CN214205315U - 一种降低显示器待机和关机功率的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降低显示器待机和关机功率的电路和方法，显示器进入关机或者待机时，显示器MCU模块通过控制直流电压输出控制模块使AC‑DC电源模块输出的直流电压的变低，DC‑DC开关模块，AC‑DC电源模块输出直流电压的变低时DC‑DC开关模块断开AC‑DC电源模块和DC‑DC电源模块之间的连接，使DC‑DC电源模块不能给储能模块充电；显示器MCU模块控制关机和待机下的供电模块工作其接收AC‑DC电源模块输出的低直流电压后给储能模块充电；当显示器进入关机或者待机时，将由DC‑DC电源模块给储能模块充电切换为关机和待机下的供电模块给储能模块充电，储能模块供电给显示器MCU模块，DC‑DC电源模块停止工作后就进一步降低了显示器待机和关机下的功率。

Description

一种降低显示器待机和关机功率的电路

技术领域

本实用新型涉及显示装置技术领域，具体涉及为一种降低显示器待机和关机功率的电路。

背景技术

显示器是可以显示文字、图形、图像、动画的显示屏幕，一般指与主机相连的显示设备，电视机、手机的显示屏都算是显示器，显示器的应用越来越广泛，其功能也越来越多。节约能源是当今世界的一种重要社会意识，是指尽可能的减少能源的消耗、增加能源的利用率的一系列行为。按照世界能源委员会1979年提出的节约能源定义是：采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施，来提高能源资源的利用效率。现在人们的工作、娱乐、学习等活动都离不开电脑。一般显示器在待机和关机状态时没有完全关闭交流电源，所以还会有一定的功耗。

目前显示器的工作状态主要分为开机、待机和关机三种状态。显示器在开机时消耗的功率比较大。在待机是消耗的功率又很小，显示器待机时，显示器MCU模块一般需要+5V供电，在进入待机和关机状态时只需要消耗极少的功耗。现有的电路在显示器进入待机和关机时还有部分电路在工作，比如显示器的直流-直流的降压电路。这部分的电路工作还会产生一定的功耗。为了使显示器的待机和关机功耗降更多就必须把直流-直流的降压电路完全关闭。

为此，提供一种降低显示器待机和关机功率的电路，显示器的待机和关机时直流-直流的降压电路完全关闭，进一步降低显示器在待机和关机状态下的功耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降低显示器待机和关机功率的电路，以解决显示器在待机和关机状态下的功耗的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种降低显示器待机和关机功率的电路，包括：

AC-DC电源模块，用于将交流的市电转换为显示器需要的直流电；

DC-DC电源模块，其输出端连接储能模块输入端，用于将高电压的直流电转换为低压的直流电，并给储能模块供电；

DC-DC开关模块，其输入端和输出端分别连接AC-DC电源模块输出端和DC-DC电源模块输入端，用于控制AC-DC电源模块和DC-DC电源模块的通断，当显示器待机或关机时其关闭DC-DC电源模块；

储能模块，用于给显示器MCU模块供电；

直流电压输出控制模块，其输入端和输出端分别连接显示器MCU模块输出端和AC-DC电源模块输入端，用于控制AC-DC电源模块输出的直流电压的高低，其由显示器MCU模块控制；

关机和待机下的供电模块，其输入端和输出端分别连接AC-DC电源模块输出端和储能模块输入端，其输入端连接显示器MCU模块，用于当显示器待机或关机时将AC-DC电源模块输出的电能提供给储能模块，其由显示器MCU模块控制；

显示器MCU模块，当显示器进入关机或者待机时，其控制直流电压输出控制模块使AC-DC电源模块输出的直流电压的变低，进而DC-DC开关模块断开使DC-DC电源模块关闭，显示器MCU模块同时控制关机和待机下的供电模块将AC-DC电源模块输出的电能提供给储能模块。

进一步地，直流电压输出控制模块包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和分压电阻；第一开关管的第一端连接显示器MCU模块的输出端，第一开关管的第一端经过第一电阻连接储能模块输出端，第一开关管的第二端接地，第一开关管的控制端连接第二开关管的第一端，第一开关管的控制端经过连接第二电阻接储能模块输出端；第二开关管第二端连接分压电阻后接地，第二开关管第三端经过第三电阻连接AC-DC电源模块输出端；第四电阻一端连接分压电阻后接地，另一端连接AC-DC电源模块输出端，第四电阻和分压电阻的公共连接点连接AC-DC电源模块输入端。

进一步地，关机和待机下的供电模块包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；第三开关管的第一端连接显示器输出端，第三开关管的第一端经过第五电阻连接储能模块输出端，第一开关管的第二端接地，第三开关管的控制端连接至第四开关管的第一端，第三开关管的控制端经过连接第六电阻接储能模块输出端；第四开关管的第二端接地，第四开关管的控制端连接第五开关管的第一端，第四开关管的控制端经过第七电阻连接AC-DC电源模块输出端；第五开关管的第二端接地，第五开关管的控制端连接第六开关管的第一端，第五开关管的控制端经过第八电阻连接AC-DC电源模块输出端；第六开关管的控制端连接AC-DC电源模块输出端，第六开关管第二端接储能模块输入端。

进一步地，所述储能模块包括储能电容，储能电容的负极接地，正极接显示器MCU模块电源端，正极接DC-DC电源模块输出端和关机和待机下的供电模块输出端。

进一步地，第一开关管和第二开关管都为NPN型三极管。

进一步地，第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管都为NPN型三极管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型当显示器连接上交流输入AC-DC电源模块后电压进入DC-DC开关模块后使DC-DC电源开关模块打开，DC-DC电源模块正常降压后输出低电压(5V)给储能模块充电，储能模块的电源给显示器MCU模块供电。显示器MCU模块工作后控制关闭关机和待机下的供电模块工作，显示器正常工作。当显示器进入待机或者关机状态后，显示器MCU模块通过控制直流电压输出控制模块驱动AC-DC电源模块，使AC-DC电源模块输出的直流电压降低，低电压进入DC-DC开关模块后就让DC-DC开关模块关闭DC-DC电源模块工作，之后显示器MCU模块控制打开关机和待机下的供电模块工作，关机和待机下的供电模块给储能模块充电，储能模块然后给显示器MCU供电。在待机和关机时停止了DC-DC电源模块的工作，显示器待机或关机时DC-DC电源模块停止工作后就进一步降低了显示器待机和关机下的功率。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种降低显示器待机和关机功率的电路，包括：AC-DC电源模块，用于将交流的市电转换为显示器需要的直流电；DC-DC电源模块，其输出端连接储能模块输入端，用于将高电压的直流电转换为低压的直流电，并给储能模块供电；DC-DC开关模块，其输入端和输出端分别连接AC-DC电源模块输出端和DC-DC电源模块输入端，用于控制AC-DC电源模块和DC-DC电源模块的通断，当显示器待机或关机时其关闭DC-DC电源模块；储能模块，用于给显示器MCU模块供电；直流电压输出控制模块，其输入端和输出端分别连接显示器MCU模块输出端和AC-DC电源模块输入端，用于控制AC-DC电源模块输出的直流电压的高低，其由显示器MCU模块控制；关机和待机下的供电模块，其输入端和输出端分别连接AC-DC电源模块输出端和储能模块输入端，其输入端连接显示器MCU模块，用于当显示器待机或关机时将AC-DC电源模块输出的电能提供给储能模块，其由显示器MCU模块控制；显示器MCU模块，当显示器进入关机或者待机时，其控制直流电压输出控制模块使AC-DC电源模块输出的直流电压的变低，进而DC-DC开关模块断开使DC-DC电源模块关闭，显示器MCU模块同时控制关机和待机下的供电模块将AC-DC电源模块输出的电能提供给储能模块。储能模块输出端连接关机和待机下的供电模块输入端和直流电压输出控制模块输入端。

显示器上电的工作原理：当显示器连接上交流输入后AC-DC电源模块默认输出高电压(显示器正常工作电压)，本实施例中的高电压是24V。高电压进入DC-DC开关模块后使DC-DC电源开关模块打开。DC-DC电源模块为直流-直流的降压电路，其正常降压后输出低电压(5V)给储能模块充电。储能模块的电源给显示器MCU模块供电。MCU工作后输出端输出一个控制电平关闭关机和待机下的供电模块工作，显示器正常工作。

显示器由正常工作转换为待机或关机装态的工作原理：为了使当显示器进入待机或者关机时显示器其它电路模块都不再消耗电能，只要让显示器MCU模块能正常工作就可以了，即显示器待机或关机时DC-DC电源模块停止工作。显示器进入待机或者关机状态后，直流电压输出控制模块其输入端和输出端分别连接显示器MCU模块输出端和AC-DC电源模块输入端，储能模块还能提供电能，显示器MCU模块输出端发出一个控制电平控制直流电压输出控制模块，直流电压输出控制模块驱动AC-DC电源模块，使AC-DC电源模块输出的直流电压降低。DC-DC开关模块为高电压工作，低电压进入DC-DC开关模块后就让DC-DC开关模块关闭DC-DC电源模块工作。DC-DC电源模块关闭后就不会有电能输出，这时显示器MCU模块由储能模块供电。然后显示器MCU模块输出端的发出控制电平打开关机和待机下的供电模块工作，关机和待机下的供电模块给储能模块充电，最终给显示器MCU供电。在待机和关机时停止了DC-DC电源模块的工作，DC-DC电源模块工作会产生能耗。显示器MCU模块将由DC-DC电源模块给储能模块充电切换为关机和待机下的供电模块给储能模块充电，储能模块供电给显示器MCU模块充电，显示器待机或关机时DC-DC电源模块停止工作后就进一步降低了显示器待机和关机下的功率。

进一步地，在本实用新型实施例中，结合图2，其中，储能模块为电容C30。电阻R23、电阻R21和芯片U3组成DC-DC开关模块；DC-DC电源模块为芯片U3和外围电路，U3型号为EUP3484A降压芯片；U1的是可控精密稳压源，U1型号为TL431；U2是光电耦合器，型号为PC817A。显示器上电的工作原理：显示器接通交流电后，AC-DC电源模块输出一个24V的电压，电容C3的正极输出一个24V的电压，24V的电压加到DC-DC电源模块U3的第2脚。同时也加到了R23的一端。R23、R21和U3组成DC-DC电源模块的开关模块。当输入高电压24V时经过R23和R21的分压后U3的7脚是高电压。7脚的高电压(开启U3的高电位)就使U3及周边元件组成的DC-DC电源模块正常工作。正常工作后输出电压经过二极管D4的正极，然后到二极管D4的负极，然后给C30充电。C30就是储能模块。C30的储能电源+5V给显示器MCU提供电能。

进一步地，直流电压输出控制模块包括第一开关管Q4、第二开关管Q3、可控稳压源U1、第一电阻R33、第二电阻R32、第三电阻R1以及第四电阻R3；第一开关管Q4的第一端连接显示器MCU模块的输出端(GPIO 2口)，第一开关管Q4的第一端经过第一电阻R33连接储能模块输出端(5V电源)，第一开关管Q4的第二端接地，第一开关管Q4的控制端连接第二开关管Q3的第一端，第一开关管Q4的控制端经过连接第二电阻R32接储能模块输出端(5V电源)；第二开关管Q3第二端经过分压电阻R2接地，第二开关管Q3第三端经过第三电阻R1连接AC-DC电源模块输出端(AC-DC电源模块输出端连接电感L1，R1连接的是电感L1输出端)，第二开关管的第一端经电阻经第二电阻R32连接储能模块输出端(5V电源)，第二开关管Q3第二端连接可控稳压源U1的第一端；第四电阻R3一端连接分压电阻R2后接地，另一端连接AC-DC电源模块输出端(R3连接的是电感L1输出端)，第四电阻R3和分压电阻的公共连接点连接AC-DC电源模块输入端。可控稳压源U1的第二端接地，可控稳压源U1的第三端依次经过光电耦合器U2和一电阻R5后连接AC-DC电源模块输出端。第四电阻R3一端连接分压电阻R2，第四电阻R3和分压电阻的公共连接点依次连接可控稳压源U1、光电耦合器U2、反馈芯片U4，经反馈芯片U4反馈调整AC-DC电源模块输出端的电压值。R1和R3并联，R3和R2串联，AC-DC电源模块输出的电压值由R2和R3的公共连接点电压决定，R2和R3起分压作用，直流电压输出控制模块工作时(显示器待机和关机时)，使AC-DC电源模块输出+5V电压；直流电压输出控制模块不工作时(显示器正常工作时)，AC-DC电源模块输出+24V电压。

储能单元输出端为+5V电压，+5V的电压同时也经过R32和R33的一端分别加到了第一开关管Q4的c极和b极，第二开关管Q3和第一开关管Q4都为NPN型三极管，第二开关管Q3和第一开关管Q4的第一、二、控制端都分别为b极、e极和c极。第一开关管Q4的b极和e极的高电位使第一开关管Q4的c极和e极饱和导通后使第二开关管Q3的b极和e极为低电位，然后使Q3的c极和e极截止。上电过程中Q3的c极和e极始终是截止的。保证了AC-DC模块的正常输出高电压24V。显示器MCU供电正常工作后GPIO 2输出高电位使Q4的c极和e极始终导通，Q3的c极和e极始终截止，显示器正常工作时，直流电压输出控制模块不工作。

进一步地，在本实用新型实施例中，关机和待机下的供电模块包括：第三开关管Q8、第四开关管Q7、第五开关管Q6、第六开关管Q5、第五电阻R37、第六电阻R36、第七电阻R35以及第八电阻R34；第三开关管Q8的第一端连接显示器MCU模块的输出端(GPIO 1口)，第三开关管Q8的第一端经过第五电阻R37连接储能单元输出端(+5V电压)，第一开关管Q8的第二端接地，第三开关管Q8的控制端连接至第第四开关管Q7的第一端，第三开关管Q8的控制端经过连接第六电阻R36接储能单元输出端(+5V电压)；第四开关管Q7的第二端接地，第四开关管Q7的控制端连接第五开关管Q6的第一端，第四开关管Q7的控制端经过第七电阻R35连接AC-DC电源模块输出端；第五开关管Q6的第二端接地，第五开关管Q6的控制端连接第六开关管Q5的第一端，第五开关管Q6的控制端经过第八电阻R34连接AC-DC电源模块输出端；第六开关管Q5的控制端连接AC-DC电源模块输出端，第六开关管Q5第二端接储能模块输入端。

第三开关管Q8、第四开关管Q7、第五开关管Q6和第六开关管Q5的第一、二、控制端都分别为b极、e极和c极，第三开关管Q8、第四开关管Q7、第五开关管Q6、第六开关管Q5都为NPN型三极管。储能单元输出端为+5V电压，+5V上电过程中通过第六电阻R36和第五电阻R37电阻的一端分别加到了Q8的c极和Q8的b极，使Q8的c和e极饱和导通，然后使Q7的b极是低电位，同时使Q7的c和e极截止。Q7的c和e截止后使Q6的b和e极是高电位，高电位是Q6的e和c极饱和导通，然后使Q5的b极和e极是低电位，然后使Q5的e极和c截止。Q5的e极和c极截止后就关闭了关机和待机下的供电模块关闭。

进一步地，在本实用新型实施例中，所述储能模块为储能电容，储能电容的负极接地，正极接显示器MCU模块电源端，正极接DC-DC电源模块输出端和关机和待机下的供电模块输出端。关机和待机下的供电模块输出端为第四开关管Q5第二端，DC-DC电源模块输出端经过二极管D4连接储能电容的正极。

进一步地，在本实用新型实施例中，第一开关管和第二开关管都为NPN型三极管；第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管都为NPN型三极管。

显示器由正常工作转换为待机或关机装态的电路工作原理：显示器进入关机或待机时，显示器MCU的GPIO 2口发出低电平加到了Q4的b极，然后使Q4的c和e极截止，然后使Q3的c和e极饱和导通。Q3的c和e极饱和导通后使电阻R1和R3组成电阻并联，然后使U1的采样电压提高，进而AC-DC电源模块的输出电压降低。低电压加到了R23的一端，经过R23和R21分压后使U3的7脚是一个低电位，使U3停止工作，二极管D4的正极无输出电压。DC-DC电源模块停止工作后显示器MCU模块的供电由C30提供，显示器MCU的GPIO 1口输出一个低电平，使Q8的c和e极截止，然后使Q7 c和e极饱和导通，然后使Q6的c和e极截止，然后使Q5的c和e极饱和导通。Q5的c和e极饱和导通后就使AC-DC电源模块输出的低电压接通了，然后就给C30电容充电。然后给显示器MCU供电。U3停止工作后减少了功耗，这样显示器进入待机和关机后状态后就降低了功耗。这样就降低了显示器在待机和关机状态的功率。

显示器由待机或关机状态转换为正常工作状态的电路工作原理：显示器从关机或者待机状态进入正常工作的过程和从正常工作转换为待机或者关机的过程相反。显示器MCU先由GPIO 1引脚发出一个高电平，然后使Q8的c e极饱和导通，然后使Q7的c e极截止，然后使Q6的c e极饱和导通，Q5的c e极截止。Q5的c e极截止后显示器MCU由C30供电。然后显示器MCU再由GPIO 2引脚输入一个高电平，使Q4的c e极饱和导通，Q3的c e极截止，R1和R3不再并联，AC-DC电源输出高电压(显示器正常工作电压24V)。

本实用新型的一种降低显示器待机和关机功率的方法原理，包括：提供直流电压输出控制模块，显示器进入关机或者待机时显示器MCU模块通过控制直流电压输出控制模块使AC-DC电源模块输出的直流电压的变低；DC-DC开关模块，AC-DC电源模块输出的直流电压的变低时其断开AC-DC电源模块和DC-DC电源模块之间的连接，其关闭DC-DC电源模块，使DC-DC电源模块不能给储能模块充电；储能模块，其给显示器MCU模块提供电能；关机和待机下的供电模块，显示器进入关机或者待机时显示器MCU模块控制其工作，其接收AC-DC电源模块输出的低直流电压后给储能模块充电；当显示器进入关机或者待机时，显示器MCU模块控制直流电压输出控制模块使AC-DC电源模块输出的直流电压的变低，同时控制关机和待机下的供电模块，将由DC-DC电源模块给储能模块充电切换为关机和待机下的供电模块给储能模块充电，储能模块供电给显示器MCU模块。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种降低显示器待机和关机功率的电路，其特征在于，包括：

AC-DC电源模块，用于将交流的市电转换为显示器需要的直流电；

DC-DC电源模块，其输出端连接储能模块输入端，用于将高电压的直流电转换为低压的直流电，并给储能模块供电；

DC-DC开关模块，其输入端和输出端分别连接AC-DC电源模块输出端和DC-DC电源模块输入端，用于控制AC-DC电源模块和DC-DC电源模块的通断，当显示器待机或关机时其关闭DC-DC电源模块；

储能模块，用于给显示器MCU模块供电；

直流电压输出控制模块，其输入端和输出端分别连接显示器MCU模块输出端和AC-DC电源模块输入端，用于控制AC-DC电源模块输出的直流电压的高低，其由显示器MCU模块控制；

关机和待机下的供电模块，其输入端和输出端分别连接AC-DC电源模块输出端和储能模块输入端，其输入端连接显示器MCU模块，用于当显示器待机或关机时将AC-DC电源模块输出的电能提供给储能模块，其由显示器MCU模块控制；

显示器MCU模块，当显示器进入关机或者待机时，其控制直流电压输出控制模块使AC-DC电源模块输出的直流电压的变低，进而DC-DC开关模块断开使DC-DC电源模块关闭，显示器MCU模块同时控制关机和待机下的供电模块将AC-DC电源模块输出的电能提供给储能模块。

2.根据权利要求1所述的降低显示器待机和关机功率的电路，其特征在于：直流电压输出控制模块包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和分压电阻；第一开关管的第一端连接显示器MCU模块的输出端，第一开关管的第一端经过第一电阻连接储能模块输出端，第一开关管的第二端接地，第一开关管的控制端连接第二开关管的第一端，第一开关管的控制端经过连接第二电阻接储能模块输出端；第二开关管第二端连接分压电阻后接地，第二开关管第三端经过第三电阻连接AC-DC电源模块输出端；第四电阻一端连接分压电阻后接地，另一端连接AC-DC电源模块输出端，第四电阻和分压电阻的公共连接点连接AC-DC电源模块输入端。

3.根据权利要求1或2所述的降低显示器待机和关机功率的电路，其特征在于：

关机和待机下的供电模块包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；第三开关管的第一端连接显示器输出端，第三开关管的第一端经过第五电阻连接储能模块输出端，第一开关管的第二端接地，第三开关管的控制端连接至第四开关管的第一端，第三开关管的控制端经过连接第六电阻接储能模块输出端；第四开关管的第二端接地，第四开关管的控制端连接第五开关管的第一端，第四开关管的控制端经过第七电阻连接AC-DC电源模块输出端；第五开关管的第二端接地，第五开关管的控制端连接第六开关管的第一端，第五开关管的控制端经过第八电阻连接AC-DC电源模块输出端；第六开关管的控制端连接AC-DC电源模块输出端，第六开关管第二端接储能模块输入端。

4.根据权利要求3所述的降低显示器待机和关机功率的电路，其特征在于：所述储能模块包括储能电容，储能电容的负极接地，正极接显示器MCU模块电源端，正极接DC-DC电源模块输出端和关机和待机下的供电模块输出端。

5.根据权利要求3所述的降低显示器待机和关机功率的电路，其特征在于：第一开关管和第二开关管都为NPN型三极管。

6.根据权利要求3所述的降低显示器待机和关机功率的电路，其特征在于：第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管都为NPN型三极管。

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