本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種電源適配器。
背景技術(shù):
近年來,隨著人們生活水平的日益提高,電視機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等家用電器設(shè)備在人們?nèi)粘I詈蜕钪性絹碓狡占?,各種電器設(shè)備已經(jīng)成為人們生活不可缺少的組成部分。
目前,對(duì)于顯示器等電器設(shè)備,通常需要通過電源適配器與外部電源相連接。對(duì)于目前市面上的顯示器,其在待機(jī)狀態(tài)時(shí),待機(jī)功率一般為0.5W左右,因此,每臺(tái)顯示器每年將要耗4.35kW的電量。成千上萬的顯示器都處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),不僅對(duì)能源造成極大浪費(fèi),而且對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重污染。
對(duì)于顯示器,其整體的待機(jī)電力消耗主要包括兩部分:第一部分是顯示器本身的消耗;第二部分是電源適配器的消耗。目前的顯示器一般只需要14V左右的直流驅(qū)動(dòng)電壓,由電源適配器供給,優(yōu)秀的顯示器待機(jī)狀態(tài)自身負(fù)載大約30uA,待機(jī)狀態(tài)時(shí),電源適配器待機(jī)功率約70mW,顯示器自身待機(jī)功率14V*30uA(420uW)。由此可見,對(duì)于顯示器來說,其所連接的電源適配器在待機(jī)時(shí)是消耗電力的主要部分,其中的原因主要在于,現(xiàn)在的電源適配器普遍采取反激拓?fù)浞绞?,這種通用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在待機(jī)狀態(tài)下,每個(gè)部分仍處于工作狀態(tài),待機(jī)功耗用普通方式很難降低。
因此,目前迫切需要開發(fā)出一種電源適配器,其可以顯著降低電源適配器的待機(jī)功耗,同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的是提供一種電源適配器,其可以顯著降低電源適配器的待機(jī)功耗,同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性,生產(chǎn)成本較低,電磁兼容性好,有利于為顯示器等各種負(fù)載提供穩(wěn)定供電,保證顯示器等各種負(fù)載的正常運(yùn)行,具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
為此,本發(fā)明提供了一種電源適配器,包括:
交流輸入電路,與外部交流電源相連接,用于接收外部交流電源輸出的交流電壓,然后輸出給電磁干擾濾波電路、整流平波電路;
電磁干擾濾波電路,用于對(duì)交流輸入電路所輸出的交流電壓濾除電磁干擾;
整流平波電路,與電磁干擾濾波電路相連接,用于對(duì)所述交流輸入電路輸出的交流電壓以及電磁干擾濾波電路輸出的交流電壓進(jìn)行整流,形成直流電壓,然后在濾波后輸出給脈沖寬度調(diào)制電路;
繼電器開關(guān)控制電路,設(shè)置于所述交流輸入電路和電磁干擾濾波電路之間,用于根據(jù)待機(jī)檢測(cè)控制電路輸出的高電平或者低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào),對(duì)應(yīng)控制導(dǎo)通或者斷開所述交流輸入電路和電磁干擾濾波電路之間的連接;
脈沖寬度調(diào)制電路,與整流平波電路相連接,用于將整流平波電路輸出的直流電壓進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制,形成預(yù)設(shè)頻率范圍的直流電壓,然后輸出給變壓整流濾波電路;
變壓整流濾波電路,與脈沖寬度調(diào)制電路相連接,用于脈沖寬度調(diào)制電路輸出的直流電壓進(jìn)行降壓處理,并進(jìn)行同步整流濾波,然后輸出給直流電壓輸出電路;
直流電壓輸出電路,分別與變壓整流濾波電路、待機(jī)檢測(cè)控制電路相連接,用于接收所述變壓整流濾波電路發(fā)來的直流電壓,并根據(jù)待機(jī)檢測(cè)控制電路發(fā)來的高電平或者低電平的控制信號(hào),對(duì)應(yīng)增大或者降低輸出的直流電壓,然后輸出直流電壓給外部電器設(shè)備;
待機(jī)檢測(cè)控制電路,與繼電器開關(guān)控制電路相連接,用于檢測(cè)直流電壓輸出電路的輸出電壓值,并將該輸出電壓值與預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí)進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果,向所述繼電器開關(guān)控制電路對(duì)應(yīng)輸出高電平或者低電平的繼電器控制信號(hào),以及向直流電壓輸出電路輸出高電平或者低電平的電壓控制信號(hào)。
其中,所述待機(jī)檢測(cè)控制電路包括以下子電路:
電壓檢測(cè)比較子電路,與電壓檢測(cè)比較子電路相連接,用于檢測(cè)直流電壓輸出電路的輸出電壓值,并將該輸出電壓值與預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí)進(jìn)行比較,并輸出比較結(jié)果給電壓輸出控制子電路;
待機(jī)狀態(tài)控制子電路,與電壓檢測(cè)比較子電路相連接,用于當(dāng)所述輸出電壓值大于或者等于預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí),判斷外部電器設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài),向 所述繼電器開關(guān)控制電路輸出低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào),以及向所述直流電壓輸出電路輸出低電平的電壓控制信號(hào);
正常狀態(tài)控制子電路,用于當(dāng)所述輸出電壓值低于預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí),判斷外部電器設(shè)備處于正常工作狀態(tài),向所述繼電器開關(guān)控制電路輸出高電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào),以及向所述直流電壓輸出電路輸出高電平的電壓控制信號(hào)。
其中,所述待機(jī)檢測(cè)控制電路還包括:
關(guān)閉控制子電路,與電壓檢測(cè)比較子電路相連接,用于將直流電壓輸出電路的輸出電壓值與預(yù)設(shè)檢測(cè)關(guān)閉電壓閥值進(jìn)行比較,當(dāng)該輸出電壓值小于或者等于預(yù)設(shè)檢測(cè)關(guān)閉電壓閥值時(shí),控制待機(jī)檢測(cè)控制電路停止工作。
其中,所述交流輸入電路包括第一電壓輸入端Vin1,所述第一電壓輸入端Vin1與一個(gè)壓敏電阻V1相并聯(lián),所述第一電壓輸入端Vin1與壓敏電阻VA1之間的連線上具有一個(gè)過電流保護(hù)器件。
其中,所述過電流保護(hù)器件為保險(xiǎn)絲。
其中,所述電磁干擾濾波電路包括一個(gè)共模電感LX1,所述共模電感LX1的輸入端A1分別與由電阻RX1、電阻RX2和電阻RX3組成的串聯(lián)支路相并聯(lián);
所述共模電感LX1的輸入端A1包括針腳4和針腳3,所述針腳4通過所述繼電器開關(guān)控制電路中的繼電器RL1與所述交流輸入電路中第一電壓輸入端Vin1的零線輸入端N相連接,所述針腳3與所述第一電壓輸入端Vin1的火線輸入端L相連接;
所述共模電感LX1的輸出端B1包括針腳1和針腳2。
其中,所述整流平波電路包括一個(gè)整流橋DB1、二極管D1、二極管D2和電解電容C;
其中,所述整流橋DB1包括針腳1~4,在所述整流橋DB1中,所述針腳2和針腳3分別與所述電磁干擾濾波電路中共模電感LX1的的輸出端B1具有的針腳1和針腳2相連接,所述整流橋DB1的針腳4接地;
所述二極管D1的正極與所述第一電壓輸入端Vin1的零線輸入端N相連接,所述二極管D1的負(fù)極接所述二極管D2的正極,所述二極管D2的負(fù)極分別接所述整流橋DB1的針腳1和第一電壓輸出端V out1,所述第一電壓輸出端 V out1與電解電容C的正極相接,所述電解電容C的負(fù)極接地。
其中,所述繼電器開關(guān)控制電路包括控制信號(hào)輸入端SS、開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2和繼電器RL1;
所述繼電器RL1的開關(guān)部分A2設(shè)置于所述電磁干擾濾波電路中共模電感LX1的針腳4與所述交流輸入電路中第一電壓輸入端Vin1的零線輸入端N之間;
所述控制信號(hào)輸入端SS用于接收待機(jī)檢測(cè)控制電路輸出的高電平或者低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào);
所述控制信號(hào)輸入端SS依次接電阻R4、開關(guān)管Q2的柵極G,所述開關(guān)管Q2的源極S分別接電阻R5和電容C1,所述電阻R5和電容C1接地;
所述開關(guān)管Q2的漏極D分別接電阻R2、電阻R3、電容C2和二極管Q1的柵極G,所述電阻R3和電阻C2接地,所述二極管Q1的源極S接地;
所述電阻R2接電源適配器的總電壓輸出端Vout;
所述二極管Q1的漏極D依次接電阻R1和繼電器RL1中電感部分B2一段,所述繼電器RL1中電感部分B2的另一端與電源適配器的總電壓輸出端Vout相接。
其中,所述脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路包括脈沖寬度調(diào)制芯片IC1,所述脈沖寬度調(diào)制芯片IC1包括針腳1~8;
在所述脈沖寬度調(diào)制芯片IC1中,所述針腳1接地,所述針腳2分別與電解電容C5的正極、二極管D4的負(fù)極相接,所述電解電容C5的負(fù)極接地,所述二極管D4的正極與所述變壓整流濾波電路中變壓器T1的電壓輸入端子1相接;
所述針腳3分別接電容C6和變壓整流濾波電路中光耦OP1的針腳1;
所述針腳4為空腳,所述針腳5、針腳6、針腳7和針腳8相接,所述針腳5分別接二極管D3的正極和所述變壓整流濾波電路中變壓器T1的電壓輸入端子3,所述二極管D3的負(fù)極分別接電容C4和電阻R6,所述電容C4和電阻R6與所述變壓整流濾波電路中變壓器T1的電壓輸入端子4相接,所述電容C4和電阻R6與第一電壓輸出端V out1相接。
其中,所述變壓整流濾波電路包括變壓器T1和光耦OP1,所述變壓器T1的電壓輸入端子2接地和電壓輸出端子6接地;
所述變壓器T1的電壓輸出端子5分別接二極管D5的正極和電容C7,所述電容C7分別接二極管D5的負(fù)極和總電壓輸出端Vout;
所述總電壓輸出端Vout與電解電容C8的正極相接,所述電解電容C8的負(fù)極接地;
所述光耦OP1的針腳2接地,所述光耦OP1的針腳4依次接電阻R8和總電壓輸出端Vout;
所述光耦OP1的針腳3分別接誤差放大器IC2的針腳2、電阻R9和電容C9,所述電阻R9與所述總電壓輸出端Vout相接,所述電容C9依次接電阻R10和誤差放大器IC2的針腳1;
所述誤差放大器IC2的針腳3接地,所述誤差放大器IC2的針腳3與所述光耦OP1的針腳2之間通過一個(gè)電容CY1相連。
其中,所述待機(jī)檢測(cè)控制電路包括待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3,所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的電壓檢測(cè)端子sense、接入電壓端子VCC分別與所述總電壓輸出端Vout相接,所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的接地端子GND接地;
所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1與所述繼電器開關(guān)控制電路中的控制信號(hào)輸入端SS相接。
其中,所述直流電壓輸出電路包括三極管Q3,所述三級(jí)管G3的發(fā)射極E接地,所述三級(jí)管G3的基極B分別接電阻R16、電阻R15和電容C10,所述電阻R15和電容C10接地;
所述電阻R16與所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2相接;
所述三級(jí)管G3的集電極C分別接電阻R12和電阻R13,所述電阻R13接地,所述電阻R12依次接電阻R11和所述總電壓輸出端Vout;
所述電阻R12和電阻R11之間的連接節(jié)點(diǎn)還與所述誤差放大器IC2的針腳1相接。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見,與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明提供了一種電源適配器,其可以顯著降低電源適配器的待機(jī)功耗,同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性,有利于為顯示器等各種負(fù)載提供穩(wěn)定供電,保證顯示器等各種負(fù)載的正常運(yùn)行,具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
此外,對(duì)于本發(fā)明提供的電源適配器,由于其只需要具有采用較少的電子 部件,因此,生產(chǎn)成本較低,電磁兼容性好,有利于廣泛的生產(chǎn)普及。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的一種電源適配器的結(jié)構(gòu)方框圖;
圖2為本發(fā)明提供的一種電源適配器中交流輸入電路、電磁干擾濾波電路、整流平波電路、繼電器開關(guān)控制電路的連接電路圖;
圖3為本發(fā)明提供的一種電源適配器中脈沖寬度調(diào)制電路和變壓整流濾波電路的連接電路圖;
圖4為本發(fā)明提供的一種電源適配器中直流電壓輸出電路和待機(jī)檢測(cè)控制電路的連接電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
參見圖1,本發(fā)明提供了一種電源適配器,包括交流輸入電路101、電磁干擾濾波電路102、整流平波電路103、繼電器開關(guān)控制電路104、脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105、變壓整流濾波電路106、直流電壓輸出電路107和待機(jī)檢測(cè)控制電路108,其中:
交流輸入電路101,與外部交流電源相連接,用于接收外部交流電源輸出的交流電壓,然后輸出給電磁干擾濾波電路102、整流平波電路103;
電磁干擾濾波電路102,用于對(duì)交流輸入電路101所輸出的交流電壓濾除電磁干擾,具體為濾除電磁干擾的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾,然后輸出給整流平波電路103;
整流平波電路103,與電磁干擾濾波電路102相連接,用于對(duì)所述交流輸入電路101輸出的交流電壓以及電磁干擾濾波電路102輸出的交流電壓進(jìn)行整流,形成直流電壓,然后在濾波后輸出給脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105;
繼電器開關(guān)控制電路104,設(shè)置于所述交流輸入電路101和電磁干擾濾波電路102之間,用于根據(jù)待機(jī)檢測(cè)控制電路108輸出的高電平或者低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào)(STANDBY SIGNAL),對(duì)應(yīng)控制導(dǎo)通或者斷開所述交流輸入電路101和電磁干擾濾波電路102之間的連接;
脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105,與整流平波電路103相連接,用于將整流平波電路103輸出的直流電壓進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制,形成預(yù)設(shè)頻率范圍的直流電壓,然后輸出給變壓整流濾波電路106;
變壓整流濾波電路106,與脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105相連接,用于脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105輸出的直流電壓進(jìn)行降壓處理,并進(jìn)行同步整流濾波,然后輸出給直流電壓輸出電路107;
直流電壓輸出電路107,分別與變壓整流濾波電路106、待機(jī)檢測(cè)控制電路108相連接,用于接收所述變壓整流濾波電路106發(fā)來的直流電壓,并根據(jù)待機(jī)檢測(cè)控制電路108發(fā)來的高電平或者低電平的控制信號(hào),對(duì)應(yīng)增大或者降低輸出的直流電壓,然后輸出直流電壓給外部電器設(shè)備(即負(fù)載),;
待機(jī)檢測(cè)控制電路108,與繼電器開關(guān)控制電路104相連接,用于檢測(cè)直流電壓輸出電路107的輸出電壓值,并將該輸出電壓值與預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí)進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果,向所述繼電器開關(guān)控制電路104對(duì)應(yīng)輸出高電平或者低電平的繼電器控制信號(hào),以及向直流電壓輸出電路107輸出高電平或者低電平的電壓控制信號(hào)。
在本發(fā)明中,所述外部電器設(shè)備可以為任意一種電器設(shè)備,例如可以為顯示器、電視機(jī)、筆記本電腦等。
在本發(fā)明中,具體實(shí)現(xiàn)上,所述待機(jī)檢測(cè)控制電路具體可以為一個(gè)待機(jī)檢測(cè)控制芯片,該電路具體可以包括以下子電路:
電壓檢測(cè)比較子電路,與電壓檢測(cè)比較子電路相連接,用于檢測(cè)直流電壓輸出電路107的輸出電壓值,并將該輸出電壓值與預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí)進(jìn)行比較,并輸出比較結(jié)果給電壓輸出控制子電路;
待機(jī)狀態(tài)控制子電路,與電壓檢測(cè)比較子電路相連接,用于當(dāng)所述輸出電壓值大于或者等于預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí),判斷外部電器設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài),向所述繼電器開關(guān)控制電路104輸出低電平(如0伏特電平)的繼電器開關(guān)控制信號(hào),以及向所述直流電壓輸出電路107輸出低電平(如0伏特電平)的電壓控制信號(hào);
正常狀態(tài)控制子電路,用于當(dāng)所述輸出電壓值低于預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值時(shí),判斷外部電器設(shè)備處于正常工作狀態(tài),向所述繼電器開關(guān)控制電路104輸出高電平(如1伏特電平)的繼電器開關(guān)控制信號(hào),以及向所述直流電壓輸出電路 107輸出高電平(如1伏特電平)的電壓控制信號(hào)。
此外,為了進(jìn)一步節(jié)約電能,減少所述待機(jī)檢測(cè)控制電路自身的待機(jī)功耗,所述待機(jī)檢測(cè)控制電路108還可以包括:
關(guān)閉控制子電路,與電壓檢測(cè)比較子電路相連接,用于將直流電壓輸出電路107的輸出電壓值與預(yù)設(shè)檢測(cè)關(guān)閉電壓閥值進(jìn)行比較,當(dāng)該輸出電壓值小于或者等于預(yù)設(shè)檢測(cè)關(guān)閉電壓閥值時(shí),控制待機(jī)檢測(cè)控制電路停止工作(即停止運(yùn)行電壓檢測(cè)比較子電路、待機(jī)狀態(tài)控制子電路和正常狀態(tài)控制子電路)。
為了清楚了解上述本發(fā)明的各個(gè)電路,下面說明各個(gè)電路的具體結(jié)構(gòu)。
參見圖2,在本發(fā)明中,所述交流輸入電路101包括第一電壓輸入端Vin1(具體可以包括火線輸入端L和零線輸入端N),所述第一電壓輸入端Vin1與一個(gè)壓敏電阻V1相并聯(lián),所述第一電壓輸入端Vin1與壓敏電阻VA1之間的連線上具有一個(gè)保險(xiǎn)絲F1。
需要說明的是,所述壓敏電阻V1為雷擊放電保護(hù)裝置,英文名Varistor,由兩個(gè)對(duì)接的二極管構(gòu)成,其作用是在第一電壓輸入端Vin1受到雷擊瞬間導(dǎo)通放電,以達(dá)到保護(hù)后端連接的外部電器設(shè)備等負(fù)載的目的。
在本發(fā)明中,第一電壓輸入端Vin1用于輸入外部的交流電壓。
在本發(fā)明中,所述保險(xiǎn)絲F1在電路中起到的作用為過電流保護(hù)作用,具體實(shí)現(xiàn)上,保險(xiǎn)絲還可以由其他的過電流保護(hù)器件代替。
參見圖2,在本發(fā)明中,對(duì)于所述電磁干擾濾波電路102,用于濾除電磁干擾的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾,該電路對(duì)于抑制本發(fā)明提供的電源適配器中的傳導(dǎo)干擾和電磁輻射具有顯著的作用。
參見圖2,在本發(fā)明中,所述電磁干擾濾波電路102包括一個(gè)共模電感LX1,所述共模電感LX1的輸入端A1分別與由電阻RX1、電阻RX2和電阻RX3組成的串聯(lián)支路相并聯(lián);
所述共模電感LX1的輸入端A1包括針腳4和針腳3,所述針腳4通過所述繼電器開關(guān)控制電路104中的繼電器RL1與所述交流輸入電路101中第一電壓輸入端Vin1的零線輸入端N相連接,所述針腳3與所述第一電壓輸入端Vin1的火線輸入端L相連接;
所述共模電感LX1的輸出端B1包括針腳1和針腳2。
需要說明的是,共模電感LX1對(duì)共模干擾,以及電磁輻射具有顯著的抑制 作用。
參見圖2,在本發(fā)明中,所述整流平波電路103包括一個(gè)整流橋DB1、二極管D1、二極管D2和電解電容C;
其中,所述整流橋DB1包括針腳1~4,在所述整流橋DB1中,所述針腳2和針腳3分別與所述電磁干擾濾波電路102中共模電感LX1的的輸出端B1具有的針腳1和針腳2相連接,所述整流橋DB1的針腳4接地;
所述二極管D1的正極與所述第一電壓輸入端Vin1的零線輸入端N相連接,所述二極管D1的負(fù)極接所述二極管D2的正極,所述二極管D2的負(fù)極分別接所述整流橋DB1的針腳1和第一電壓輸出端V out1,所述第一電壓輸出端V out1與電解電容C的正極相接,所述電解電容C的負(fù)極接地。
參見圖2,在本發(fā)明中,所述繼電器開關(guān)控制電路104包括控制信號(hào)輸入端SS、開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2和繼電器RL1;
所述繼電器RL1的開關(guān)部分A2設(shè)置于所述電磁干擾濾波電路102中共模電感LX1的針腳4與所述交流輸入電路101中第一電壓輸入端Vin1的零線輸入端N之間;
所述控制信號(hào)輸入端SS用于接收待機(jī)檢測(cè)控制電路108輸出的高電平或者低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào);
所述控制信號(hào)輸入端SS依次接電阻R4、開關(guān)管Q2的柵極G,所述開關(guān)管Q2的源極S分別接電阻R5和電容C1,所述電阻R5和電容C1接地;
所述開關(guān)管Q2的漏極D分別接電阻R2、電阻R3、電容C2和二極管Q1的柵極G,所述電阻R3和電阻C2接地,所述二極管Q1的源極S接地;
所述電阻R2接電源適配器的總電壓輸出端Vout;
所述二極管Q1的漏極D依次接電阻R1和繼電器RL1中電感部分B2一段,所述繼電器RL1中電感部分B2的另一端與電源適配器的總電壓輸出端Vout相接。
在本發(fā)明中,所述開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q2為功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET。
需要說明的是,對(duì)于繼電器開關(guān)控制電路104,其能夠根據(jù)待機(jī)檢測(cè)控制電路108輸出的高電平或者低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào)(STANDBY SIGNAL),對(duì)應(yīng)控制導(dǎo)通或者斷開所述交流輸入電路101和電磁干擾濾波電路102之間的連接。.
下面簡(jiǎn)要說明繼電器開關(guān)控制電路104的工作原理。
當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器處于正常工作狀態(tài)時(shí),即電源適配器連接顯示器等外部電器設(shè)備(即負(fù)載),總電壓輸出端Vout的輸出電壓如果為14V,那么如果待機(jī)檢測(cè)控制電路108向繼電器開關(guān)控制電路104的控制信號(hào)輸入端SS輸入1V的高電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào)(即待機(jī)控制信號(hào)),從而使得圖2所示的繼電器開關(guān)控制電路104中的二極管Q1和二極管Q2都導(dǎo)通,繼電器RL1的電感部分B2有電流通過,繼電器RL1的開關(guān)部分A2閉合。因此,差模電容CX1和共模電感LX1可以被連接到本發(fā)明提供的電源適配器中正常工作。
當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器處于待機(jī)工作狀態(tài)時(shí),即負(fù)載很小的時(shí)候,如果待機(jī)檢測(cè)控制電路108向繼電器開關(guān)控制電路104的控制信號(hào)輸入端SS輸入0V的低電平的繼電器開關(guān)控制信號(hào)(即待機(jī)控制信號(hào)),這時(shí)候,二極管Q1和二極管Q2不能導(dǎo)通,繼電器RL1的電感部分B2沒有電流通過,繼電器RL1的開關(guān)部分A2斷開。因此,這時(shí)候,差模電容CX1和共模電感LX1斷開,輸入的外部交流電壓通過圖2所示整流平波電路103中的二極管D1和二極管D2進(jìn)行半波整流,這樣,本發(fā)明提供的電源適配器可以保持待機(jī)狀態(tài)下,差模電容CX1和共模電感LX1斷開后,仍然能工作。
在本發(fā)明中,對(duì)于脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105,需要說明的是,脈沖寬度調(diào)制PWM,就是控制脈沖信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi),高電平時(shí)間占整個(gè)周期的比值(占空比)。
參見圖3,所述脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路105包括脈沖寬度調(diào)制芯片IC1,所述脈沖寬度調(diào)制芯片IC1包括針腳1~8;
在所述脈沖寬度調(diào)制芯片IC1中,所述針腳1接地,所述針腳2分別與電解電容C5的正極、二極管D4的負(fù)極相接,所述電解電容C5的負(fù)極接地,所述二極管D4的正極與所述變壓整流濾波電路106中變壓器T1的電壓輸入端子1相接;
所述針腳3分別接電容C6和變壓整流濾波電路106中光耦OP1的針腳1;
所述針腳4為空腳,所述針腳5、針腳6、針腳7和針腳8相接,所述針腳5分別接二極管D3的正極和所述變壓整流濾波電路106中變壓器T1的電壓輸入端子3,所述二極管D3的負(fù)極分別接電容C4和電阻R6,所述電容C4和電阻R6與所述變壓整流濾波電路106中變壓器T1的電壓輸入端子4相接,所述 電容C4和電阻R6與第一電壓輸出端V out1相接。
需要說明的是,在脈沖寬度調(diào)制芯片IC1中,所述針腳1是接地端子GND,所述針腳2是供電端子VCC,所述針腳3是反饋端子FB,所述針腳4為空腳,所述針腳6、針腳7和針腳8是電壓輸入端子DRAIN,針腳5為電源啟動(dòng)端VSTR。
參見圖3,所述變壓整流濾波電路106包括變壓器T1和光耦OP1,所述變壓器T1的電壓輸入端子2接地和電壓輸出端子6接地;
所述變壓器T1的電壓輸出端子5分別接二極管D5的正極和電容C7,所述電容C7分別接二極管D5的負(fù)極和總電壓輸出端Vout;
所述總電壓輸出端Vout與電解電容C8的正極相接,所述電解電容C8的負(fù)極接地;
所述光耦OP1的針腳2接地,所述OP1的針腳4依次接電阻R8和總電壓輸出端Vout;
所述光耦OP1的針腳3分別接誤差放大器IC2的針腳2、電阻R9和電容C9,所述電阻R9與所述總電壓輸出端Vout相接,所述電容C9依次接電阻R10和誤差放大器IC2的針腳1;
所述誤差放大器IC2的針腳3接地,所述誤差放大器IC2的針腳3與所述光耦OP1的針腳2之間通過一個(gè)電容CY1相連。
需要說明的是,在所述光耦OP1中,所述針腳1為發(fā)光二極管正極,所述針腳2為發(fā)光二極管負(fù)極,所述針腳3為光敏半導(dǎo)體管發(fā)射極,所述針腳4為光敏半導(dǎo)體管集電極。
參見圖4,在本發(fā)明中,具體實(shí)現(xiàn)上,所述待機(jī)檢測(cè)控制電路108包括待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3,所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的電壓檢測(cè)端子sense、接入電壓端子VCC分別與所述總電壓輸出端Vout相接,所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的接地端子GND接地;
所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1與所述繼電器開關(guān)控制電路104中的控制信號(hào)輸入端SS相接。
參見圖4,在本發(fā)明中,具體實(shí)現(xiàn)上,所述直流電壓輸出電路107包括三極管Q3,所述三級(jí)管G3的發(fā)射極E接地,所述三級(jí)管G3的基極B分別接電阻R16、電阻R15和電容C10,所述電阻R15和電容C10接地;
所述電阻R16與所述待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2相接。
所述三級(jí)管G3的集電極C分別接電阻R12和電阻R13,所述電阻R13接地,所述電阻R12依次接電阻R11和所述總電壓輸出端Vout;
在本發(fā)明中,具體實(shí)現(xiàn)上,所述電阻R12和電阻R11之間的連接節(jié)點(diǎn)還與所述誤差放大器IC2的針腳1相接。
對(duì)于本發(fā)明,待機(jī)檢測(cè)控制電路108,可以通過待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3,檢測(cè)顯示器等負(fù)載的大小,輸出高電平或低電平的電壓控制信號(hào)。
需要說明的是,在本發(fā)明中,所述高電平的電壓為1V,低電的平電壓為0V。因此,當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器連接顯示器等負(fù)載時(shí),負(fù)載大的時(shí)候,也就是正常工作時(shí),待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1和第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2輸出高電平(1V電壓)的電壓控制信號(hào);
當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器連接顯示器等負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),負(fù)載小的時(shí)候,待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1和第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2輸出低電平(0V電壓)的電壓控制信號(hào)。
下面說明本發(fā)明提供的待機(jī)檢測(cè)控制電路108檢測(cè)直流電壓輸出電路107的負(fù)載(即對(duì)顯示器等外部負(fù)載的輸出電壓)的方式,以及向所述繼電器開關(guān)控制電路104和直流電壓輸出電路107相應(yīng)輸出高電平或低電平的電壓控制信號(hào)。
需要說明的是,對(duì)于一個(gè)電源適配器來說,當(dāng)其在大的負(fù)載條件下,輸出電壓會(huì)降低,在小的負(fù)載條件下,輸出電壓會(huì)升高。利用電源的這個(gè)特點(diǎn),本發(fā)明來涉及實(shí)現(xiàn)待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的負(fù)載檢測(cè)功能。
參見圖4所示。當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器連接顯示器等負(fù)載時(shí),負(fù)載大的時(shí)候,也就是正常工作時(shí),待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的電壓檢測(cè)端子(SENSE端子)檢測(cè)到總電壓輸出端Vout的輸出電壓低于預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值(如14.30V電壓)后,待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1和第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2輸出高電平(1V電壓)的電壓控制信號(hào);
當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器連接顯示器等負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),負(fù)載小的時(shí)候,待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的電壓檢測(cè)端子(SENSE端子)檢測(cè)到總電壓輸出端Vout的輸出電壓達(dá)到預(yù)設(shè)待機(jī)電壓閥值(如14.30V電壓)后,待機(jī)檢測(cè) 控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1和第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2輸出低電平(0V電壓)的電壓控制信號(hào)。
待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的電壓檢測(cè)端子(SENSE端子)檢測(cè)到總電壓輸出端Vout的輸出電壓達(dá)到預(yù)設(shè)檢測(cè)關(guān)閉電壓閥值(如電壓3.0V)后,待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3停止工作,待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第一電壓控制信號(hào)輸出端子out1和第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2沒有輸出電平。
對(duì)于本發(fā)明,待機(jī)檢測(cè)控制電路108可以通過控制直流電壓輸出電路107,來降低對(duì)顯示器等負(fù)載的輸出電壓,進(jìn)而降低顯示器本身的待機(jī)功耗。
下面簡(jiǎn)要說明待機(jī)檢測(cè)控制電路108在外部電器設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)下時(shí),降低直流電壓輸出電路107的輸出電壓,進(jìn)而減低顯示器本身的待機(jī)功耗的工作原理。
具體實(shí)現(xiàn)上,本發(fā)明提供的電源適配器,其可以實(shí)現(xiàn)將直流電壓輸出電路107的輸出電壓從14V降低到3V。
因?yàn)殡娫催m配器的輸出電壓大小是由比較器的分壓電阻阻值決定的,輸出電壓=2.5V*(1+上分壓電阻/下分壓電阻)。參見圖4所示,電阻R11為上分壓電阻,電阻R12和R1為下分壓電阻。
因此,當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器連接顯示器等負(fù)載時(shí),也就是正常工作時(shí),待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2輸出1V的電壓,這樣,開關(guān)管Q3被驅(qū)動(dòng),閉合,使得把電阻R13對(duì)地短接,這時(shí)候,輸出電壓=2.5V*(1+R11/R12);
當(dāng)本發(fā)明提供的電源適配器連接顯示器等負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),待機(jī)檢測(cè)控制芯片IC3的第二電壓控制信號(hào)輸出端子out2沒有輸出電壓,開關(guān)管Q3不能被驅(qū)動(dòng),處于斷開狀態(tài),比較電壓通過電阻R13形成電流環(huán)路,輸出電壓=2.5V*[1+R11/(R12+13)]。
因此,對(duì)于現(xiàn)有的電源適配器,如果電源適配器待機(jī),顯示器等外部負(fù)載電流值為30uA,這時(shí)候,如果輸出電壓為14V,那么負(fù)載所消耗的能量為14V*30uA即為420uW;而通過應(yīng)用本發(fā)明提供的電源適配器,如果在待機(jī)狀態(tài)下,電源適配器的輸出電壓可以從14V降低到3V,這時(shí)候顯示器等外部負(fù)載所消耗的能量為3V*30uA,是90uW,因此,與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明提供的電源適配器的待機(jī)功耗減小了將近5倍,顯著節(jié)約了電源適配器的待機(jī)能 耗。
在本發(fā)明中,需要說明的是,根據(jù)國(guó)際功耗測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)IEC62301的規(guī)定,家用電子設(shè)備待機(jī)效率5mW以下,可以稱為0.00W,因此,本發(fā)明提供的電源適配器可以說是待機(jī)零消耗的電源適配器。
基于上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明提供了一種電源適配器,其針對(duì)顯示器等負(fù)載,可以通過檢測(cè)向負(fù)載輸出的電壓值的變化,在待機(jī)狀態(tài)下,通過待機(jī)檢測(cè)控制電路來控制繼電器開關(guān)控制電路104,進(jìn)而控制電磁干擾濾波電路102(即電磁輻射抑制電路)與交流輸入電路101之間斷開連接,從而降低電源適配器的待機(jī)功耗;
同時(shí),還可以通過讓待機(jī)檢測(cè)控制電路108進(jìn)入到特定的待機(jī)burst模式,降低待機(jī)檢測(cè)控制電路108的功耗,進(jìn)而降低電源適配器的整體待機(jī)功耗。
此外,本發(fā)明還通過待機(jī)檢測(cè)控制電路108控制直流電壓輸出電路107,來降低對(duì)顯示器等負(fù)載的輸出電壓,進(jìn)而降低顯示器本身的待機(jī)功耗。
綜上所述,與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明提供的一種電源適配器,其可以顯著降低電源適配器的待機(jī)功耗,同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性,有利于為顯示器等各種負(fù)載提供穩(wěn)定供電,保證顯示器等各種負(fù)載的正常運(yùn)行,具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
此外,對(duì)于本發(fā)明提供的電源適配器,由于其只需要具有采用較少的電子部件,因此,生產(chǎn)成本較低,電磁兼容性好,有利于廣泛的生產(chǎn)普及。
此外,對(duì)于本發(fā)明提供的電源適配器,由于其只需要具有采用較少的電子部件,因此,生產(chǎn)成本較低,電磁兼容性好,有利于廣泛的生產(chǎn)普及。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。