专利名称：一种待机控制模块及电视机的制作方法
技术领域：
本发明属于电视技术领域，具体地说，是涉及一种可以有效降低电子产品待机功耗的电路以及采用所述待机控制模块设计的电视机。
背景技术：
国际能源署(IEA)于2000年向全球电器产品生产销售厂商发起节能倡议“I瓦计划”，现已经得到欧盟、美国的积极响应。2010年所有出口到这些地区的电器产品其待机功耗必须降低到I瓦以内，其中，欧盟委员会的强制性指令要求到2012年后所有电视产品必须满足待机功耗小于O. 5W，以达到新的能源之星计划要求的标准。电视产品的待机功率损耗主要由两部分组成电源板系统待机功率损耗和解码控制系统待机功率损耗。
电视机大多采用开关电源电路来设计其电源板，开关电源在待机状态下的主要损耗类型包括功率管开关损耗、驱动损耗、变压器磁芯损耗、输出整流管反向恢复损耗等。其中，功率管开关损耗为主要因素，其大小与开关频率相关，所以降低开关频率可以减少开关损耗。在现有技术中，电视机在开机和待机后大都保持主板供电电压不变，如图I所示，是通过电源部分降低AC-DC芯片(即电源主芯片)的占空比来实现的，可以将待机功耗控制在IW以下，但是要达到新的O. 5W以下的要求从设计方面来讲就比较困难了。或者，当电视机处于待机状态时，启动专门的待机控制芯片及相关的开关电路来满足待机工作需要，但这样就需要至少两个控制芯片，两颗功率开关管的情况，成本相对较闻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种待机控制模块，以满足电子设备整机待机功耗小于O. 5W的设计要求。为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案予以实现一种待机控制模块，包括主板和电源板，在主板和电源板之间还包括反馈模块，用于将所述主板的供电需求信号反馈至所述电源板；所述反馈模块包括待机控制电路，用于将所述主板的供电需求信号转换为控制信号输出；电压输出电路，用于根据所述待机控制电路的控制信号输出供电电压至所述主板并产生反馈参考信号；及信号转换电路，用于将所述电压输出电路产生的反馈参考信号进行转换，形成反馈信号输出至电源板；电源板接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号调整电路负载能力。进一步地，所述待机控制电路包括主板待机控制端，用于根据所述主板的供电需求信号输出主板待机控制信号；及与所述主板待机控制端相连接的开关元件，用于将所述主板待机控制信号转换为开关控制信号输出；所述电压输出电路包括主板供电电压端，用于向主板提供供电电压；和反馈參考信号端，用于向所述信号转换电路输出反馈參考信号；所述信号转换电路包括可调基准源元件及光耦，所述可调基准源元件接收所述反馈參考信号并与自身基准信号比较后，放大输出至所述光耦，所述光耦输出反馈信号至电源板。再进ー步地，所述开关元件为ー NPN型三极管；和/或所述电压输出电路包括第一分压电阻，第二分压电阻，第三分压电阻及第四分压电阻；
所述三极管基极连接所述主板待机控制端，发射极接地，集电极与所述主板供电电压端之间串联所述第一分压电阻；所述可调基准源元件參考极与所述第一分压电阻串联后，与所述第二分压电阻并联连接至所述主板供电电压端；所述第三、第四分压电阻并联后一端接地，另一端与所述可调基准源元件參考极相连；所述信号转换电路包括一个可调基准源元件和ー个光耦，所述光耦输入端连接在所述主板供电电压端与所述可调基准源元件输出引脚之间，输出端集电极连接所述电源板反馈控制端，发射极接地。进ー步地，所述第一、第二分压电阻分别大于所述第三、第四分压电阻的阻值。进ー步地，所述电源输出电路还包括第一ニ极管和第二ニ极管，所述第一ニ极管阴极连接所述三极管集电极端，阳极连接所述第一分压电阻，所述第二ニ极管阴极连接所述可调基准源元件參考极，阳极连接所述第一分压电阻；和/或所述光耦输入端之间串联电阻，和/或所述可调基准源元件的输出引脚和參考引脚之间包括由电阻和电容组成的补偿电路，和\或所述三极管基极与发射极之间包括电阻和电容组成的滤波电路。进ー步地，所述电源板包括变频芯片，和/或所述主板还包括DC-DC电压转换电路。进ー步地，所述电源板接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号调整电路负载能力包括所述电源板反馈控制端接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号变化调整芯片エ作频率或输出脉冲占空比，从而调整电路负载能力。进ー步地，所述主板供电电压端在待机时的输出电压小于开机时的输出电压。再进ー步地，待机时，所述主板待机控制端输出低电平信号，所述主板供电电压端为7. 5V，和/或开机时，所述主板待机控制端输出高电平信号，所述主板供电电压端为12V。本发明还提供了ー种电视机，包括主板和电源板，在主板和电源板之间还包括反馈模块，用于将所述主板的供电需求信号反馈至所述电源板；所述反馈模块包括待机控制电路，用于将所述主板的供电需求信号转换为控制信号输出；电压输出电路，用于根据所述待机控制电路的控制信号输出供电电压至所述主板并产生反馈参考信号；及信号转换电路，用于将所述电压输出电路产生的反馈参考信号进行转换，形成反馈信号输出至电源板；电源板接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号调整电路负载能力。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明提供的待机控制模块结构 简洁，成本较低，能够提供在开机和待机两个状态下不同的供电电压值，且待机状态下的供电电压小于开机状态下的供电电压。主板待机控制信号的弓I入还使得在主板和电源板之间形成一个反馈机制，从而使电源电路能够根据电路负载变化及时调整电源板尤其是采用芯片处理的电源系统的主芯片输出脉冲的占空比及工作频率，降低了整个电路的功率损耗，实现了整机系统待机功耗小于O. 5W的设计要求和节能环保的目的，也增加了产品竞争力。结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图I为现有技术中一种待机电路的示意图。图2为本发明实施例所提供的一种待机控制模块的结构框架图。图3为本发明另一实施例所提供的一种待机控制模块的电路原理图。图4为图3实施例开机状态下的等效电路图。图5为图3实施例待机状态下的等效电路图。图6为图3实施例从开机到待机状态转换的波形图。图7为图3实施例从待机到开机状态转换的波形图。
具体实施例方式需要说明的是，一般在电子设备中，电源板为主板提供某一稳定值的供电电压，通常是一个较高的电压值，主板还会根据具体的电路元件所需的电压值，进行DC-DC转换，以便提供安全的电压值，通常是一个较低的电压值。这一转换无论是电子设备开机状态还是待机状态都会应用到。在正常开机状态下，主板电路带载较重，电源板尤其是采用芯片处理的电源系统，具体的可以是主芯片需要输出较大占空比，或者同时提高工作频率，来满足电路的负载要求，因此明显的，功耗较大；而在待机状态时，主板只有小部分电路在工作，带载较轻，因此电源主芯片一般通过调整减小输出占空比或者降低工作频率，来达到降低损耗的目的，实现低功耗待机。下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一，图2为本发明实施例的结构框架图，如图所示，虚线框内为反馈模块，主板上的控制芯片(图中未示出)输出STB待机控制信号，提供给反馈模块中的待机控制电路，以便将所述主板的供电需求信号转换为开关控制信号输出；电压输出电路，用于根据所述待机控制电路的开关控制信号输出供电电压至所述主板并产生反馈參考信号；信号转换电路，用于将所述电压输出电路产生的反馈參考信号，在本实施中为电压信号，进行转换，形成反馈信号，在本实施中反馈信号为经过信号转换电路放大的电流信号，输出至电源板的即芯片反馈控制端，即图示的FB端；从而电源板尤其是采用采用芯片处理的电源系统，具体地由其主芯片根据反馈信号变化调整芯片工作频率或输出占空比，从而调整电路负载能力。实施例ニ，如图3所示，STB端为来自主板上的控制芯片(图中未示出)的待机控制信号，Vl为ー NPN型三极管开关元件，当然，也可以选择PNP型三极管或者其他开关元件。STB端连 接三极管Vl引脚I基扱，并串联有一保护电阻R1，在本实施例中，优选的可为4. 7K ;引脚2发射极接地，同时在引脚I基极与地之间连接有电阻R2和电容Cl组成的滤波电路。三极管Vl引脚3集电极通过第一ニ极管VDl串联第一分压电阻R6，其中二极管VDl阴极2连接三极管Vl集电极，阳极I连接R6。STB端输出的待机控制信号控制三极管开关元件的通断，输出开关控制信号，从而控制下ー级电路。本实施例中，下ー级电路为电压输出电路，包括第一分压电阻R6，第二分压电阻R5，第三分压电阻R3以及第四分压电阻R4，第一ニ极管VD1，第二ニ极管VD2组成的分压网络，其中二极管VD1，VD2起到稳压和保证良好单向导通性的作用。第二ニ极管VD2阳极I连接第一分压电阻R6，阴极连接可调基准源元件參考端。优选地，R5阻值为12K，R3、R4阻值为6. 2K。VD1，VD2可选用型号为1N4148的开关ニ极管。该电压输出电路接受前端开关信号，输出不同的电压值至主板供电电压端VOUT，同时还产生參考电压信号至可调基准源。本实施例中可调基准源元件NI，优选地，可选用型号为TL431的三端分流基准源器件，其自身基准电压为2. 5V，即引脚I參考端VR的基准电压为2. 5V。NI接受參考电压信号后与自身基准电压信号进行比较，并将误差值进行放大后通过输出引脚3阴极输出。另夕卜，可调基准源NI參考端VR和阴极3之间连接有电阻R7和C2组成的补偿网络。N2为光耦器件，优选地，可选用较为常用的线性光耦PC817，起到反馈和上下级电路隔离的作用，其工作原理为电信号(在本实施例中为电流信号)通过输入端引脚I阳极，引脚2阴极输入，激励发光器发光，输出端即受光器端导通将光信号转换为电信号并输出，随着输入端电信号的改变，输出端电信号也随之改变，在本实施例中，受光端输出引脚4输出电流信号至电源主芯片(图中未示出)的反馈控制端FB。另外，阳极I和阴极2分别通过电阻R8，R9连接至VOUT主板供电电压端。电源板，在本实施例中，具体地可以为电源板的主芯片接收到反馈信号，根据反馈信号的变化间接反映电路的带载需求，从而调整输出脉冲占空比和工作频率。下面以图3为例，具体的介绍本实施例中电路的工作原理。在本实施中，通过增加一个主板待机信号控制端，并增加电压输出电路，在电源板与主板之间引入了反馈机制，使电源板能够及时的根据电路负载需求作出反应。该待机控制信号输出引脚利用了现有主板控制芯片的预留引脚，不增加硬件成本，根据主板控制输出高、低电平信号，如5V或0V。当待机控制端STB为高电平吋，即为开机状态信号，可能为硬开机信号或者从待机状态转为开机状态，；当主板STB端信号为低电平时,为待机信号。现有技术中，如图I所示，无论在开机还是待机状态，主板供电电压端VOUT = VR* ((R5+ (R3 Il R4)) / (R3 Il R4))，将VR = 2. 5V, R3 = R4 = 6. 2K, R5 = 12K，代入可得，VOUT = 12. IV,即待机和开机状态下主板对电源板无反馈机制，待机状态供电电压与开机状态供电电压相同，在这样的情况下，在待机状态时，为了降低损耗，虽然电源主芯片的输出占空比会进行调整，适当降低，但是整个系统损耗并不能达到O. 5W以下的要求。具体地，在本实例中，当电子产品处于开机状态时，主板控制芯片控制STB端输出高电平信号，参照图3可知，此时三极管Vl导通并达到饱和状态，相当于开关处于闭合状态，二极管VDl导通，可得此时的等效电路如图4所示，由此等效分压网络可得VOUT = VR*(R2+(R3 Il R4)) / (R3 Il R4)； 将VR = 2. 5V，R1 = R2 = 12K，R3 = R4 = 6. 2K数值代入可得，此时主板供电电压
端VOUT = 12V. I0以满足主板正常工作需要。当用户操作遥控器选择由开机状态转为待机状态时，主板控制芯片控制STB引脚输出低电平信号，此时三极管Vl因发射结正偏而截止，相当于开关处于断开状态，可得此时的等效电路如图5所示，同样由此等效分压网络可得VOUT = VR* ((R2 Il Rl) + (R3 Il R4)) / (R3 Il R4)；将VR = 2. 5V，R1 = R2 = 12K，R3 = R4 = 6. 2K数值代入可得，此时主板供电电压
端VOUT = 7. 5V。图6为采用图3所示实施例电路后开机到待机时的瞬间VOUT波形变换图，由图6可知，此时主板供电电压由a处12V下降到b处7. 5V左右(图中均未示出数值)。此时同样由图5等效电路网络可知，可调基准源NI的参考端VR = VOUT/((R2+(R3 Il R4)) / (R3 Il R4))，若VOUT保持为12V时，计算可知VR = 4V，大于基准电压
2.5V，可调基准源NI将参考电压与基准电压相比较，将此误差信号转换一个放大的电信号输出给光耦N2，而当VOUT为7. 5V时，相当于VR处的电压值下降，与自身基准电压基本一致，相应的，在引脚3阴极输出一个小于刚才VOUT = 12V时的电信号，光耦N2接受到减小的电信号，同时将此信号进行隔离通过引脚4输出给电源主芯片反馈控制引脚，即FB端。电源主芯片接收到根据接收到的反馈信号的变化，判断此时主板带载需求较低，会及时作出调整，使在满足主板待机工作状态的前提下，减小输出脉冲占空比，降低工作频率，从而使整个系统功耗降低，同时较小的脉冲占空比和芯片工作频率也可以降低电源电路开关的开关频率，比如MOS功率管，其损耗也随之降低，经仪器设备测试，本实施例电路可实现整个系统待机功耗小于O. 5W的要求。直观的来讲，此时待机电压为7. 5V,电源主芯片输出的脉冲占空及工作频率均要比待机电压为12V时的要低，因此降低的损耗也更多。同时，对于主板上的DC-DC转换来讲，原来要实现从12V转换到例如5V的电压，采用本实施例的电路之后，只需将7. 5V的电压转换为5V的电压，转换效率也提高了，避免了不必要的电压损失。同时如图6所示，在由开机12V转为待机7. 5V状态时，电压下降瞬间的过程中，由于反馈机制原因，会出现瞬间电压的抖动现象，如图中b处7. 5V水平线与a处12V电平线(图中均未标出数值)下降沿相交处所示，此下降抖动值小于7. 5V，而对于主板而言，在待机状态下的正常工作电压为5V，如果此抖动最低值小于主板待机工作电压5V时，将不能正常启动待机工作状态，造成待机失败，而经试验验证，此电压抖动最低值约为5. 6V，满足了不小于5V的要求。当然了，也综合考虑了其他电路元件影响的前提下，若能将此抖动范围减小，那么就可以获得高于5V而低于7. 5V的其他值，从而更好的降低待机功耗。原理在此不再赘述。图7为采用了本实施例电路时由关机状态到待机再到开机状态时的VOUT波形变化图。VOUT电压值由OV上升到7. 5V，最终稳定到12V。综上所述，本实施例提供的待机控制模块，结构简洁，成本较低，能够提供在开机 和待机两个状态下不同的供电电压值，且待机状态下的供电电压小于开机状态下的供电电压。主板待机控制信号的引入还使得在主板和电源板之间形成一个反馈机制，从而使电源板电路能够根据电路负载变化及时调整主芯片输出脉冲的占空比及工作频率，降低了整个电路的功率损耗，实现了整机系统待机功耗小于O. 5W的设计要求和节能环保的目的，也增加了产品竞争力。同时，本发明还提供了ー种电视机产品，包括主板和电源板，在主板和电源板之间还包括反馈模块，用于将所述主板供电需求反馈至所述电源板；所述反馈模块包括待机控制电路，用于将所述主板供电需求转换为控制信号输出；电压输出电路，用于根据所述待机控制电路的控制信号输出供电电压至所述主板并产生反馈參考信号；及信号转换电路，用于将所述电压输出电路产生的反馈參考信号进行转换，形成反馈信号输出至电源板； 电源板接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号调整电路负载能力。该电视机产品通过增加主板待机控制信号，以及电压输出电路和信号转换电路，在主板和电源板之间引入了反馈机制，使待机状态下电源板尤其是采用采用芯片处理的电源系统的主芯片以较小的输出脉冲占空比，和较低的工作频率就可满足待机带载需求，从而较好的降低了电路损耗，实现整机待机功耗小于O. 5W的设计要求，实现节能环保的目的，同时该电路结构简洁，成本较低，也进ー步増加了产品竞争力。当然，上述待机控制模块电路还可以应用在其他具有待机功能的电器设备上，t匕如空调，电脑，移动电视等，从而为该电器设备提供较好的待机方案。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种待机控制模块，包括主板和电源板，其特征在于在主板和电源板之间还包括反馈模块，用于将所述主板的供电需求信号反馈至所述电源板； 所述反馈模块包括 待机控制电路，用于将所述主板的供电需求信号转换为控制信号输出； 电压输出电路，用于根据所述待机控制电路的控制信号输出供电电压至所述主板并产生反馈参考信号； 及信号转换电路，用于将所述电压输出电路产生的反馈参考信号进行转换，形成反馈信号输出至电源板； 电源板接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号调整电路负载能力。
2.根据权利要求I所述的待机控制模块，其特征在于 所述待机控制电路包括主板待机控制端，用于根据所述主板的供电需求信号输出主板待机控制信号；及与所述主板待机控制端相连接的开关元件，用于将所述主板待机控制信号转换为开关控制信号输出； 所述电压输出电路包括主板供电电压端，用于向主板提供供电电压；和反馈参考信号端，用于向所述信号转换电路输出反馈参考信号； 所述信号转换电路包括可调基准源元件及光耦，所述可调基准源元件接收所述反馈参考信号并与自身基准信号比较后，放大输出至所述光耦，所述光耦输出反馈信号至电源板。
3.根据权利要求2所述的待机控制模块，其特征在于 所述开关元件为一 NPN型三极管；和/或 所述电压输出电路包括第一分压电阻，第二分压电阻，第三分压电阻及第四分压电阻； 所述三极管基极连接所述主板待机控制端，发射极接地，集电极与所述主板供电电压端之间串联所述第一分压电阻； 所述可调基准源元件参考极与所述第一分压电阻串联后，与所述第二分压电阻并联连接至所述主板供电电压端； 所述第三、第四分压电阻并联后一端接地，另一端与所述可调基准源元件参考极相连； 所述信号转换电路包括一个可调基准源元件和一个光耦， 所述光耦输入端连接在所述主板供电电压端与所述可调基准源元件输出引脚之间，输出端集电极连接所述电源主芯片反馈控制端，发射极接地。
4.根据权利要求3所述的待机控制模块，其特征在于 所述第一、第二分压电阻分别大于所述第三、第四分压电阻的阻值。
5.根据权利要求4所述的待机控制模块，其特征在于 所述电源输出电路还包括第一二极管和第二二极管， 所述第一二极管阴极连接所述三极管集电极端，阳极连接所述第一分压电阻， 所述第二二极管阴极连接所述可调基准源元件参考极，阳极连接所述第一分压电阻；和/或 所述光耦输入端之间串联电阻，和/或 所述可调基准源元件的输出引脚和参考引脚之间包括由电阻和电容组成的补偿电路，和\或 所述三极管基极与发射极之间包括电阻和电容组成的滤波电路。
6.根据权利要求I所述的待机控制模块，其特征在于 所述电源板包括变频芯片，和/或 所述主板还包括DC-DC电压转换电路。
7.根据权利要求I所述的待机控制模块，其特征在于 所述电源板接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号调整电路负载能力包括 所述电源板反馈控制端接收所述反馈信号，所述电源板根据所述反馈信号变化调整工作频率或输出脉冲占空比，从而调整电路负载能力。
8.根据权利要求1-7任一所述的待机控制模块，其特征在于 所述主板供电电压端在待机时的输出电压小于开机时的输出电压。
9.根据权利要求7所述的待机控制模块，其特征在于 待机时，所述主板待机控制端输出低电平信号，所述主板供电电压端为7. 5V，和/或 开机时，所述主板待机控制端输出高电平信号，所述主板供电电压端为12V。
10.一种电视机,包括主板和电源板,其特征在于包括权利要求1-9任一所述的待机控制模块。
全文摘要
本发明公开了一种待机控制模块及电视机，该待机控制模块包括反馈模块，其中反馈模块包括待机控制电路，电压输出电路，及信号转换电路，所述待机控模块根据主板需求控制所述电压输出电路为主板提供不同的供电电压，同时输出参考反馈信号至所述信号转换电路，所述信号转换电路输出反馈信号至电源板反馈端，电源板根据反馈信号调整电路负载能力。本发明待机控制模块在主板与电源板之间形成反馈机制，从而使电源板能够根据电路负载变化及时调整输出脉冲的占空比及工作频率，降低了整个电路的功率损耗，实现整机系统待机功耗小于0.5W的设计要求和节能环保的目的，增加了产品竞争力。
文档编号H04N5/63GK102685420SQ201110184558
公开日2012年9月19日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年3月8日
发明者迟洪波, 韩文涛 申请人:青岛海信电器股份有限公司