CN216290650U - 一种零待机功耗开关电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及变压电路领域，尤其是涉及一种零待机功耗开关电路；包括主供电模块，所述主供电模块包括调节芯片，主供电模块还包括零待机子模块和变压供电子模块；所述调节芯片设置有零待机引脚；所述零待机子模块包括电阻器R14和电容C4；所述变压供电子模块包括变压单元和芯片供电单元，所述变压单元连接有输入绕组、第一输出绕组和第二输出绕组，所述第一输出绕组通过所述芯片供电单元与所述调节芯片耦接。本申请有益效果：通过第一输出绕组输出电流，流经芯片供电单元为调节芯片供电，外部对零待机子模块发送高电平后输入零待机引脚，实现开关电路的零待机功耗。

Description

一种零待机功耗开关电路

技术领域

本申请涉及变压电路的技术领域，尤其是涉及一种零待机功耗开关电路。

背景技术

全球气候变暖，节能减排已经成为国家工作的重中之重，如今科技的发展，涉电产品都往智能化的方向发展，长时间耗电工作的产品也相继而至，伴随而来的就是更多的能源耗费，高效率、低功耗已经成为产品在研发过程中必须考虑的重要因素。

随着互联网时代的发展，智能断路器是构成智能电网的重要器件。用户可通过手机连接智能断路器的方式，通过app查询家中用电设备情况，智能断路器中的开关电路用于控制连接手机的通信电路的工作状态，且为连接手机的通信电路供电，开关电路在通信电路不需要工作时，开关电路中包含主供电模块，主供电模块的调节芯片会使主供电模块暂停供电，此时开关电路进入待机模式，在处于待机模式时，还需要为主供电模块中的调节芯片持续供电，耗电量虽然很小，对个人影响不大，但如果全球待机使用的电量能省去，每小时可以省下的电量还是非常可观的。

因此，发明人认为现有开关电路在待机时的耗电情况有待解决。

实用新型内容

为了克服现有的开关电路待机状态时仍需耗电的问题，本申请提供一种零待机功耗开关电路。

本申请提供的一种零待机功耗电路采用如下的技术方案：

一种零待机功耗开关电路，包括主供电模块，所述主供电模块包括调节芯片，还包括零待机子模块和变压供电子模块；所述调节芯片设置有零待机引脚；所述零待机子模块包括电阻器R14和电容C4，所述电阻器R14的一端与所述电容C4的一端连接后接地，所述电阻器R14的另一端与所述零待机引脚连接；所述变压供电子模块包括变压单元和芯片供电单元，所述变压单元设置有输入绕组、第一输出绕组和第二输出绕组，所述第一输出绕组通过所述芯片供电单元与所述调节芯片耦接。

通过采用上述技术方案，变压供电子模块通过变压单元的变压操作，将输入绕组一侧的高压电压转化为第一输出绕组的调节芯片所需要的电压，第一输出绕组的输出电压可通过改变第一输出绕组与输入绕组的匝数比控制，将输入绕组的高压电转化为第二输出绕组的低压电。零待机子模块接收外界的MCU的I/O口发送的高电平信号后，将信号传送到用于控制调节芯片待机的ZC引脚，调节芯片接收到高电平后暂停运作，进入待机模式，达到了便捷更改调节芯片的供电电压，降低供电电压调节的难度，更好的控制调节芯片实现零功耗的效果。

优选的，所述芯片供电单元包括二极管D3、电阻器R8、电阻器R10、电阻器R11、电阻器R13、电容EC5和电容C3，所述变压单元第一输出绕组的第一输出脚与二极管D3的阳极连接，所述变压单元第一输出绕组的第二输出脚接地，所述电阻器R8的一端与二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极与电阻器R10的一端连接，所述电阻器R10的另一端与调节芯片的第一输入端连接，所述电阻器R10的与电容EC5的一端连接，所述电容EC5的另一端接地，所述第一输出绕组的第一输出脚与电阻器R8的一端连接，所述电阻器R8的另一端与电阻器R11的一端连接，所述电阻器R11的另一端与调节芯片的第二输入端连接，所述电阻器R11的另一端与电阻器R13的一端连接，所述电阻器R13的另一端接地，所述电容C3的一端与电阻器R13的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻器R13的另一端连接。

通过采用上述技术方案，从变压单元输入绕组输入电压，从第一输出绕组输出，流经芯片供电单元，经过限流分压后，流入调节芯片输入端，通过更改两个变压器绕组之间的匝数比，达到改变电压值，给调节芯片供电的效果。

优选的，所述主供电模块包括输入子模块，所述输入子模块包括电压输入单元、整流单元和第一滤波单元，所述电压输入单元与整流单元连接，所述整流单元与第一滤波单元连接。

通过采用上述技术方案，输入子模块是主供电模块的输入端，外界的高压交流电从输入子模块的电压输入单元输入主供电模块。

优选的，所述主供电模块包括输出子模块，所述输出子模块包括电阻器R1、电阻器R2、二极管D1、二极管D2、电容EC3、电容EC4和电阻器R5，所述变压单元第一输出绕组一端与电阻器R1连接，所述电阻器R1与电阻器R2并联后连接电容C1，电阻R1的一端连接二极管D1的阳极，电容C1的一端连接二极管D1的阴极，所述二极管D2的阳极与二极管D1的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，所述电容EC3的一端与电容EC4的一端连接，所述电容EC3的另一端与电容EC4的另一端连接，所述电容EC4的一端与电阻器R5的一端连接，所述电容EC4的另一端与电阻器R5的另一端连接，所述电阻器R5的另一端接地，所述电容EC3的一端与二极管D1的阴极第一输出绕组的一端连接耦接，所述电容EC3的另一端与第一输出绕组的另一端耦接。

通过采用上述技术方案，第二滤波单元用于令主供电模块电路的输出端的电压更为稳定，电容EC3与电容EC4并联是为了增加容值，达到储存能量，提高带载能力的效果。

优选的，所述电压输入单元包括熔断器F1、压敏电阻器MOV1和熔断器FR1，所述熔断器F1一端连接输入火线，所述熔断器F1另一端与压敏电阻MOV1一端连接，压敏电阻的另一端接零线，所述压敏电阻另一端与熔断器FR1一端连接。

通过采用上述技术方案，压敏电阻MOV1用于防护因为电力供应系统的瞬时电压突变所可能对电路的伤害，达到防止过大的瞬时电压破坏或干扰电路其他的元器件的效果。

优选的，所述整流单元一端与电压输入单元连接，所述输入子模块包括整流单元，所述整流单元包括整流桥DB1。

通过采用上述技术方案，交流电压通过整流桥DB1内置二极管的单向传导，达到将交流电压转换为直流电压的效果。

优选的，所述第一滤波单元的一端与整流单元的另一端连接，所述第一滤波单元包括电容EC1与电容EC2相互并联，电容EC1一端接地。

通过采用上述技术方案，电容EC1与电容EC2并联增加容值，电容的设置达到储存能量，提高带载能力的效果。

优选的，所述主供电模块包括RCD吸收子模块，所述RCD吸收子模块包括电阻器R3、电阻器R4、电阻器R6、电阻器R7、电容C2和二极管D4，所述电阻器R4的端与所述第一滤波单元耦接，所述电阻器R4与所述电阻器R7串联，所述电阻器R4与所述电阻器R3并联，所述电阻器R3与所述电容C2并联；所述电阻器R7与所述电阻器R6并联，所述电阻器R6的一端与所述电阻器R3的一端连接；所述电阻器R4的一端与所述输入绕组的一端连接，所述输入绕组的另一端与二极管D4的阳极连接，所述二极管D4的阴极与所述电阻器R7串联。

通过采用上述技术方案，RCD吸收子模块用于吸收尖峰电压，减少尖峰电压对电路元器件的影响，电阻器R6和电阻器R7用于减少因调节芯片内MOS管通断产生的振荡，达到了保护电路元器件与缩短振荡时间的效果。

优选的，所述主供电模块包括过流保护子模块，所述过流保护子模块与调节芯片连接，所述过流保护子模块包括电阻器R9和电阻器R12，所述电阻器R9与R12并联后一端接地，另一端与调节芯片连接。

通过采用上述技术方案，过流保护子模块用于为调节芯片与连接调节芯片的模块单元，达到保护电路元器件的效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.开关电路进入待机状态，外界发送高电平，经零待机子模块后发送到调节芯片，调节芯片暂停运作，使主供电模块暂停对通信电路供电，达到零待机功耗的效果。

2.变压单元一侧的输入绕组接收到高压直流电，于第一输出绕组处输出调节芯片供电用的直流电，通过调整变压单元一侧的第一输出绕组的匝数，调整第一输出绕组输出调节芯片所需的电压值，再传输送到调节芯片，达到了调节芯片输入电压可调节，给调节芯片供电的效果。

附图说明

图1为本申请实施例的主供电模块的功能电路图。

图2为本申请实施例的零待机子模块电路图。

图3为本申请实施例的输入子模块电路图。

图4为本申请实施例的输出子模块电路图。

附图标记说明：1、调节芯片；2、输入子模块；21、电压输入单元；22、整流单元；23、第一滤波单元；3、RCD吸收子模块；4、零待机子模块；5、变压供电子模块；6、输出子模块；7、过流保护子模块。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种零待机功耗开关电路，参照图1和图2，一种零待机功耗开关电路，包括主供电模块，主供电模块用于接收外界输入的电能。主供电模块包括调节芯片1、输入子模块2、RCD吸收子模块3、零待机子模块4、变压供电子模块5、过流保护子模块7和输出子模块6。调节芯片1型号包括但不限于采用PN6367。

参照图3，输入子模块2包括电压输入单元21、整流单元22和第一滤波单元23，电压输入单元21与整流单元22连接，整流单元22与第一滤波单元23连接。电压输入单元21包括熔断器F1、压敏电阻器MOV1和熔断器FR1，熔断器F1的一端连接输入火线，熔断器F1的另一端与压敏电阻MOV1的一端连接，压敏电阻的另一端接零线，压敏电阻的另一端与熔断器FR1的一端连接。

外界输入的高压交流电流入电压输入单元21，熔断器F1和熔断器FR1起到过流保护的作用，防止输入的电流值超过设备额定电流而损坏设备，压敏电阻MOV1起到一定的分流作用。整流单元22采用整流芯片，整流芯片的型号采用ABS210。整流芯片的第二引脚与熔断器F1另一端连接，整流芯片的第三引脚与熔断器FR1另一端连接，高压交流电通过整流桥DB1，在整流桥DB1的输出端输出高压直流电。第一滤波单元23包括电容EC1与电容EC2并联，电容EC1一端接地，整流单元22的第一引脚与电容EC1另一端连接，整流单元22的第二引脚与电容EC1的一端连接。

参照图3，主供电模块包括RCD吸收子模块3，主供电模块包括RCD吸收子模块3，RCD吸收子模块3包括电阻器R3、电阻器R4、电阻器R6、电阻器R7、电容C2和二极管D4。电阻器R4的一端与第一滤波单元23耦接，电阻器R4与电阻器R7串联，电阻器R4与电阻器R3并联，电阻器R3与电容C2并联；电阻器R7与电阻器R6并联，电阻器R6的一端与电阻器R3的一端连接电阻器R4的一端与输入绕组的一端连接，输入绕组的另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与电阻器R7串联。当调节芯片1进入工作状态会产生尖峰电压，产生的尖峰电压由电阻器R3、电阻器R4和电容C2组成的并联回路吸收，从而减少尖峰电压损坏电路元器件的情况，起到保护电路元器件的作用。调节芯片1内部的MOS管实施通断动作时会产生振荡，电阻器R6和电阻器R7的设置用于缩短振荡时间。电阻器R3与电阻器R4的并联是因为流过电阻器的电流大，其中电阻器R3和电阻器R4的额定功率均是0.25W。当工作的功率大于0.25W，电阻器会发烫甚至烧坏，为改善此情况将两个电阻器并联，提高功率因素，电阻器R6与电阻器R7同样是两个电阻器并联，提高功率因素。

参照图1，芯片供电单元包括二极管D3、电阻器R8、电阻器R10、电阻器R11、电阻器R13、电容EC5和电容C3，变压单元第一输出绕组的第一输出脚与二极管D3的阳极连接，变压单元第一输出绕组的第二输出脚接地，电阻器R8的一端与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与电阻器R10的一端连接，电阻器R10的另一端与调节芯片1的第一输入端连接，电阻器R10的与电容EC5的一端连接，电容EC5的另一端接地，第一输出绕组的第一输出脚与电阻器R8的一端连接，电阻器R8的另一端与电阻器R11的一端连接，电阻器R11的另一端与调节芯片1的第二输入端连接，电阻器R11的另一端与电阻器R13的一端连接，电阻器R13的另一端接地，电容C3的一端与电阻器R13的一端连接，电容C3的另一端与电阻器R13的另一端连接。经整流单元22输出的高压直流电，流入变压单元一侧的输入绕组，经变压单元变压后，从变压单元另一侧的第一输出绕组输出芯片所需的直流电压，第一输出绕组的输出电压根据芯片需要的输入电压而设定，通过设定输入绕组与第一输出绕组的匝数比，从而可得到芯片需要的输入电压，比起直接接入第二输出绕组输出的12V电压更灵活。电阻器R10为限流电阻器，防止过大的电流导致调节芯片1的工作异常，钳位电压电路由R8、R11和R13组成，用于钳位输出电压。

参照图4，主供电模块包括输出子模块6，输出子模块6包括电阻器R1、电阻器R2、二极管D1、二极管D2、电容EC3、电容EC4和电阻器R5，变压单元第一输出绕组一端与电阻器R1连接，电阻器R1与电阻器R2并联后连接电容C1，电阻R1的一端连接二极管D1的阳极，电容C1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D2的阳极与二极管D1的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，电容EC3的一端与电容EC4的一端连接，电容EC3的另一端与电容EC4的另一端连接，电容EC4的一端与电阻器R5的一端连接，电容EC4的另一端与电阻器R5的另一端连接，电阻器R5的另一端接地，电容EC3的一端与二极管D1的阴极第一输出绕组的一端连接耦接，电容EC3的另一端与第一输出绕组的另一端耦接。电阻器R1、电阻器R2和电容C1的设置是为了抑制浪涌电压对二极管的影响，以保护二极管耐压不足引起的损坏。为了达到保护作用的阻值，设置电阻器R1与电阻器R2并联。第二滤波单元用于过滤杂波，稳定变压单元第二输出绕组输出过来的电压，经滤波后，将电压从主供电模块的输出端输出至外部的通信电路。

参照图1和2，调节芯片1设置有零待机引脚，零待机引脚为ZC引脚。零待机子模块4包括电阻器R14和电容C4，电阻器R14一端与外界用于控制智能断路器的MCU的I/O口连接，电阻器R14另一端与电容C4一端连接后接地，电阻器R14另一端与调节芯片1的零待机引脚连接。外界MCU的I/O口为MCU的控制信号端，控制信号端发出高电平，经电阻器R14的限流，输送到调节芯片1ZC引脚，当ZC引脚接收到高电平，调节芯片1暂停工作，开关电路进入零功耗待机状态。

参照图1，主供电模块包括过流保护子模块7，过流保护子模块7与调节芯片1连接，过流保护子模块7包括电阻器R9和电阻器R12，电阻器R9与R12并联后一端接地，另一端与调节芯片1连接。当调节芯片1工作时，调节芯片1的SW引脚与CS引脚接通，当连接SW引脚的电路电流超过调节芯片1额定值时，过流保护子模块7起到保护调节芯片1的作用。

本申请实施例的实施原理为：外界高压交流电传输到电压输入单元21，电压输入单元21将电压传输到整流单元22，将高压交流电压转化成高压直流电压后，第一滤波单元23过滤高压直流电的杂波，通过改变输入绕组与第一输出绕组的匝数比来控制输出电压，将高压直流电压转化成调节芯片1所需的供电电压值，第一输出绕组输出给调节芯片1供电的直流电，通过控制输入绕组与第二输出绕组的匝数比，向外部通信电路供电。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种零待机功耗开关电路，包括主供电模块，所述主供电模块包括调节芯片(1)，其特征在于，零待机功耗开关电路还包括零待机子模块(4)和变压供电子模块(5)；所述调节芯片(1)设置有零待机引脚；所述零待机子模块(4)包括电阻器R14和电容C4，所述电阻器R14的一端与所述电容C4的一端连接后接地，所述电阻器R14的另一端与所述零待机引脚连接；所述变压供电子模块(5)包括变压单元和芯片供电单元，所述变压单元连接有输入绕组、第一输出绕组和第二输出绕组，所述第一输出绕组通过所述芯片供电单元与所述调节芯片(1)耦接。

2.根据权利要求1所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述芯片供电单元包括二极管D3、电阻器R8、电阻器R10、电阻器R11、电阻器R13、电容EC5和电容C3，所述变压单元第一输出绕组的第一输出脚与二极管D3的阳极连接，所述变压单元第一输出绕组的第二输出脚接地，所述电阻器R8的一端与二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极与电阻器R10的一端连接，所述电阻器R10的另一端与调节芯片(1)的第一输入端连接，所述电阻器R10的与电容EC5的一端连接，所述电容EC5的另一端接地，所述第一输出绕组的第一输出脚与电阻器R8的一端连接，所述电阻器R8的另一端与电阻器R11的一端连接，所述电阻器R11的另一端与调节芯片(1)的第二输入端连接，所述电阻器R11的另一端与电阻器R13的一端连接，所述电阻器R13的另一端接地，所述电容C3的一端与电阻器R13的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻器R13的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述主供电模块包括输入子模块(2)，所述输入子模块(2)包括电压输入单元(21)、整流单元(22)和第一滤波单元(23)，所述电压输入单元(21)与整流单元(22)耦接，所述整流单元(22)与第一滤波单元(23)耦接。

4.根据权利要求1所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述主供电模块包括输出子模块(6)，所述输出子模块(6)包括电阻器R1、电阻器R2、二极管D1、二极管D2、电容EC3、电容EC4和电阻器R5，所述变压单元第一输出绕组一端与电阻器R1连接，所述电阻器R1与电阻器R2并联后连接电容C1，电阻R1的一端连接二极管D1的阳极，电容C1的一端连接二极管D1的阴极，所述二极管D2的阳极与二极管D1的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，所述电容EC3的一端与电容EC4的一端连接，所述电容EC3的另一端与电容EC4的另一端连接，所述电容EC4的一端与电阻器R5的一端连接，所述电容EC4的另一端与电阻器R5的另一端连接，所述电阻器R5的另一端接地，所述电容EC3的一端与二极管D1的阴极第一输出绕组的一端连接耦接，所述电容EC3的另一端与第一输出绕组的另一端耦接。

5.根据权利要求3所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述电压输入单元(21)包括熔断器F1、压敏电阻器MOV1和熔断器FR1，所述熔断器F1的一端连接输入火线，所述熔断器F1的另一端与压敏电阻MOV1的一端连接，压敏电阻的另一端接零线，所述压敏电阻的另一端与熔断器FR1的一端连接。

6.根据权利要求3所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述整流单元(22)的一端与电压输入单元(21)连接，所述输入子模块(2)包括整流单元(22)，所述整流单元(22)包括整流桥DB1。

7.根据权利要求3所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述第一滤波单元(23)的一端与整流单元(22)的另一端连接，所述第一滤波单元(23)包括电容EC1与电容EC2相互并联，电容EC1一端接地。

8.根据权利要求3所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述主供电模块包括RCD吸收子模块(3)，所述RCD吸收子模块(3)包括电阻器R3、电阻器R4、电阻器R6、电阻器R7、电容C2和二极管D4；所述电阻器R4的一端与所述第一滤波单元(23)耦接，所述电阻器R4与所述电阻器R7串联，所述电阻器R4与所述电阻器R3并联，所述电阻器R3与所述电容C2并联；所述电阻器R7与所述电阻器R6并联，所述电阻器R6的一端与所述电阻器R3的一端连接；所述电阻器R4的一端与所述输入绕组的一端连接，所述输入绕组的另一端与二极管D4的阳极连接，所述二极管D4的阴极与所述电阻器R7串联。

9.根据权利要求1所述的一种零待机功耗开关电路，其特征在于，所述主供电模块包括过流保护子模块(7)，所述过流保护子模块(7)与调节芯片(1)连接，所述过流保护子模块(7)包括电阻器R9和电阻器R12，所述电阻器R9与R12并联后一端接地，另一端与调节芯片(1)连接。

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