TWI633426B - 供電系統及供電方法 - Google Patents

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Abstract

一種供電系統,包括第一供電模組、連接所述第一供電模組之控制模組及連接所述控制模組之MCU,所述MCU用於連接電子設備,所述MCU用於在所述第一供電模組供電正常時開啟所述第一供電模組,所述MCU用於偵測所述電子設備之運行模式,所述MCU還用於在偵測到所述電子設備之運行模式為待機模式時發送第一信號給所述控制模組,所述控制模組用於接收到所述第一信號後關閉所述第一供電模組。本發明還提供一種供電方法。

Description

供電系統及供電方法
本發明涉及一種供電系統及方法,尤指應用於電子設備之供電系統及方法。
視訊會議之相關產品正於不斷之蓬勃發展中,例如一些電話會議電話機,廣泛應用於工作中。目前市面上之這一類之產品,均是藉由使用外接適配器來提供電源供電。然而,當這類產品不需要使用而進行待機時,仍然會消耗交流電源,從而產生不必要之浪費。
鑒於以上,有必要提供一種於待機時減少功耗之供電系統及方法。
一種供電系統,包括第一供電模組、連接所述第一供電模組之控制模組及連接所述控制模組之MCU,所述MCU用於連接電子設備,所述MCU用於在所述第一供電模組供電正常時開啟所述第一供電模組,所述MCU用於偵測所述電子設備之運行模式,所述MCU還用於在偵測到所述電子設備之運行模式為待機模式時發送第一信號給所述控制模組,所述控制模組用於接收到所述第一信號後關閉所述第一供電模組。
優選地,所述控制模組包括控制電路及開關件,所述控制電路連接所述MCU,所述開關件連接所述控制電路及所述第一供電模組,所述控制電路用於接收到所述第一信號後控制關閉所述開關件,所述第一供電模組用於在所述開關件關閉後不供電。
優選地,所述第一供電模組包括連接所述開關件之控制晶片,所述開關件用於在關閉後發送關閉信號給所述控制晶片,所述控制晶片用於接收到所述關閉信號後關閉,所述第一供電模組用於在所述控制晶片關閉後不供電。
優選地,所述供電系統還包括連接所述MCU之直流電壓轉換模組,所述直流電壓轉換模組還連接所述第一供電模組及所述電子設備,所述第一供電模組用於在供電正常時輸出第一電壓,所述直流電壓轉換模組用於將所述第一電壓轉換成第二電壓給所述電子設備供電。
優選地,所述供電系統還包括第二供電模組,所述第二供電模組連接所述MCU,所述第二供電模組用於在所述第一供電模組供電異常及所述MCU偵測到所述電子設備之運行模式為工作模式時給所述電子設備供電。
優選地,所述MCU還用於在偵測到低電平之第二信號後判斷所述電子設備之運行模式為所述待機模式。
優選地,所述供電系統還包括連接所述第一供電模組之超級電容,所述超級電容連接所述MCU及所述控制模組,所述MCU用於在偵測到所述超級電容之當前電壓達到所述MCU之工作電壓時開啟所述第一供電模組。
一種供電方法,包括以下步驟:MCU開啟第一供電模組;MCU偵測到電子設備之運行模式為待機模式;所述MCU控制發送第一信號給控制模組;所述控制模組控制關閉所述第一供電模組。
優選地,所述供電方法還包括所述MCU於開啟所述第一供電模組前判斷超級電容之當前電壓是否達到MCU之工作電壓,並於所述超級電容之當前電壓達到所述MCU之工作電壓後開啟所述第一供電模組。
優選地,所述供電方法還包括所述MCU於所述控制模組控制關閉所述第一供電模組後判斷電池之當前電量是否低於第一參考值,並於所述電池之當前電量低於所述第一參考值時,所述第一供電模組給所述電池供電。
本發明供電系統及供電方法中,所述MCU於偵測到所述電子設備之運行模式為所述待機模式時發送所述第一信號給所述控制模組,從而所述控 制模組關閉所述第一供電模組,以使所述第一供電模組不供電,進而所述第一供電模組於所述電子設備待機時不消耗功耗。
10‧‧‧第一供電模組
11‧‧‧交流電源
12‧‧‧供電電路
120‧‧‧第一整流濾波電路
122‧‧‧開關電路
124‧‧‧變壓電路
126‧‧‧第二整流濾波電路
128‧‧‧電壓回饋電路
129‧‧‧開關件
13‧‧‧控制晶片
130‧‧‧第一節點
20‧‧‧第二供電模組
21‧‧‧電池
22‧‧‧電子開關
220‧‧‧第四節點
30‧‧‧控制模組
31‧‧‧開關件
33‧‧‧控制電路
40‧‧‧MCU
50‧‧‧第三供電模組
51‧‧‧超級電容
510‧‧‧第二節點
512‧‧‧第三節點
53‧‧‧二極體
60‧‧‧直流電壓轉換模組
61‧‧‧第一輸入端
62‧‧‧第二輸入端
63‧‧‧接地端
64‧‧‧輸出端
70‧‧‧電子設備
圖1係本發明供電系統之一較佳實施方式之一功能模組圖。
圖2係本發明供電系統之一較佳實施方式之一電路圖。
圖3係本發明供電方法之一流程圖。
圖4係本發明供電方法之另一流程圖。
圖5係本發明供電方法之又一流程圖。
請參閱圖1及圖2,本發明之一較佳實施方式,一供電系統,包括一第一供電模組10、一第二供電模組20、一控制模組30、一MCU(Microcontroller Unit,微控制單元)40、一第三供電模組50及一直流電壓轉換模組60。
所述第一供電模組10用於連接所述控制模組30及所述第三供電模組50。所述控制模組30用於連接所述MCU40。所述MCU40用於連接所述第二供電模組20及所述第三供電模組50。所述第一供電模組10、所述第二供電模組20及所述第三供電模組50用於連接所述直流電壓轉換模組60。所述MCU40及所述直流電壓轉換模組60用於連接一電子設備70。
所述第一供電模組10包括一交流電源11、一連接所述交流電源11之供電電路12及一連接所述供電電路12之控制晶片13。所述供電電路12用於將所述交流電源11提供之交流電壓進行電壓轉換,從而輸出一第一電壓。
所述供電電路12包括一第一整流濾波電路120、一開關電路122、一變壓電路124、一第二整流濾波電路126及一電壓回饋電路128。
所述交流電源11用於連接所述第一整流濾波電路120。所述第一整流濾波電路120用於連接所述開關電路122。所述開關電路122之另一端用於連接所述變壓電路124及所述控制晶片13。所述變壓電路124用於連接所述第 二整流濾波電路126。所述第二整流濾波電路126用於連接所述電壓回饋電路128。所述控制晶片13與所述電壓回饋電路128之間用於連接一開關件129。
於一實施例中,所述控制晶片13為一PWM(Pulse Width Modulation)控制晶片,並包括一使能端EN、一門控制端GATE、一電源端VCC、一回饋端FB及一接地端GND。
所述第二供電模組20包括一電池21及一電子開關22。
所述控制模組30包括一開關件31及一控制電路33。所述控制晶片13用於連接所述開關件31。所述開關件31用於連接所述控制電路33。所述控制電路33用於連接所述MCU40。所述控制電路33包括一電晶體Q、一第一電阻R1及一第二電阻R2。所述電晶體Q包括閘極、源極及汲極。於一實施例中,所述開關件31為一光耦合器。
所述第三供電模組50包括一超級電容51及一二極體53。當所述超級電容51沒有電時,所述開關件31斷開,所述控制晶片13之使能端EN接收一高電平之開啟信號,從而所述控制晶片13控制所述第一供電模組10給所述超級電容51供電,以使所述超級電容51充電。
所述MCU40包括一電源端A、一開關控制端B、一電池電量偵測端C、一信號偵測端D、一電路控制端E及一電壓監測端F。所述MCU40用於藉由控制所述控制模組30而控制開啟或關閉所述控制晶片13。
所述直流電壓轉換模組60包括一第一輸入端61、一第二輸入端62、一接地端63及一輸出端64。所述直流電壓轉換模組60之第一輸入端61用於接收來自於所述第一供電模組10之第一電壓。所述直流電壓轉換模組60之第二輸入端62用於接收來自於所述第二供電模組20之第二電壓。所述直流電壓轉換模組60用於將所述第一電壓或所述第二電壓轉換後藉由其輸出端64輸出一第三電壓。
所述第一供電模組10包括兩種供電狀態:供電正常與供電異常。當所述第一供電模組10供電正常時且所述控制晶片13開啟後,所述第一供電模組10可用於給所述電子設備70、所述電池21及所述超級電容51供電;當所述控制晶片13關閉後,所述第一供電模組10不能供電;當所述第一供電模組10供電異常時,所述第二供電模組20可用於給所述電子設備70供電。於一實施例中,當所述交流電源11接入所述供電電路12時,所述第一供電模組10為供電 正常,當所述交流電源11沒有接入所述供電電路12時,所述第一供電模組10為供電異常。
所述MCU40用於偵測所述電子設備70之當前運行模式。所述電子設備70之當前運行模式包括一待機模式與一工作模式。
當所述電子設備70為所述工作模式且所述第一供電模組10供電正常時,所述電子設備70用於輸入所述第一電壓給所述直流電壓轉換模組60,從而直流電壓轉換模組60輸出所述第三電壓給所述電子設備70供電。
所述MCU40存儲有一工作電壓、一第一參考值、一第二參考值、一第一預設電壓及一第二預設電壓。所述MCU40用於偵測所述超級電容51之當前電壓並用於比較所述超級電容51之當前電壓與所述MCU40之工作電壓之大小。所述超級電容51用於在其當前電壓達到所述MCU40之工作電壓時給所述MCU40供電,從而所述MCU40可進行初始化。所述MCU40用於在初始化時藉由控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13及關閉所述電子開關22。
所述MCU40用於偵測所述電池21之當前電量,並用於偵測到所述電池21之當前電量低於所述第一參考值時,控制所述電子開關22閉合,從而所述第一供電模組10能給所述電池21供電,以使所述電池21能進行充電。
所述MCU40用於偵測所述超級電容51之當前電壓,並比較所述超級電容51之當前電壓與所述第一預設電壓之大小,及比較所述超級電容51之當前電壓與所述第二預設電壓之大小。
當所述第一供電模組10供電正常且所述MCU40判斷所處超級電容51之當前電壓達到所述MCU40之工作電壓時,MCU40進行初始化;當所述MCU40判斷所處超級電容51之當前電壓沒有達到所述MCU40之工作電壓時,所述MCU40藉由控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13。所述控制晶片13開啟後,所述第一供電模組10給所述超級電容51供電,從而所述超級電容51進行充電。
所述交流電源11連接所述第一整流濾波電路120。所述第一整流濾波電路120連接一第一節點130及連接所述開關電路122。所述開關電路122分別連接所述第一節點130、所述控制晶片13之門控制端GATE與電源端VCC、並連接所述變壓電路124。所述控制晶片13之接地端GND連接所述第一節點130。所述控制晶片13之回饋端FB連接所述開關件129之一端3。所述控制晶 片13之使能端EN連接所述開關件31之一端4。所述開關件31之一端3連接所述第一節點130。所述開關件31之一端1連接一第二節點510。所述開關件31之一端2連接所述第一電阻R1之一端。所述第一電阻R1之另一端連接所述電晶體Q之汲極。所述電晶體Q之源極接地。所述電晶體Q之閘極連接所述第二電阻R2之一端。所述第二電阻R2之另一端連接所述MCU40之電路控制端E。
所述超級電容51之一端連接所述第二節點510,另一端連接一第三節點512。所述第二整流濾波電路126連接所述第三節點512。所述第二節點510藉由所述二極體53連接一第四節點220。所述第四節點220連接所述直流電壓轉換模組60之第一輸入端61及連接所述電子開關22之第一端。所述電子開關22之第二端連接所述MCU40之開關控制端B。所述電子開關22之第三端連接所述直流電壓轉換模組60之第二輸入端62。所述直流電壓轉換模組60之第二輸入端62連接所述電池21之正極及連接所述MCU40之電池電量偵測端C。所述直流電壓轉換模組60之接地端63連接所述第三節點512及連接所述電池21之負極。所述直流電壓轉換模組60之輸出端64連接所述電子設備70之一端。所述電子設備70之另一端連接所述MCU40之信號偵測端D。
所述MCU40偵測所述電子設備70之運行模式之原理為:當所述MCU40之信號偵測端D偵測到一高電平之第一信號後,所述MCU40判斷所述電子設備70為所述工作模式並藉由其電路控制端E輸出一低電平之第二信號;當所述MCU40之信號偵測端D偵測到一低電平之第三信號後,所述MCU40判斷所述電子設備70為所述待機模式並藉由其電路控制端E輸出一高電平之第四信號。
所述第一供電模組10供電正常時之供電原理如下:
一、所述MCU40判斷所述電子設備70為所述工作模式時,所述MCU40之電路控制端E發送所述第二信號給所述控制電路33,所述控制電路33接收所述第二信號來控制所述開關件31輸出一高電平之開啟信號給所述控制晶片13之使能端EN。所述控制晶片13之使能端EN接收所述開啟信號後控制所述第一供電模組10給所述電子設備70供電。所述MCU40之電池電量偵測端C偵測所述電池21之電量是否低於所述第一參考值,所述MCU40之開關控制端B於所述電池21之電量低於所述第一參考值時輸出一高電平之第五信號給所述電子開關22,所述電子開關22接收所述第五信號後閉合。所述第一供電模組 10於所述電子開關22閉合後給所述電池21供電,從而所述電池21進行充電。所述MCU40之電池電量偵測端C偵測所述電池21之電量是否達到所述第二參考值,所述MCU40之開關控制端B於所述電池21之電量達到所述第二參考值時輸出一低電平之第六信號給所述電子開關22,所述電子開關22接收所述第六信號後斷開。所述第一供電模組10於所述電子開關22斷開後不給所述電池21供電,從而所述電池21不進行充電。
二、所述MCU40偵測到所述電子設備70為所述待機模式時,所述MCU40藉由其電路控制端E輸出所述高電平之第四信號給所述控制電路33,從而所述控制電路33控制關閉所述開關件31。所述開關件31關閉後發送一關閉信號給所述控制晶片13。所述控制晶片13接收所述關閉信號後關閉,從而所述第一供電模組10不供電,以使所述交流電源11不消耗功耗,節省能源。
所述第一供電模組10供電異常時之供電原理為:所述MCU40偵測到所述電子設備70為所述工作模式時,所述MCU40控制所述電池21給所述電子設備70供電,直到所述電池21全部耗電完。
請參閱圖3,所述供電方法包括如下步驟:
S101:所述第一供電模組10供電正常。
S102:判斷所述超級電容51之當前電壓是否達到所述MCU40之工作電壓,如果是,進行步驟S103;否則,進行步驟S107。
S103:所述MCU40進行初始化,所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13及控制所述電子開關22關閉。
S104:所述MCU40偵測所述電子設備70是否為所述待機模式,如果是,進行步驟S106;否則,進行步驟S105。
S105:所述第一供電模組10藉由所述直流電壓轉換模組60給所述電子設備70供電,然後進行步驟S201。
S106:所述MCU40控制所述控制模組30關閉所述控制晶片13,所述第一供電模組10不給所述電子設備70供電,進行步驟S301。
S107:所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13。
S108:所述第一供電模組10給所述超級電容51供電,所述超級電容51充電,返回到步驟S102。
S201:所述MCU40偵測所述電子設備70是否為所述待機模式,如果是,進行步驟S106;否則,進行步驟S202。
S202:所述MCU40判斷所述電池21之當前電量是否小於所述第一參考值,如果是,進行步驟S205;否則,進行步驟S203。
S203:所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13及開啟所述電子開關22,所述第一供電模組10給所述電池21供電,所述電池21充電。
S204:所述MCU40判斷所述電池21之當前電量是否達到所述第二參考值,如果是,進行步驟S205;否則,進行步驟S201。
S205:所述MCU40控制所述電子開關22關閉,所述第一供電模組10不給所述電池21供電,所述電池21不充電。
請參閱圖4,所述供電方法還包括如下步驟:所述第一供電模組10供電正常時之供電原理如下:
S301:所述MCU40判斷所述電池21之當前電量是否低於所述第一參考值,如果是,進行步驟S302;否則,進行步驟S305。
S302:所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13及控制所述電子開關22開啟,所述第一供電模組10給所述電池21充電。
S303:所述MCU40判斷所述電池21之當前電量是否達到所述第二參考值,如果是,進行步驟S304;否則,返回步驟S302。
S304:所述MCU40控制所述控制模組30關閉所述控制晶片13及控制所述電子開關22關閉,所述第一供電模組10不給所述電池21供電,所述電池21不充電。
S305:所述MCU40判斷所述超級電容51之當前電壓是否低於所述第一預設電壓,如果是,進行步驟S306;否則,進行步驟S402。
S306:所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13及控制所述電子開關22關閉,所述第一供電模組10給所述超級電容51供電,所述超級電容51充電。
S307:所述MCU40判斷所述電子設備70是否為所述待機模式,如果是,進行步驟S308;否則,進行步驟S401。
S308:所述MCU40判斷所述超級電容51之當前電壓是否達到所述第二預設電壓,如果是,進行步驟S309;否則,返回步驟S306。
S309:所述MCU40控制所述控制模組30關閉所述控制晶片13及控制所述電子開關22關閉,所述第一供電模組10不給所述超級電容51供電,所述超級電容51不充電。
S401:所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13及控制所述電子開關22關閉,所述第一供電模組10藉由所述直流電壓轉換模組60給所述電子設備70供電。
S402:所述MCU40判斷所述電子設備70是否為所述待機模式,如果是,進行步驟S106;否則,進行步驟S403。
S403:所述MCU40控制所述控制模組30開啟所述控制晶片13,所述第一供電模組10給所述電子設備70供電。
請參閱圖5,所述供電方法還包括如下步驟:
S501:所述第一供電模組10供電異常。
S502:所述MCU40偵測所述電子設備70是否為待機模式,如果是,進行步驟S503;否則,進行步驟S504。
S503:所述第一供電模組10不給所述電子設備70供電。
S504:所述電池21藉由所述直流電壓轉換模組60給所述電子設備70供電。
於上述供電方法中,當所述電子設備70為所述待機模式時,所述交流電源11不供電,從而不消耗功耗,以節省能源。
於一實施例中,所述電子設備70為一電話會議電話機,所述電話會議電話機之工作模式為通話模式,所述第一參考值為所述電池21之電量之50%,所述第二參考值為所述電池21之電量之99%,所述第一預設電壓為2.7V,所述第二預設電壓為4.7V。
綜上所述,本發明確已符合發明專利之要件,遂依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式,自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種供電系統,包括第一供電模組、連接所述第一供電模組之控制模組及連接所述控制模組之MCU,所述MCU用於連接電子設備,所述MCU用於在所述第一供電模組供電正常時開啟所述第一供電模組,所述MCU用於偵測所述電子設備之運行模式,所述MCU還用於在偵測到所述電子設備之運行模式為待機模式時發送第一信號給所述控制模組,所述控制模組用於接收到所述第一信號後關閉所述第一供電模組;其中所述供電系統還包括第二供電模組,所述第二供電模組電連接於所述第一供電模組及所述電子設備,所述第二供電模組用於在所述第一供電模組供電異常及所述MCU偵測到所述電子設備之運行模式為工作模式時給所述電子設備供電,所述第二供電模組包括一電池及一電子開關,所述MCU還用於偵測所述電池之當前電量,並用於偵測到所述電池之當前電量低於第一參考值時,控制所述電子開關閉合,以使所述第一供電模組給所述電池充電。
  2. 如請求項第1項所述之供電系統,其中所述控制模組包括控制電路及開關件,所述控制電路連接所述MCU,所述開關件連接所述控制電路及所述第一供電模組,所述控制電路用於接收到所述第一信號後控制關閉所述開關件,所述第一供電模組用於在所述開關件關閉後不供電。
  3. 如請求項第2項所述之供電系統,其中所述第一供電模組包括連接所述開關件之控制晶片,所述開關件用於在關閉後發送關閉信號給所述控制晶片,所述控制晶片用於接收到所述關閉信號後關閉,所述第一供電模組用於在所述控制晶片關閉後不供電。
  4. 如請求項第1項所述之供電系統,其中所述供電系統還包括連接所述MCU之直流電壓轉換模組,所述直流電壓轉換模組還連接所述第一供電模組及所述電子設備,所述第一供電模組用於在供電正常時輸出第一電壓,所述直流電壓轉換模組用於將所述第一電壓轉換成第二電壓給所述電子設備供電。
  5. 如請求項第1項所述之供電系統,其中所述MCU還用於在偵測到低電平之第二信號後判斷所述電子設備之運行模式為所述待機模式。
  6. 如請求項第1項所述之供電系統,其中所述供電系統還包括連接所述第一供電模組之超級電容,所述超級電容連接所述MCU及所述控制模組,所述MCU用於在偵測到所述超級電容之當前電壓達到所述MCU之工作電壓時開啟所述第一供電模組。
  7. 一種供電方法,包括以下步驟:MCU開啟第一供電模組;MCU偵測到電子設備之運行模式為待機模式;所述MCU控制發送第一信號給控制模組;所述控制模組控制關閉所述第一供電模組;所述供電方法還包括:在所述第一供電模組供電異常及所述MCU偵測到所述電子設備之運行模式為工作模式時,第二供電模組給所述電子設備供電,其中,所述第二供電模組包括一電池及一電子開關;所述MCU偵測電池之當前電量,並用於偵測到所述電池之當前電量低於第一參考值時,控制所述電子開關閉合,以使所述第一供電模組給所述電池充電。
  8. 如請求項第7項所述之供電方法,其中所述供電方法還包括所述MCU於開啟所述第一供電模組前判斷超級電容之當前電壓是否達到MCU之工作電壓,並於所述超級電容之當前電壓達到所述MCU之工作電壓後開啟所述第一供電模組。
  9. 如請求項第8項所述之供電方法,其中所述供電方法還包括所述MCU於所述控制模組控制關閉所述第一供電模組後判斷電池之當前電量是否低於第一參考值,並於所述電池之當前電量低於所述第一參考值時,所述第一供電模組給所述電池供電。
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