端，第三三极管的基极和第九电阻的第一端连接，第九电阻的第二端和第一三极管的发射极连接。

作为改进，所述负载电路还可以包括显示屏，该显示屏的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，该显示屏的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：整个电路的功耗很低，能轻松就能达到国际标准的待机功耗要求，某些场合甚至可以达到0.2瓦以内的待机功耗。

附图说明

图1为现有技术例一中阻容降压的负载连接电路的电路原理图；

图2为现有技术例二中阻容降压的负载连接电路的电路原理图；

图3为现有技术例三中阻容降压的负载负压控制连接电路的电路原理图；

图4为本实用新型实施例中阻容降压的低待机功耗控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图4所示的低待机功耗电器终端电路，包括能产生VDD电源和VCC电源的阻容降压电路，与阻容降压电路连接的负载电路和电源管理控制电路，所述负载电路包括使用VDD电源的第一负载、使用VCC电源的第二负载和使用CC电源的显示屏；其中所述阻容降压电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容CX1、整流桥D1、第二电容E1、第三电容C1、第四电容E2、第五电容C2、第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2、其中整流桥D1的第1引脚连接阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，整流桥D1的第2引脚与第一电容CX1第一端连接，整流桥D1的第3引脚连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，整流桥D1的第4引脚连接第二电阻R2的第一端，第一电容CX1的第二端和市电零线连接，第一电阻R1的两端分别和第一电容CX1的两端连接，第二电阻R2的第二端与市电火线连接，第一稳压管ZD1的负极连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，第一稳压管ZD1的正极连接第二稳压管ZD2的负极，第一稳压管ZD1正极连接阻容降压电路的“-VDD”和“+VCC”电源输出端，第二稳压管ZD2的正极连接阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第二电容E1和第三电容C1的两端分别连接在第一稳压管ZD1的两端，第四电容E2和第五电容C2的两端分别连接在第二稳压管ZD2的两端；所述负载电路还包括第一三极管Q1、第四电阻R4、第二二极管D2、第五电阻R5、第二三极管Q2、第六电阻R6和第七电阻R7，其中阻容降压电路的“-VDD”电源输出端连接第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的发射极连接继电器K1线圈的第一端，继电器K1线圈的第二端与阻容降压电路的“+VDD”电源输出端连接，第一三极管Q1的基极连接第五电阻R5后与第二三极管Q2的集电极相连，第二三极管Q2的发射极连接到阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第二三极管Q2的基极连接第六电阻R6后与MCU的IO引脚连接，第一三极管Q1的基极还连接第四电阻R4后与继电器K1的第一端连接；第二二极管D2的正极与第一三极管Q1的发射电极连接，第二二极管D2的负极与阻容降压电路的“+VDD”电源输出端连接；第七电阻R7的第一端接到阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第七电阻R7的第二端与第二三极管Q2的基极连接；MCU的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，MCU的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接；显示屏的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，该显示屏的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接；所述电源管理控制电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第三三极管Q3，其中的第八电阻R8的第一端连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，第八电阻R8的第二端与第三三极管Q3的集电极相连，第三三极管Q3的发射极连接阻容降压电路的“+VCC”和“-VDD”端，第三三极管Q3的基极和第九电阻R9的第一端连接，第九电阻R9的第二端和第一三极管Q1的发射极连接。

本实施例中，将阻容降压电路产生的VDD电源和VCC电源串联起来，即将VDD的负极-VDD和VCC的正极+VCC连接起来产生一路VDD+VCC的电源输出，同时将使用VDD电源的第一负载和使用VCC电源的第二负载也串联起来。

本实施例的优点在于：当第一三极管Q1处于饱和开关状态下工作时，继电器K1工作，第一三极管Q1的发射极和集电极的压降△U很低(△U≤0.4伏特)，由于第三三极管Q3的基极通过第九电阻R9和第一三极管Q1的发射极相连，所以第三三极管Q3的基极电压相对“-VDD”的电势差也很小——不大于△U，因此第三三极管Q3处于关闭状态，第八电阻R8没有电流通过；当第一三级管Q1处于关闭状态时，由于继电器K1的线圈是个导体，致使第一三极管Q1的发射极的电位上升，通过第九电阻R9致使第三三极管Q3基极的电位也会拉升，当第三三极管Q3的基极电位高于(“-VDD”+0.7V)时，第三三极管Q3导通，选择合适的第九电阻R9的阻值使第三三极管Q3处于饱和导通状态，这时第八电阻R8有电流通过，由于阻容降压属于一个恒流源，根据公式：VDD＝I*第八电阻阻值+0.4V；由于“I”电流恒定，当第八电阻R8足够小时，VDD的电压就会降低，当VDD的电压低于继电器K1的释放电压时，继电器关闭；因此看，当工作时，VDD的电压等于第一稳压管ZD1的电压，当待机工作时，VDD电压会降低，而VCC一直不变,在实际设计过程中第一负载的电压比第二负载的电压高很多，例如VDD＝24V，VCC＝3.3V，总电压27.3V，当进入待机状态时，VDD可以降低至1.5V以内，待机时总的电压会降至(1.5V+3.3V)＝4.8V。根据功率公式P＝UI可以看出待机的情况下，控制板的功耗低得多，很轻松就能达到国际标准的待机功耗要求，某些场合甚至可以达到0.2瓦以内的待机功耗。

Claims

1.一种低待机功耗电器终端电路，包括能输出VCC和VDD的阻容降压电路及与阻容降压电路连接的负载电路，负载电路包括使用VDD电源的继电器、使用VCC电源的MCU；其特征在于：

所述阻容降压电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(CX1)、整流桥(D1)、第二电容(E1)、第三电容(C1)、第四电容(E2)、第五电容(C2)、第一稳压管(ZD1)、第二稳压管(ZD2)、其中整流桥(D1)的第1引脚连接阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，整流桥(D1)的第2引脚与第一电容(CX1)第一端连接，整流桥(D1)的第3引脚连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，整流桥(D1)的第4引脚连接第二电阻R2的第一端，第一电容(CX1)的第二端和市电零线连接，第一电阻(R1)的两端分别和第一电容(CX1)的两端连接，第二电阻(R2)的第二端与市电火线连接，第一稳压管(ZD1)的负极连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，第一稳压管(ZD1)的正极连接第二稳压管(ZD2)的负极，第一稳压管(ZD1)正极连接阻容降压电路的“-VDD”和“+VCC”电源输出端，第二稳压管(ZD2)的正极连接阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第二电容(E1)和第三电容(C1)的两端分别连接在第一稳压管(ZD1)的两端，第四电容(E2)和第五电容(C2)的两端分别连接在第二稳压管(ZD2)的两端；

所述负载电路还包括第一三极管(Q1)、第四电阻(R4)、第二二极管(D2)、第五电阻(R5)、第二三极管(Q2)、第六电阻(R6)和第七电阻(R7)，其中阻容降压电路的“-VDD”电源输出端连接第一三极管(Q1)的集电极，第一三极管(Q1)的发射极连接继电器(K1)线圈的第一端，继电器(K1)线圈的第二端与阻容降压电路的“+VDD”电源输出端连接，第一三极管(Q1)的基极连接第五电阻(R5)后与第二三极管(Q2)的集电极相连，第二三极管(Q2)的发射极连接到阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第二三极管(Q2)的基极连接第六电阻(R6)后与MCU的IO引脚连接，第一三极管(Q1)的基极还连接第四电阻(R4)后与继电器(K1)的第一端连接；第二二极管(D2)的正极与第一三极管(Q1)的发射电极连接，第二二极管(D2)的负极与阻容降压电路的“+VDD”电源输出端连接；第七电阻(R7)的第一端接到阻容降压电路的“-VCC”电源输出端，第七电阻(R7)的第二端与第二三极管(Q2)的基极连接；MCU的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，MCU的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接；显示屏的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，该显示屏的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接；

还包括有电源管理控制电路，该电源管理控制电路包括第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第三三极管(Q3)，其中的第八电阻(R8)的第一端连接阻容降压电路的“+VDD”电源输出端，第八电阻(R8)的第二端与第三三极管(Q3)的集电极相连，第三三极管(Q3)的发射极连接阻容降压电路的“+VCC”和“-VDD”端，第三三极管(Q3)的基极和第九电阻(R9)的第一端连接，第九电阻(R9)的第二端和第一三极管(Q1)的发射极连接。

2.根据权利要求1所述的低待机功耗电器终端电路，其特征在于：所述负载电路还可以包括显示屏，该显示屏的Vdd引脚与阻容降压电路的“+VCC”电源输出端连接，该显示屏的Vss引脚与阻容降压电路的“-VCC”电源输出端连接。