專利名稱:一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于家用電器領(lǐng)域,尤其涉及一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控 制電路。
背景技術(shù):
許多家用電器、視聽產(chǎn)品、電腦等都有待機(jī)功能,待機(jī)時(shí)都要消耗電能,
如電腦的待機(jī)能耗約為35W,彩電的待機(jī)能耗約為5W,各國(guó)因待機(jī)而消耗 的能量約占能耗總數(shù)的3%至13%。目前,我國(guó)城市家庭的平均待機(jī)能耗已經(jīng) 占到了家庭總能耗的10%左右,相當(dāng)于每個(gè)家庭使用著一盞15W 30W的長(zhǎng)明 燈,據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)的家電每年待機(jī)消耗的能源將抵消掉整個(gè)三峽的發(fā)電量。許 多國(guó)家紛紛制定相應(yīng)的政策和措施來限制和降低待機(jī)能耗,如美國(guó)的"能源 之星"和德國(guó)的"藍(lán)色天使"標(biāo)準(zhǔn),以及歐洲經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)的EU指令。解決各種 現(xiàn)代電器普遍存在的"待機(jī)能耗"已是建設(shè)節(jié)約型社會(huì),實(shí)施節(jié)能減排環(huán)保 戰(zhàn)略任務(wù)的重大技術(shù)課題。
為降低待機(jī)能耗,許多人提出了各種解決方案,這些方案主要分為三類 1、使用獨(dú)立電源維持待機(jī)功耗,缺點(diǎn)是獨(dú)立電源本身存在電耗;2、使用電 池維持待機(jī)功耗,并為開機(jī)提供啟動(dòng)能源,缺點(diǎn)是電池的壽命一般不如家電 的使用壽命,充電電池只有反復(fù)充電約500次的壽命;3、使用電容作為電源 維持待機(jī)功耗,并為開機(jī)提供啟動(dòng)能源,缺點(diǎn)是維持待機(jī)的時(shí)間較短,待機(jī) 時(shí)電容存儲(chǔ)的電能逐漸消耗,電壓不斷降低,過一段時(shí)間后用遙控器或鼠標(biāo)、 鍵盤將不能實(shí)現(xiàn)家電的喚醒開機(jī)。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實(shí)用新型的目的是提供一種間歇式供 電的微功耗待機(jī)控制電路,實(shí)現(xiàn)家電連續(xù)待機(jī)時(shí)交流間歇式供電,大幅減少 電源本身的通電時(shí)間,降低待機(jī)總能耗。
一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,包括待機(jī)供電模塊、繼電器、
觸發(fā)電路,穩(wěn)壓電源與待機(jī)供電模塊連接,待機(jī)供電模塊與信號(hào)接收器和CPU
連接,信號(hào)接收器的輸出端與CPU的輸入端連接,其特征在于待機(jī)供電模
塊與信號(hào)接收器的電源端、CPU的電源端和繼電器的線包連接,待機(jī)供電模 塊內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)能電容,在開機(jī)時(shí)自動(dòng)充電,在待機(jī)時(shí)為信號(hào)接收器和CPU提供電能,也為繼電器提供啟動(dòng)電能;繼電器的控制電路與CPU的待機(jī)腳連接,繼電器的常開觸點(diǎn)和家電按鈕開關(guān)并聯(lián)后串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間,在按下按鈕時(shí)能跨過繼電器常開觸點(diǎn)接通電源并對(duì)電容充電,待機(jī)時(shí)繼電器的常開觸點(diǎn)切斷交流電源;間歇式觸發(fā)電路輸出端與待機(jī)供電模塊中繼電器的控制電路連接,間歇式觸發(fā)電路內(nèi)設(shè)電壓比較電路和可提供參考電壓的電容,當(dāng)儲(chǔ)能電容的電壓降到參考電壓以下時(shí),間歇式觸發(fā)電路觸發(fā)繼電器導(dǎo)通,接通交流電源進(jìn)行充電,充電后繼電器又?jǐn)嚅_,切斷交流電源,如此反復(fù)可使穩(wěn)壓電源間歇式工作。
本實(shí)用新型的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特征還在于所述待機(jī)供電模塊由電容C2、 二極管D1 、 二極管D3和三極管T1組成,二極管D1的陽(yáng)極與電源線連,Dl的陰極與電容C2的正極連接,電容C2的負(fù)極接地,電容C2的正極同時(shí)與家電的信號(hào)接收器電源端Vs、 CPU的電源端Vcc和繼電器KM的線包連接,繼電器KM線包的另一端與三極管Tl的集電極連接,三極管T1的發(fā)射極接地,三極管T1的基極與二極管D3的陰極連接,二極管D3的陽(yáng)極與CHJ的待機(jī)腳連接,CPU的待機(jī)腳有待機(jī)時(shí)輸出高電平的,也有待機(jī)時(shí)輸出低電平的,這里選擇待機(jī)時(shí)輸出低電平的待機(jī)腳。
本實(shí)用新型的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特征還在于所述間歇式觸發(fā)電路由二極管D2、電容C1和電壓比較電路組成,二極管D2的陽(yáng)極與電容C2的正極連接,二極管D2的陰極與電容Cl的正極連接,電容Cl的另一端接地,電容Cl的正極與比較器A的同相端連接,為比較器A提供參考電壓,比較器A的反向端與電容C2的正極連接,比較器A的輸出端與三極管Tl的基極連接。
在家電進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)后,CPU的待機(jī)腳輸出低電平,三極管T1截止,繼繼電器觸點(diǎn)KM1斷開,切斷交流電路,電源停止工作,實(shí)現(xiàn)交流零功耗,待機(jī)供電模塊中電容C2儲(chǔ)存的電能給信號(hào)接收器和CPU供電,維持待機(jī)狀態(tài),隨著時(shí)間的推移,電容C2的電壓會(huì)逐漸降低,當(dāng)電壓降低到另一個(gè)電容Cl提供的參考電壓以下時(shí),電壓比較電路A輸出端翻轉(zhuǎn),輸出高電平,觸發(fā)三極管T1導(dǎo)通,使繼電器常開觸點(diǎn)KM1閉合接通穩(wěn)壓電源,電容C1、 C2獲得
5充電,電壓升高,由于電容C1上串聯(lián)的二極管D2具有分壓作用,充電后電容C2的電壓會(huì)超過電容Cl的電壓,當(dāng)電容C2的電壓超過電容Cl的電壓后,比較電路A輸出端的電壓再次翻轉(zhuǎn),輸出低電平,使三極管T1截止,繼電器觸點(diǎn)K1斷開,切斷交流電路,電源又停止工作,如此反復(fù)即可實(shí)現(xiàn)間歇式供電待機(jī),待機(jī)期間交流斷開的時(shí)間可超過待機(jī)時(shí)間的99%以上,因此大大降低了待機(jī)期間電源本身和其它電路的電耗,當(dāng)信號(hào)接收器接收到遙控器或鼠標(biāo)鍵盤的喚醒開機(jī)信號(hào)時(shí),CPU的待機(jī)腳輸出高電平,三極管T1導(dǎo)通,繼電器KM得電,常開觸點(diǎn)KM1閉合,電源得電工作,進(jìn)入正常開機(jī)狀態(tài),電容Cl、 C2充電,當(dāng)家電進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時(shí),CPU的待機(jī)腳輸出低電平,三極管Tl截止,繼電器KM電路關(guān)斷,常開觸點(diǎn)KM1斷開,交流電斷開,又進(jìn)入無交流電耗的待機(jī)狀態(tài),電容C2儲(chǔ)存的電能給信號(hào)接收器和CPU供電,如此反復(fù)實(shí)現(xiàn)了家電間歇式微功耗待機(jī)的功能。
本實(shí)用新型的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特征還在于所述比較電路為滯回比較器或單限比較器或運(yùn)放電路。
本實(shí)用新型的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特征還在于所述間歇式觸發(fā)電路可由時(shí)鐘電路或CPU替代,實(shí)現(xiàn)間歇式觸發(fā)繼電器導(dǎo)通功能。
本實(shí)用新型的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特征還在于所述繼電器為固態(tài)繼電器或電磁繼電器或其它光電耦合半導(dǎo)體開關(guān)。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),所述按鈕開關(guān)K1為過度閉合觸點(diǎn),按鈕開關(guān)K1與具有自鎖功能的開關(guān)K2聯(lián)動(dòng),開關(guān)K2和繼電器常開觸點(diǎn)KM1串聯(lián)后與過度閉合觸點(diǎn)Kl并聯(lián),然后將這個(gè)串并混合電路串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間,當(dāng)按下按鈕開關(guān)K1時(shí),開關(guān)K2自鎖閉合,過度閉合觸點(diǎn)Kl短暫接通,穩(wěn)壓電源得電,給電容C1、 C2充電,進(jìn)入間歇式供電的待機(jī)狀態(tài),當(dāng)再次按下按鈕開關(guān)K1時(shí),開關(guān)K2斷開,徹底切斷市電,機(jī)器完全關(guān)閉。
因?yàn)樵诖龣C(jī)狀態(tài)時(shí),繼電器常開觸點(diǎn)K1切斷了交流電源,大部分電路失電自動(dòng)停止工作,所以可以取消部分電路,如待機(jī)控制電路、副電源等,從而降低家電的制造成本。本實(shí)用新型的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,所述家電的信號(hào)接受器可以是鼠標(biāo)、鍵盤、紅外接收器、溫度傳感器、定時(shí)電路及其它任何物理參數(shù)檢測(cè)電路,本實(shí)用新型適用于電腦、空調(diào)、冰箱、彩電、燈具等各種具有待機(jī)功能的電器。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,優(yōu)點(diǎn)是 一、該電路待機(jī)時(shí)穩(wěn)壓電源間歇
式工作,將穩(wěn)壓電源和其他電路的待機(jī)功耗降到接近零,且待機(jī)時(shí)只有信號(hào)
接收器和CPU工作,可以大幅降低待機(jī)能耗;二、使用儲(chǔ)能電容作為待機(jī)電
源,其壽命遠(yuǎn)大于各類電池的使用壽命,所以是最經(jīng)濟(jì)、最環(huán)保的待機(jī)方案。
三、該電路僅有幾個(gè)普通元件組成,成本極低,易于實(shí)施,且實(shí)施后還可取
消部分電路,從而降低家電的制造成本。
圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路圖。
具體實(shí)施方式
圖1中虛線方框內(nèi)為本實(shí)用新型的電路,箭頭表示電信號(hào)的傳遞方向,根據(jù)圖l可以看出,本實(shí)用新型的原理當(dāng)手動(dòng)按下按鈕開關(guān)時(shí),短暫接通交流電,穩(wěn)壓電源工作,交流變?yōu)橹绷鹘o家電的各控制電路供電,待機(jī)供電模塊獲得電能,開機(jī)時(shí)繼電器吸合,接通市電,家電正常工作,待機(jī)時(shí)繼電器切斷交流供電線路,由待機(jī)供電模塊儲(chǔ)存的電能給CPU、信號(hào)接收器供電,每當(dāng)電量消耗到一定程度時(shí),間歇式觸發(fā)電路觸發(fā)待機(jī)供電模塊中的繼電器控制電路,使繼電器導(dǎo)通,繼電器的常開觸點(diǎn)閉合,接通穩(wěn)壓電源,給待機(jī)供電模塊充電,充電后,觸發(fā)電路輸出端翻轉(zhuǎn),使繼電器常開觸點(diǎn)斷開,切斷交流電路,又進(jìn)入交流零功耗待機(jī)狀態(tài),如此反復(fù)可實(shí)現(xiàn)間歇式供電的微功耗待機(jī)功能,在待機(jī)時(shí)如果信號(hào)接收器收到開機(jī)信號(hào),其輸出信號(hào)經(jīng)CPU
解碼后待機(jī)腳翻轉(zhuǎn),觸發(fā)繼電器導(dǎo)通,常開觸點(diǎn)閉合,家電進(jìn)入開機(jī)狀態(tài)。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路圖,圖中虛線框內(nèi)是本實(shí)用新型的電路,依據(jù)附圖2,將相關(guān)的元件依次電連接,二極管D1的陽(yáng)極與+5V電源線連,二極管D1的陰極與電容C2的正極連接,電容C2的負(fù)極接地,電容C2的正極同時(shí)與家電的信號(hào)接收器電源端Vs、 CPU的電源端Vcc和繼電器KM連接,繼電器KM的另一端與三極管Tl的集電極連接,二極管D5與繼電器反向并聯(lián),作為三極管Tl截止時(shí)繼電器KM的放電回路,三極管Tl的發(fā)射極接地,三極管Tl的基極與二極管D3的陰極連接,二極管D3的陽(yáng)極與CPU的待機(jī)腳連接,CPU的待機(jī)腳有待機(jī)時(shí)輸出高電平的,也有待機(jī)時(shí)輸出低電平的,這里選擇待機(jī)時(shí)輸出低電平的待機(jī)腳,二極管D2的陽(yáng)極與電容C2的正極連接,二極管D2的陰極與電容CI的正極連接,電容CI的另一端接地,電容C1的正極與比較器A的同相端連接,為比較器A提供參考電壓,比較器A的反向端和電源端與電容C2的正極連接,比較器A的輸出端與二極管D4的陽(yáng)極連接,二極管D4的陰極與三極管Tl的基極連接,繼電器KM的常開觸點(diǎn)KM1與按鈕開關(guān)Kl并聯(lián)后串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間。
在圖2的電路中,二極管D1選擇導(dǎo)通壓降為0.1V的鍺二極管,二極管D2可選擇導(dǎo)通壓降0.7V的硅二極管,電容C2選擇20F的超級(jí)電容,開機(jī)后電容C2的電壓為4. 9V,電容Cl的參考電壓為4. 2V,假如CPU和信號(hào)接收器的待機(jī)電流之和為20mA,經(jīng)計(jì)算電容C2的電壓從4. 9V降到4. 2V需要12分鐘,當(dāng)電容C2的電壓低于4.2V時(shí),比較器A的輸出端電壓翻轉(zhuǎn)為高電平,觸發(fā)三極管T1導(dǎo)通,使繼電器常開觸點(diǎn)KM1閉合,接通交流電,穩(wěn)壓電源短暫工作,充電后電容C2的電壓升高,比較器A輸出端的電壓翻轉(zhuǎn)為低電平,三極管T1截止,由于繼電器KM為感性元件,三極管T1截止后繼電器KM通過二極管D5放電,會(huì)延遲一小段時(shí)間后常開觸點(diǎn)KM1斷開,又因?yàn)榉€(wěn)壓電源也具有電感特性,常開觸點(diǎn)KM1斷開后也會(huì)延遲一小段時(shí)間再停止供電,這樣比較器A輸出端的電壓變?yōu)榈碗娖胶蠓€(wěn)壓電源還會(huì)對(duì)電容C2充電一段時(shí)間,使電容C2的電壓又恢復(fù)到4. 9V,維持12分鐘待機(jī)后又會(huì)再次充電,這樣待機(jī)時(shí)每12分鐘觸發(fā)電路觸發(fā)繼電器KM導(dǎo)通一次,如此反復(fù)可實(shí)現(xiàn)家電待機(jī)時(shí)間歇式的供電,在家電的信號(hào)接收器收到開機(jī)信號(hào)時(shí),信號(hào)接收器的輸出端OUT將信號(hào)傳輸?shù)紺PU的信號(hào)輸入端IN,經(jīng)CPU解碼后,待機(jī)腳輸出高電平,觸發(fā)三極管T1導(dǎo)通,繼電器的常開觸點(diǎn)KM1閉合,穩(wěn)壓電源得電,進(jìn)入正常開機(jī)狀態(tài),圖2中的繼電器KM可選擇固態(tài)繼電器,比較器可選擇滯回比較器,電源可采用輸出5.5V的開關(guān)電源,這樣可使觸發(fā)的時(shí)間間隔更長(zhǎng)。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路圖,圖3與圖2的區(qū)別僅在于按鈕開關(guān)不同,圖3中的按鈕開關(guān)K1與具有自鎖功能的開關(guān)K2聯(lián)動(dòng),開關(guān)K2和繼電器常開觸點(diǎn)KM1串聯(lián)后與過度閉合觸點(diǎn)Kl并聯(lián),然后將這個(gè)串并混合電路串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間,按下開關(guān)K1,可對(duì)電容C2充電,開關(guān)K2聯(lián)動(dòng)并自鎖閉合,再次按下開關(guān)K1,開關(guān)K2斷開,整機(jī)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,包括待機(jī)供電模塊、繼電器、觸發(fā)電路,穩(wěn)壓電源與待機(jī)供電模塊連接,待機(jī)供電模塊與信號(hào)接收器和CPU連接,信號(hào)接收器的輸出端與CPU的輸入端連接,其特征在于待機(jī)供電模塊與信號(hào)接收器的電源端、CPU的電源端和繼電器的線包連接,待機(jī)供電模塊內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)能電容;繼電器的控制電路與CPU的待機(jī)腳連接,繼電器的常開觸點(diǎn)和家電按鈕開關(guān)并聯(lián)后串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間;間歇式觸發(fā)電路輸出端與待機(jī)供電模塊中繼電器的控制電路連接,間歇式觸發(fā)電路內(nèi)設(shè)電壓比較電路和可提供參考電壓的電容。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特 征在于待機(jī)供電模塊由電容(C2)、 二極管(D3)和三極管(Tl)組成, 電容(C2)的正極與電源線連接,電容(C2)的負(fù)極接地,電容(C2)的 正極同時(shí)與家電的信號(hào)接收器電源端(Vs)、 CPU的電源端(Vcc)和繼電器(KM)的線包連接,繼電器(KM)線包的另一端與三極管(Tl)的集電極 連接,三極管(Tl)的發(fā)射極接地,三極管(Tl)的基極與二極管(D3) 的陰極連接,二極管(D3)的陽(yáng)極與CPU的待機(jī)腳連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特 征在于間歇式觸發(fā)電路由二極管(D2)、電容(Cl)和電壓比較電路組 成,二極管(D2)的陽(yáng)極與電容(C2)的正極連接,二極管(D2)的陰極 與電容(Cl)的正極連接,電容(Cl)的另一端接地,電容(Cl)的正極 與比較器(A)的同相端連接,為比較器(A)提供參考電壓,比較器(A) 的反向端與電容(C2)的正極連接,比較器(A)的輸出端與三極管(Tl) 的基極連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特 征在于繼電器為固態(tài)繼電器或電磁繼電器或其它光電耦合半導(dǎo)體開關(guān)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特 征在于間歇式觸發(fā)電路也可以由時(shí)鐘電路或CPU替代,實(shí)現(xiàn)間歇式觸發(fā) 繼電器導(dǎo)通的功能。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路, 其特征在于所述比較電路為滯回比較器或單限比較器或運(yùn)放電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,其特征在于所述按鈕開關(guān)(K1)為過度閉合觸點(diǎn),按鈕開關(guān)(K1)與具有自鎖功 能的開關(guān)(K2)聯(lián)動(dòng),開關(guān)(K2)和繼電器常開觸點(diǎn)(KM1)串聯(lián)后與過度閉合 觸點(diǎn)(Kl)并聯(lián),然后將這個(gè)串并混合電路串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間。
專利摘要一種間歇式供電的微功耗待機(jī)控制電路,包括待機(jī)供電模塊、繼電器和間歇式觸發(fā)電路,待機(jī)供電模塊與信號(hào)接收器的電源端、CPU的電源端和繼電器的線包連接,待機(jī)供電模塊內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)能電容,開機(jī)時(shí)自動(dòng)充電,待機(jī)時(shí)為信號(hào)接收器和CPU提供電能,也為繼電器提供啟動(dòng)電能;繼電器的常開觸點(diǎn)和家電按鈕開關(guān)并聯(lián)后串聯(lián)在市電和穩(wěn)壓電源之間,待機(jī)時(shí)切斷交流電源;間歇式觸發(fā)電路內(nèi)設(shè)電壓比較電路和可提供參考電壓的電容,當(dāng)儲(chǔ)能電容的電壓降到參考電壓以下時(shí),觸發(fā)電路觸發(fā)繼電器導(dǎo)通,接通交流電進(jìn)行充電,充電后繼電器又?jǐn)嚅_,切斷交流電源,如此反復(fù)可使穩(wěn)壓電源間歇式工作,優(yōu)點(diǎn)是家電待機(jī)時(shí)穩(wěn)壓電源間歇式工作,大幅節(jié)約了待機(jī)能耗。
文檔編號(hào)H03K17/28GK201397454SQ20082023837
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者錢和革 申請(qǐng)人:錢和革