CN220961797U - 可降低电源静态功耗的负载检测电路 - Google Patents

Abstract

一种可降低电源静态功耗的负载检测电路，负载检测电路包括第一单向导通电路(101)、第一置高电平电路(103)、第一开关电路(102)，本实用新型无需依赖MCU维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，在有、无负载时都可以基于输入电源和输出电源共接的正极/负极以及负载的等效电阻产生翻转电平来告知MCU，MCU根据翻转的高电平即可知晓是否有负载接入从而控制自身是否进行休眠，休眠时无需维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，即使MCU休眠也不影响负载检测电路的照常工作，因此本实用新型可以在无负载时降低电源的静态功耗，而在负载接入后，通过负载形成的等效电阻即可触发MCU检测引脚上的电平翻转，从而使MCU唤醒恢复正常输出。

Description

可降低电源静态功耗的负载检测电路

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种可降低电源静态功耗的负载检测电路。

背景技术

目前，在电源行业，有很多场合，都会使用MCU去控制输出端的开关，常规的做法是保持开关一直在闭合状态，使输出端口一直保持输出。现有的保持输出端口持续输出的做法就需要MCU需要一直工作以维持开关的闭合，和维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，而维持电源内部的这些电路工作将会大大的增加了电源的静态功耗，在外部负载无连接的时候就会产生很大的能量浪费。另外，虽然也有提出对负载进行检测的方案，但是目前的负载检测，是依赖于正常的输出电源，还是需要依赖于MCU维持电源内部的电路工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可降低电源静态功耗的负载检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，构造一种可降低电源静态功耗的负载检测电路，应用于电源电路，所述电源电路包括MCU，所述MCU用于控制输入电源和输出电源的转换，所述输出电源用于为负载供电，所述输入电源和输出电源共正极，所述负载检测电路包括：

第一单向导通电路，包括第一端和第二端且仅允许电流从第一端流向第二端，所述第一单向导通电路的第一端连接所述输出电源的负极，在负载接入时通过负载的等效电阻实现与所述输出电源正极的连接从而导通；

第一置高电平电路，其第一端连接所述MCU的供电网络的正极；

第一开关电路，其第一端连接输入电源的负极，其第二端和所述第一置高电平电路的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚，且其受控端连接所述第一单向导通电路的第二端，所述第一开关电路用于在所述第一单向导通电路导通时导通从而使得所述MCU的检测引脚的电平从所述第一置高电平电路输出的高电平翻转为所述输入电源负极对应的低电平。

进一步地，在本实用新型所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路中，所述第一单向导通电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述输出电源的负极，所述第一二极管的负极连接所述第一开关电路的受控端。

进一步地，在本实用新型所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路中，所述第一开关电路包括NPN型的第一三极管、第一电阻、第二电阻，所述第一三极管的基极经由所述第一电阻连接至所述第一二极管的负极，所述第二电阻连接在所述第一三极管的基极和发射极之间，所述第一三极管的发射极连接所述输入电源的负极，所述第一三极管的集电极和所述第一置高电平电路的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚。

进一步地，在本实用新型所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路中，所述第一置高电平电路包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述MCU的供电网络的正极，所述第三电阻的第二端和所述第一开关电路的第二端共接经由第四电阻连接至所述MCU的检测引脚。

二方面，构造一种可降低电源静态功耗的负载检测电路，应用于电源电路，所述电源电路包括MCU，所述MCU用于控制输入电源和输出电源的转换，所述输出电源用于为负载供电，所述输入电源和输出电源共负极，所述负载检测电路包括：

第二单向导通电路，包括第一端和第二端且仅允许电流从第一端流向第二端，所述第二单向导通电路的第二端连接所述输出电源的正极，在负载接入时通过负载的等效电阻实现与所述输出电源负极的连接从而导通；

第二置高电平电路，其第一端连接所述MCU的供电网络的正极；

第二开关电路，其第一端连接输入电源的负极，其第二端和所述第二置高电平电路的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚，且其受控端连接所述第二单向导通电路的第一端，所述第二开关电路用于在所述第二单向导通电路导通时导通从而使得所述MCU的检测引脚的电平从所述第二置高电平电路输出的高电平翻转为所述输入电源负极对应的低电平。

进一步地，在本实用新型所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路中，所述第二单向导通电路包括第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述输出电源的正极，所述第二二极管的正极连接所述第二开关电路的受控端。

进一步地，在本实用新型所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路中，所述第二开关电路包括PNP型的第二三极管、NPN型的第三三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻，所述第二三极管的发射极连接所述MCU的供电网络的正极，所述第二三极管的基极经由所述第五电阻连接至所述第二二极管的正极，所述第六电阻连接在所述第二三极管的基极和发射极之间，所述第三三极管的基极经由所述第七电阻连接所述第二三极管的集电极，所述第八电阻连接在所述第三三极管的基极和发射极之间，所述第三三极管的发射极连接所述输入电源的负极，所述第三三极管的集电极和所述第二置高电平电路的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚。

进一步地，在本实用新型所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路中，所述第二置高电平电路包括第九电阻，所述第九电阻的第一端连接所述MCU的供电网络的正极，所述第九电阻的第二端和所述第二开关电路的第二端共接经由第十电阻连接至所述MCU的检测引脚。

本实用新型的可降低电源静态功耗的负载检测电路，具有以下有益效果：本实用新型的负载检测无需依赖MCU维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，在有、无负载时都可以基于输入电源和输出电源共接的正极/负极以及负载的等效电阻产生翻转电平来告知MCU，MCU根据翻转的高电平即可知晓是否有负载接入从而控制自身是否进行休眠，休眠时无需维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，即使MCU休眠也不影响负载检测电路的照常工作，因此本实用新型可以在无负载时降低电源的静态功耗，而在负载接入后，通过负载形成的等效电阻即可触发MCU检测引脚上的电平翻转，从而使MCU唤醒恢复正常输出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

本实施例的可降低电源静态功耗的负载检测电路应用于电源电路，所述电源电路包括MCU，所述MCU用于控制输入电源和输出电源的转换，比如维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，所述输出电源用于为负载供电。图1中Load+与Load-分别为输出电源的正、负极，GND是输入电源的负极也即输入电源的地。本实施例中，所述输入电源和输出电源共正极，MCU的供电网络是从输入电源取电，VCC表示MCU的供电网络的正极，MCU的供电网络的负极是GND，也即输入电源的负极，输入电源和输出电源共正极意味着Load+和输入电源的正极(图未示)共接。

参考图1，本实施例的所述负载检测电路包括第一单向导通电路101、第一置高电平电路103和第一开关电路102。

第一单向导通电路101，包括第一端和第二端且仅允许电流从第一端流向第二端，所述第一单向导通电路101的第一端连接所述输出电源的负极，在负载接入时通过负载的等效电阻实现与所述输出电源正极的连接从而导通。

第一置高电平电路103，其第一端连接所述MCU的供电网络的正极VCC。

第一开关电路102，其第一端连接输入电源的负极，其第二端和所述第一置高电平电路103的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚，且其受控端连接所述第一单向导通电路101的第二端，所述第一开关电路102用于在所述第一单向导通电路101导通时导通从而使得所述MCU的检测引脚的电平从所述第一置高电平电路103输出的高电平翻转为所述输入电源负极对应的低电平。

具体来说，所述第一单向导通电路101包括第一二极管D1，第一二极管D1的正极即第一单向导通电路101的第一端，第一二极管D1的负极即第一单向导通电路101的第二端。所述第一开关电路102包括NPN型的第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2，第一三极管Q1的发射极即第一开关电路102的第一端，第一三极管Q1的集电极即第一开关电路102的第二端，第一三极管Q1的基极即第一开关电路102的受控端。所述第一置高电平电路103包括第三电阻R3，第三电阻R3的第一端即所述第一置高电平电路103的第一端，第三电阻R3的第二端即所述第一置高电平电路103的第二端。

所述第一二极管D1的正极连接所述输出电源的负极，所述第三电阻R3的第一端连接所述MCU的供电网络的正极VCC，所述第一三极管Q1的基极经由所述第一电阻R1连接至所述第一二极管D1的负极，所述第二电阻R2连接在所述第一三极管Q1的基极和发射极之间，所述第一三极管Q1的发射极连接所述输入电源的负极，所述第一三极管Q1的集电极和所述第三电阻R3的第二端共接后经由第四电阻R4连接至MCU的检测引脚。

本实施例利用负载接入时形成的等效电阻RL，形成电流回路，驱动三极管Q1导通，使MCU检测引脚电平信号形成翻转，完成负载接入检测，具体工作原理是：

当没接负载时，即负载形成的等效电阻RL断开，二极管D1的2脚悬空，三极管Q1的1脚电压会被电阻R2拉到低电平，三极管Q1的2、3脚不导通，此时MCU的引脚会被VCC通过R3、R4电阻拉到高电平，此时MCU检测到高电平即可进入休眠状态，比如说可以停止维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，即无需保证输出电源的提供；

当接入负载时，二极管D1的2脚通过负载的等效电阻RL接到Load+，虽然这个时候MCU在休眠，输出电源没能提供，但是因为输入电源和输出电源共接，所以二极管D1的2脚实际上通过负载的等效电阻RL接到输入电源的正极，此时输入电源正极就会经过负载、二极管D1、电阻R1之后使三极管Q1导通，从而使MCU引脚上的电平被拉到低电平，MCU引脚上的电平由高电平翻转为低电平就可以触发到负载接入的识别，MCU可以退出休眠，重新维持输出电源的转换工作。

实施例二

本实施例的应用场景与实施例一有些许不同，本实施例是用于输入电源和输出电源共负极的应用场景。

参考图2，Load+与Load-分别为输出电源的正、负极，GND是输入电源的负极也即输入电源的地。本实施例中，所述输入电源和输出电源共正极，MCU的供电网络是从输入电源取电，VCC表示MCU的供电网络的正极，MCU的供电网络的负极是GND，也即输入电源的负极。输入电源和输出电源共负极即意味着GND和Load-共接。

本实施例的所述负载检测电路包括：

第二单向导通电路201，包括第一端和第二端且仅允许电流从第一端流向第二端，所述第二单向导通电路201的第二端连接所述输出电源的正极，在负载接入时通过负载的等效电阻实现与所述输出电源负极的连接从而导通；

第二置高电平电路203，其第一端连接所述MCU的供电网络的正极VCC；

第二开关电路202，其第一端连接输入电源的负极，其第二端和所述第二置高电平电路203的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚，且其受控端连接所述第二单向导通电路201的第一端，所述第二开关电路202用于在所述第二单向导通电路201导通时导通从而使得所述MCU的检测引脚的电平从所述第二置高电平电路203输出的高电平翻转为所述输入电源负极对应的低电平。

具体来说，所述第二单向导通电路201包括第二二极管D2，第二二极管D2的正极即第二单向导通电路201的第一端，第二二极管D2的负极即第二单向导通电路201的第二端。所述第二开关电路202包括PNP型的第二三极管Q2、NPN型的第三三极管Q3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8，第三三极管Q3的发射极即第二单向导通电路201的第一端，第三三极管Q3的集电极即第二单向导通电路201的第二端，第二三极管Q2、第三三极管Q3组成级联开关，第三三极管Q3受控于第二三极管Q2，所以第二三极管Q2的基极即第二单向导通电路201的受控端。所述第二置高电平电路203包括第九电阻R9，第九电阻R9的第一端即所述第二置高电平电路203的第一端，第九电阻R9的第二端即所述第二置高电平电路203的第二端。

所述第二二极管D2的负极连接所述输出电源的正极，所述第九电阻R9的第一端连接所述MCU的供电网络的正极VCC，所述第二三极管Q2的发射极连接所述MCU的供电网络的正极VCC，所述第二三极管Q2的基极经由所述第五电阻R5连接至所述第二二极管D2的正极，所述第六电阻R6连接在所述第二三极管Q2的基极和发射极之间，所述第三三极管Q3的基极经由所述第七电阻R7连接所述第二三极管Q2的集电极，所述第八电阻R8连接在所述第三三极管Q3的基极和发射极之间，所述第三三极管Q3的发射极连接所述输入电源的负极，所述第三三极管Q3的集电极和所述第二置高电平电路203的第二端共接后经由第十电阻R10连接至所述MCU的检测引脚。

本实施例的具体工作原理是：

当没接负载时，即负载形成的等效电阻RL断开，二极管D1的1脚悬空，三极管Q1的1脚电压会被电阻R2拉到与三极管Q1的2脚电压一致，三极管Q1的2、3脚不导通，三极管Q2的1脚电压被电阻R4拉到地电平，三极管Q2关断，此时MCU的引脚会被VCC通过R5、R6电阻拉到高电平，此时MCU检测到高电平即可进入休眠状态，比如说可以停止维持电源内部的DC/DC或AC/DC转换，即无需保证输出电源的提供；

当接入负载时，二极管D1的1脚通过负载的等效电阻RL接到Load-，由于输入电源和输出电源是共负极，则Load-的电平为低电平，此时就会从VCC经过R2、电阻R1、二极管D1、负载等效电阻RL形成电流回路，从而使三极管Q1的2脚与1脚之间形成压差而导通，三极管Q1导通之后，VCC就会把R3的1脚电平拉至高电平，从而使三极管Q2的2、3脚导通，最终使MCU引脚上的电平被拉到低电平，MCU引脚上的电平由高电平翻转为低电平就可以触发到负载接入的识别，MCU可以退出休眠，重新维持输出电源的转换工作。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。需要说明的是，本文所述“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种可降低电源静态功耗的负载检测电路，应用于电源电路，所述电源电路包括MCU，所述MCU用于控制输入电源和输出电源的转换，所述输出电源用于为负载供电，所述输入电源和输出电源共正极，其特征在于，所述负载检测电路包括：

第一单向导通电路(101)，包括第一端和第二端且仅允许电流从第一端流向第二端，所述第一单向导通电路(101)的第一端连接所述输出电源的负极，在负载接入时通过负载的等效电阻实现与所述输出电源正极的连接从而导通；

第一置高电平电路(103)，其第一端连接所述MCU的供电网络的正极(VCC)；

第一开关电路(102)，其第一端连接输入电源的负极，其第二端和所述第一置高电平电路(103)的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚，且其受控端连接所述第一单向导通电路(101)的第二端，所述第一开关电路(102)用于在所述第一单向导通电路(101)导通时导通从而使得所述MCU的检测引脚的电平从所述第一置高电平电路(103)输出的高电平翻转为所述输入电源负极对应的低电平。

2.根据权利要求1所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路，其特征在于，所述第一单向导通电路(101)包括第一二极管(D1)，所述第一二极管(D1)的正极连接所述输出电源的负极，所述第一二极管(D1)的负极连接所述第一开关电路(102)的受控端。

3.根据权利要求2所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路，其特征在于，所述第一开关电路(102)包括NPN型的第一三极管(Q1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)，所述第一三极管(Q1)的基极经由所述第一电阻(R1)连接至所述第一二极管(D1)的负极，所述第二电阻(R2)连接在所述第一三极管(Q1)的基极和发射极之间，所述第一三极管(Q1)的发射极连接所述输入电源的负极，所述第一三极管(Q1)的集电极和所述第一置高电平电路(103)的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚。

4.根据权利要求1所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路，其特征在于，所述第一置高电平电路(103)包括第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)的第一端连接所述MCU的供电网络的正极(VCC)，所述第三电阻(R3)的第二端和所述第一开关电路(102)的第二端共接经由第四电阻(R4)连接至所述MCU的检测引脚。

5.一种可降低电源静态功耗的负载检测电路，应用于电源电路，所述电源电路包括MCU，所述MCU用于控制输入电源和输出电源的转换，所述输出电源用于为负载供电，所述输入电源和输出电源共负极，其特征在于，所述负载检测电路包括：

第二单向导通电路(201)，包括第一端和第二端且仅允许电流从第一端流向第二端，所述第二单向导通电路(201)的第二端连接所述输出电源的正极，在负载接入时通过负载的等效电阻实现与所述输出电源负极的连接从而导通；

第二置高电平电路(203)，其第一端连接所述MCU的供电网络的正极(VCC)；

第二开关电路(202)，其第一端连接输入电源的负极，其第二端和所述第二置高电平电路(203)的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚，且其受控端连接所述第二单向导通电路(201)的第一端，所述第二开关电路(202)用于在所述第二单向导通电路(201)导通时导通从而使得所述MCU的检测引脚的电平从所述第二置高电平电路(203)输出的高电平翻转为所述输入电源负极对应的低电平。

6.根据权利要求5所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路，其特征在于，所述第二单向导通电路(201)包括第二二极管(D2)，所述第二二极管(D2)的负极连接所述输出电源的正极，所述第二二极管(D2)的正极连接所述第二开关电路(202)的受控端。

7.根据权利要求6所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路，其特征在于，所述第二开关电路(202)包括PNP型的第二三极管(Q2)、NPN型的第三三极管(Q3)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)，所述第二三极管(Q2)的发射极连接所述MCU的供电网络的正极(VCC)，所述第二三极管(Q2)的基极经由所述第五电阻(R5)连接至所述第二二极管(D2)的正极，所述第六电阻(R6)连接在所述第二三极管(Q2)的基极和发射极之间，所述第三三极管(Q3)的基极经由所述第七电阻(R7)连接所述第二三极管(Q2)的集电极，所述第八电阻(R8)连接在所述第三三极管(Q3)的基极和发射极之间，所述第三三极管(Q3)的发射极连接所述输入电源的负极，所述第三三极管(Q3)的集电极和所述第二置高电平电路(203)的第二端共接后连接至所述MCU的检测引脚。

8.根据权利要求5所述的可降低电源静态功耗的负载检测电路，其特征在于，所述第二置高电平电路(203)包括第九电阻(R9)，所述第九电阻(R9)的第一端连接所述MCU的供电网络的正极(VCC)，所述第九电阻(R9)的第二端和所述第二开关电路(202)的第二端共接经由第十电阻(R10)连接至所述MCU的检测引脚。