CN210380645U - 一种零待机功耗电路和充电桩 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种零待机功耗电路和充电桩，其中零待机功耗电路包括：输出电路、检测电路、第一控制电路和第二控制电路；输出电路包括：第一输出支路和第二输出支路，第一输出支路和第二输出支路的第一端均连接有电源，且第二输出支路的第二端连接有用于提供待机功耗的电解电容；检测电路，用于检测第一输出支路和第二输出支路的输出电压差，还用于当输出电压差在预设阈值以上时，触发第一控制电路，当输出电压差小于预设阈值时，触发第二控制电路；第一控制电路接地；第二控制电路连接有电源的控制单元，用于控制电源对电解电容充电，解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

Description

一种零待机功耗电路和充电桩

技术领域

本申请涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种零待机功耗电路和充电桩。

背景技术

随着智能技术的发展，各种智能机器人相继面世。与此同时，充电桩作为智能机器人的“电能补给站”，也得到了人们的广泛关注。

降低充电桩待机时的待机功耗，可以使得充电桩的寿命长久。现有充电桩中的待机功耗电路虽然可以在一定程度上降低待机功耗，但是待机功耗任然较高，无法实现零待机功耗(在5mW以下)。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种零待机功耗电路和充电桩，解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

本申请第一方面提供了一种零待机功耗电路，包括：输出电路、检测电路、第一控制电路和第二控制电路；

所述输出电路包括：第一输出支路和第二输出支路，所述第一输出支路和所述第二输出支路的第一端均连接有电源，且所述第二输出支路的第二端连接有用于提供待机功耗的电解电容；

所述检测电路，用于检测所述第一输出支路和第二输出支路的输出电压差，还用于当所述输出电压差在预设阈值以上时，触发所述第一控制电路，当所述输出电压差小于所述预设阈值时，触发所述第二控制电路；

所述第一控制电路接地；

所述第二控制电路连接有所述电源的控制单元，用于控制所述电源对所述电解电容充电。

可选地，所述检测电路包括：二极管D4、第一三级管、电阻R2、电阻R5和二极管D5；

所述二极管D4的负极连接所述第一输出支路，正极连接所述第二输出支路和所述二极管D5的负极；

所述第一三级管的发射极连接所述二极管D4的负极，基级连接所述电阻R2的第一端和电阻R5的第一端，集电极连接所述第一控制电路；

所述电阻R2的第二端连接所述二极管D4的负极；

所述电阻R5的第二端连接所述二极管D5的正极。

可选地，所述第一控制电路包括：第二场效应管、电容C2和电阻R12；

所述第二场效应管的栅级连接所述电容C2的第一端、所述电阻R12的第一端，源极连接所述电容C2的第二端、所述电阻R12的第二端；

所述电容C2的第二端接地；

所述电阻R12的第一端连接所述第一三级管的集电极，第二端接地。

可选地，所述第二控制电路包括：第三场效应管、电容C3和电阻R11；

所述第三场效应管的栅级连接所述电容C3的第一端、所述电阻R11的第一端和所述二极管D4的负极，源极连接所述电容C3的第二端、所述电阻R11的第二端，漏极连接所述电源的控制单元；

所述电容C3的第二端、所述电阻R11的第二端均接地。

可选地，还包括开关；

所述开关的第一端连接所述第三场效应管的栅极，第二端连接所述第一输出支路。

可选地，所述开关具体包括机械开关。

可选地，所述电解电容的数量为多个。

本申请第二方面提供了一种零待机功耗充电桩，包括：上述第一方面所述的零待机功耗电路。

可选地，还包括：用于接收外部开关信号的接收模块；

所述接收模块与所述电解电容的负极和所述控制单元连接。

可选地，所述接收模块包括以下至少之一：

蓝牙模块、红外模块和WIFI模块。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中的一种零待机功耗电路，包括：输出电路、检测电路、第一控制电路和第二控制电路；输出电路包括：第一输出支路和第二输出支路，第一输出支路和第二输出支路的第一端均连接有电源，且第二输出支路的第二端连接有用于提供待机功耗的电解电容；检测电路，用于检测第一输出支路和第二输出支路的输出电压差，还用于当输出电压差在预设阈值以上时，触发第一控制电路，当输出电压差小于预设阈值时，触发第二控制电路；第一控制电路接地；第二控制电路连接有电源的控制单元，用于控制电源对电解电容充电。

本申请中，当处于待机状态时，通过电解电容对外接于零待机功耗电路上的负载进行供电，随着电解电容的放电，第一输出支路上和第二输出支路上的输出电压差会在预设阈值以上，此时通过第二控制电路触发电源的控制单元，以对电解电容进行充电，随着电解电充的充电，第一输出支路和第二输出支路的输出电压差小于预设阈值，第二控制电路停止工作，第一控制电路工作，使得电解电容可以供电至负载，整个过程中，电源并非一直对电解电容进行充电，仅仅在电解电容放电过多时才进行，且在充电完成后，电源停止工作，单位时间(小时)内的功耗仅仅为3mW左右，相较于现有待机功耗电路100-150mW左右的功耗，待机时的功耗显著较低，从而解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中一种零待机功耗电路的实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例中一种零待机功耗电路的待机时序图；

图3为本申请实施例中一种零待机功耗电路的工作时序图；

图4为本申请实施例中一种零待机功耗充电桩的实施例的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种零待机功耗电路和充电桩，解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以便于理解，下面对本申请中的一种零待机功耗电路进行详细说明，请参阅图1，图1为本申请实施例中一种零待机功耗电路的实施例一的结构示意图。

本实施例中的零待机功耗电路包括：输出电路、检测电路、第一控制电路和第二控制电路；输出电路包括：第一输出支路和第二输出支路，第一输出支路和第二输出支路的第一端均连接有电源，且第二输出支路的第二端连接有用于提供待机功耗的电解电容；检测电路，用于检测第一输出支路和第二输出支路的输出电压差，还用于当输出电压差在预设阈值以上时，触发第一控制电路，当输出电压差小于预设阈值时，触发第二控制电路；第一控制电路接地；第二控制电路连接有电源的控制单元，用于控制电源对电解电容充电。

本实施例中，当处于待机状态时，通过电解电容对外接于零待机功耗电路上的负载进行供电，随着电解电容的放电，第一输出支路上和第二输出支路上的输出电压差会在预设阈值以上，此时通过第二控制电路触发电源的控制单元，以对电解电容进行充电，随着电解电充的充电，第一输出支路和第二输出支路的输出电压差小于预设阈值，第二控制电路停止工作，第一控制电路工作，使得电解电容可以供电至负载，整个过程中，电源并非一直对电解电容进行充电，仅仅在电解电容放电过多时才进行，且在充电完成后，电源停止工作，单位时间(小时)内的功耗仅仅为3mW左右，相较于现有待机功耗电路100-150mW左右的功耗，待机时的功耗显著较低，从而解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种零待机功耗电路的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种零待机功耗电路的实施例二，请参阅图1。

本实施例中的零待机功耗的充电桩包括：输出电路、检测电路、第一控制电路和第二控制电路；输出电路包括：第一输出支路和第二输出支路，第一输出支路和第二输出支路的第一端均连接有电源，且第二输出支路的第二端连接有用于提供待机功耗的电解电容；检测电路，用于检测第一输出支路和第二输出支路的输出电压差，还用于当输出电压差在预设阈值以上时，触发第一控制电路，当输出电压差小于预设阈值时，触发第二控制电路；第一控制电路接地；第二控制电路连接有电源的控制单元，用于控制电源对电解电容充电。

需要说明的是，本实施例中使用电解电容相较于现有技术中待机功耗电路中使用的法拉电容，成本节省接近90％。且用充电桩的电源对电解电容进行充电，无需额外的电源或者内置电池，结构和性能更为稳定。

具体地，检测电路包括：二极管D4、第一三级管Q1、电阻R2、电阻R5和二极管D5；二极管D4的负极连接第一输出支路，正极连接第二输出支路和二极管D5的负极；第一三级管Q1的发射极连接二极管D4的负极，基级连接电阻R2的第一端和电阻R5的第一端，集电极连接第一控制电路；电阻R2的第二端连接二极管D4的负极；电阻R5的第二端连接二极管D5的正极。

需要说明的是，第一三级管Q1可以是现有的多种三级管结构，例如电子三极管、双极型晶体管和场效应管等。本领域技术人员客户根据需要进行选择，在此不做具体限定。

具体地，第一控制电路包括：第二场效应管Q3、电容C2和电阻R12；第二场效应管Q3的栅级连接电容C2的第一端、电阻R12的第一端，源极连接电容C2的第二端、电阻R12的第二端；电容C2的第二端接地；电阻R12的第一端连接第一三级管Q1的集电极，第二端接地。

具体地，第二控制电路包括：第三场效应管Q2、电容C3和电阻R11；第三场效应管Q2的栅级连接电容C3的第一端、电阻R11的第一端和二极管D4的负极，源极连接电容C3的第二端、电阻R11的第二端，漏极连接电源的控制单元；电容C3的第二端、电阻R11的第二端均接地。

需要说明的是，第二场效应管Q3和第三场效应管Q2为场效应管，可以理解的是，场效应管可以是现有的多种结构。

具体地，本实施例中的零待机功耗电路还包括：开关A；开关A的第一端连接第三场效应管Q2的栅极，第二端连接第一输出支路。当开关A闭合时，第三场效应管Q2停止工作，电解电容进行放电，当开关A断开时，第三场效应管Q2开始工作，充电桩的电源对电解电容进行充电。通过开关A的形式同样可以实现待机状态时的零待机功耗，使得电路结构的实现方式多样化。

可以理解的是，开关的可以是机械开关或者继电器等结构，本领域技术人员可以根据需要进行选择。

进一步地，电解电容的数量为多个，数量越多，电解电容可以提供待机功耗的时间就越久，对于具体数量的设置，本领域技术人员可以根据需要设置，例如，3个、4个或5个等，在此不做具体限定。

以便于理解，本实施例中结合图2和图3对零待机功耗电路的工作原理简要说明如下，其中图2为待机时序图，图3为工作时序图：

1、电源的控制单元工作，使CE6达到5.2V，V_CE4＝V_CE6。

2、由于输出电流较小，经过D1、D2、D3压差较小。因此，D4两端电压的压差也较小，此时Q1、Q3不工作，Q2被拉低，电源的控制单元被拉低，控制单元停止工作，整个电路基本为零功耗。

3、CE6无负载，因此电压一直保持在5.2V。电解电容CE1、CE2、CE3、CE5提供待机时的功耗，使电解电容CE1、CE2、CE3、CE5上的电压逐渐下降。D4两端电压的压差逐渐增大，直到压差为1.4V时，此时输出电压为3.8V，Q1、Q3工作。Q2解除被拉低，控制单元恢复工作状态。

4、控制单元恢复后，电路正常工作输出电压回升至5.2V。此间时间约为5mS,时间由反激电路及C2控制，此时的功耗约0.5-1W。

5、重复以上工作状态，即为SKIP模式。

待机功耗：以启动时功耗1W计算，1W*5mS/5S＝1*5/5000＝1mW待机功耗，电路本身效率60％,约1.67mW。

当负载加重，SKIP模式时间缩短，直至D2、D3压降达到1.2-1.4V完全进入自适应正常工作模式，Q2处于静态不工作模式，零待机功耗电路被正常供电。

本实施例中，当处于待机状态时，通过电解电容对外接于零待机功耗电路上的负载进行供电，随着电解电容的放电，第一输出支路上和第二输出支路上的输出电压差会在预设阈值以上，此时通过第二控制电路触发电源的控制单元，以对电解电容进行充电，随着电解电充的充电，第一输出支路和第二输出支路的输出电压差小于预设阈值，第二控制电路停止工作，第一控制电路工作，使得电解电容可以供电至负载，整个过程中，电源并非一直对电解电容进行充电，仅仅在电解电容放电过多时才进行，且在充电完成后，电源停止工作，单位时间(小时)内的功耗仅仅为3mW左右，相较于现有待机功耗电路100-150mW左右的功耗，待机时的功耗显著较低，从而解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种零待机功耗电路的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种零待机功耗充电桩的实施例，具体请参阅图4。

本实施例中的一种零待机功耗充电桩，包括：上述实施例一和实施例二零待机功耗电路1。

进一步地，本实施例中的零待机功耗充电桩还包括：用于接收外部开关信号的接收模块2；接收模块与电解电容的负极和控制单元连接。

进一步地，接收模块2包括以下至少之一：蓝牙模块、红外模块和WIFI模块。

需要说明的是，接收模块2在接收到外部设备(终端或控制设备)发送的信号后，充电桩的控制单元进入工作状态，功耗加大，零待机功耗电路自动退出零功耗模式，进入正常模式，首先，接收模块2一直在接收信号，在唤醒控制单元接收到接收模块2发送的信号后，会进入到正常模式下，并对红外接收的信号进行分析是否是对应的信号，是，则处于工作状态，不是，仍然处于休眠模式(即待机状态)。通过接收模块2和零待机功耗电路1的配合使用，使得充电桩可以快速地在待机状态和工作状态之间进行切换。

可以理解的是，蓝牙模块、红外模块和WIFI模块功耗较低，功耗在2mW以内。

本实施例中，当处于待机状态时，通过电解电容对外接于零待机功耗电路上的负载进行供电，随着电解电容的放电，第一输出支路上和第二输出支路上的输出电压差会在预设阈值以上，此时通过第二控制电路触发电源的控制单元，以对电解电容进行充电，随着电解电充的充电，第一输出支路和第二输出支路的输出电压差小于预设阈值，第二控制电路停止工作，第一控制电路工作，使得电解电容可以供电至负载，整个过程中，电源并非一直对电解电容进行充电，仅仅在电解电容放电过多时才进行，且在充电完成后，电源停止工作，单位时间(小时)内的功耗仅仅为3mW左右，相较于现有待机功耗电路100-150mW左右的功耗，待机时的功耗显著较低，从而解决了现有充电桩的待机功耗电路处于待机状态时，功耗较高，无法实现零待机功耗的技术问题。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种零待机功耗电路，其特征在于，包括：输出电路、检测电路、第一控制电路和第二控制电路；

所述输出电路包括：第一输出支路和第二输出支路，所述第一输出支路和所述二输出支路的第一端均连接充电桩的电源，且所述第二输出支路的第二端连接有用于提供待机功耗的电解电容；

所述检测电路，用于检测所述第一输出支路和第二输出支路的输出电压差，还用于当所述输出电压差在预设阈值以上时，触发所述第一控制电路，当所述输出电压差小于所述预设阈值时，触发所述第二控制电路；

所述第一控制电路接地；

所述第二控制电路连接有所述电源的控制单元，用于控制所述电源对所述电解电容充电。

2.根据权利要求1所述的零待机功耗电路，其特征在于，所述检测电路包括：二极管D4、第一三级管、电阻R2、电阻R5和二极管D5；

所述二极管D4的负极连接所述第一输出支路，正极连接所述第二输出支路和所述二极管D5的负极；

所述第一三级管的发射极连接所述二极管D4的负极，基级连接所述电阻R2的第一端和电阻R5的第一端，集电极连接所述第一控制电路；

所述电阻R2的第二端连接所述二极管D4的负极；

所述电阻R5的第二端连接所述二极管D5的正极。

3.根据权利要求2所述的零待机功耗电路，其特征在于，所述第一控制电路包括：第二场效应管、电容C2和电阻R12；

所述第二场效应管的栅级连接所述电容C2的第一端、所述电阻R12的第一端，源极连接所述电容C2的第二端、所述电阻R12的第二端；

所述电容C2的第二端接地；

所述电阻R12的第一端连接所述第一三级管的集电极，第二端接地。

4.根据权利要求2所述的零待机功耗电路，其特征在于，所述第二控制电路包括：第三场效应管、电容C3和电阻R11；

所述第三场效应管的栅级连接所述电容C3的第一端、所述电阻R11的第一端和所述二极管D4的负极，源极连接所述电容C3的第二端、所述电阻R11的第二端，漏极连接所述电源的控制单元；

所述电容C3的第二端、所述电阻R11的第二端均接地。

5.根据权利要求4所述的零待机功耗电路，其特征在于，还包括开关；

所述开关的第一端连接所述第三场效应管的栅极，第二端连接所述第一输出支路。

6.根据权利要求5所述的零待机功耗电路，其特征在于，所述开关具体包括机械开关。

7.根据权利要求1所述的零待机功耗电路，其特征在于，所述电解电容的数量为多个。

8.一种零待机功耗充电桩，其特征在于，包括：权利要求1至7中任一项所述的零待机功耗电路。

9.根据权利要求8所述的零待机功耗充电桩，其特征在于，还包括：用于接收外部开关信号的接收模块；

所述接收模块与所述电解电容的负极和所述控制单元连接。

10.根据权利要求9所述的零待机功耗充电桩，其特征在于，所述接收模块包括以下至少之一：

蓝牙模块、红外模块和WIFI模块。

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