专利名称：开关电源的待机省电装置及其省电方法
技术领域：
本发明涉及待机省电装置，尤其是涉及对于被使用在家用电器 开关电源上的，可以减少其待机电量的待机省电装置及其方法.
背景技术：
通常，使用在家用电器上的开关电源(SMPS; Switching Mode Power S叩ply)转换控制常用交流电源(AC)，向系统即控制器等各个负荷供 应适当的直流电源(DC)。
这样的家用电器有执行相关功能的运行模式和在运行模式结束后: 等待接受按钮输入或遥控信号以便执行运行模式的待机模式。在这里， 上述运行模式和待机模式是通过将开关电源运行下的直流电源供应给 系统来实现的.
图l是现有开关电源的构成图。
参照图1,由以下几部分构成
整流常用交流电源后输出直流标准电源的整流器11;
去掉上述整流器ll中直流标准电源的脉动成分，稳流直流标准电 源的稳流器13;
改变上述稳流器13稳流的直流电压的变压器15;
充电和放电上述变压器15稳流直流电压的充放电器17;
根据上述充放电器17反馈的直流电压，用转换模式驱动变压器15, 使稳流的直流电压在变压器15里间断地流动来进行控制的转换模式控 制器19。在这里，上述充放电器17是电容。
图2是在一般的运行模式时，开关电源的输出电压和损耗的波形图。
参照图2，例如，开关电源对运行电压为5V的系统，施加如参照 符号(D的、近似于5V的小脉动(Ripple)的运行电压.这时，上述开 关电源10在一定周期期间反复开/关，就会出现如参照符号⑥的损耗。
另外，在将家用电器的待机电量规格降到1瓦(Watt)以下的同 时，开关电源为提高效率，将现有的IO弄成了触发模式(BurstMode) 或脉冲跳跃4莫式(Pulse Skipping Mode)。因此，上述触发才莫式或脉冲 跳跃^t式虽增大了输出电压的脉动(Ripple)变动幅度，却减少了开 关电源10的运行时间，所以是有效益的方式.
图3是现有开关电源在待机模式时，开关电源的输出电压和损耗 的波形图。
参照图3,首先，开关电源10在待机模式时，具有关闭(Shut-Down) 运行电压的停止期区间(B),还具有停止期区间(B)之后，施加脉动变 动幅度增大的电压的区间(A)。
即，在施加4. 5 ~ 5. 5V之间变动幅度的^c动电压的A区间期间， 充放电器17充电4. 5-5. 5V之间的脉动电压。之后，在B区间期间， 上述充放电器17放电已充的电压。因在上述A区间时施加给系统的脉 动电压是4. 5~5. 5V之间的电压，所以，上述停止期区间的B区间时， 充放电器17放电的电压达到4. 5V的时候，再次回到A区间。
因此，如上所述，控制待机模式与运行模式时不同，以现有技术 能够将开关电源在降低消耗电量的同时，提高开关电源的效率.
而，如上所述，现有开关电源在运行待机模式时，与运行模式相 比，通过触发模式或脉冲跳跃模式，虽然能使开关电源增加效率，但
是考虑到系统的待机模式电量，存在以下问题，即不改变达到0.5 瓦的现有开关电源方式，就不可能满足待机电量的规格。甚至发生降 低上述开关电源的效率。
发明内容
本发明是为解决上述问题而发明的。目的是提供一种开关电源 的待机省电装置及方法，即、在待机模式时，提高开关电源输出端的 电容的耐压，通过增加电容的输出电压，进而减少待机模式时的开关 电源的祠4几电量。
本发明的目的是提供一种开关电源的待机省电装置及其方法， 即通过提高开关电源的电容耐压，得到应对于系统的电量消耗量无关 的、规格化了的待机电量。
另外，本发明的另一目的是提供一种开关电源的待机省电装置 及其方法，有效地减少开关电源的待机电量，使负荷的体积达到最小 化。
为实现上述目的，本发明由以下部分构成
根据输入的第1控制信号或第2控制信号，将整流及稳流所得到 的直流电压变换为负荷要求电压或高于负荷要求电压的高电压后，降 频变换为 一定标准输出的开关电源；
工作才莫式时，向上述开关电源输出上述第1控制信号，待机模式 时，输出上述第2控制信号，进而接收开关电源所输出的电压，以运 行模式及待机模式工作的上述负荷的系统。
同时，为实现上述目的，本发明还包括如下步骤 整流及稳流常用交流电源生成直流电压的步骤； 根据是否发出第1控制信号或第2控制信号，判断当前模式的步
骤；
如果上述判断结果是发出第1控制信号，就识别为运行^t式，将 上述直流电压变化为一定标准的系统要求电压，传送给主系统及待机 系统的步骤；
如果判断结果是发出第2控制信号，就识别为待机;漠式，将上述 直流电压变化为一定标准的待机系统要求电压，传送给待机系统的步 骤。
如上所述，本发明的效果在于家用电器等在待机模式时，开关 电源的直流电压输出负荷要求电压以上的高电压，将输出的高电压下 降到负荷要求的电压，再供应给负荷，在待机模式时，最小化开关电 源的转换运行，不仅具有更长的停止期，而且能减少开关电源的待机 电量并使电量损耗达到最小化。
同时，对应系统的待机电量，使开关电源的待机电量最小化，可 以满足待机电量规定下的待机电量规格。
另外，在有效地减少开关电源的待机电量的同时，还可以使装置 的体积达到最小化以及在大量生产开关电源时能够降低费用。
图l是现有开关电源的构成图.
图2是在一般的运行模式时，开关电源的输出电压和损耗的波形图。
图3是现有开关电源在待机模式时，开关电源的输出电压和损耗 的波形图。
图4是依本发明实施例，开关电源的待机电量减少装置的构成图。
图5是图4中充放电器的输出电压波形和开关电源的转换区间的 波形图。
图6是依本发明实施例的开关电源的待机电量减少方法的流程图。 * * *附图主要部符号"i兌明* * * 20:开关电源 23:充放电器 27:直流/直流变频器 31:主系统
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说听。
在下面的说明中，只说明对理解本发明的运行及作用必要的部分， 有意省略其他部分的说明，以便不分散本发明的要旨。
21:直流电压发生器 25:开关器 30:系统 33:祠—几系统
为更全面地理解本发明，在下面的说明中，将出现关于减少开关 电源的待机电量的特征详情。这一技术领域技术人员完全可以明白， 没有这些特征详情，或依靠它们的变型也能很容易地实施本发明。
图4是依本发明实施例的开关电源的待机省电装置的构成图。
参照图4,首先，开关电源20具有与现有技术相同的内部构成， 即包括了图1的整流器11、稳流器13、变压器15的直流电压发生器 21、充放电器23及开关器25。所以，上述开关电源20在对输入的常 用交流电源(AC)进行整流及稳流之后，去掉稳流电压的脉动成分。
之后，上述直流电压发生器21根据运行模式和待机模式将变换为 不同的一定标准的电压输出给充放电器23。
第一，上述运行模式时，转换模式控制器(未图示)接到来自待 机系统33的第1控制信号后进行控制，使已变换为上述一定标准的电 压变换为系统要求电压。上述已变换为一定标准的电压在充放电器23 充电和放电，并通过接通(ON)开关器25,输出给上述系统30。这时， 直流/直流变频器27不起作用(disable).
第二，上述待机模式时，转换模式控制器接到来自待机系统33的 第2控制信号后进行控制，使已变换为上述一定标准的电压变换为篱 *^,胁系>30秀表电压的电压。之后，根据上述第2控制信号，高驚 ，樣乾0^>长％^^^葬通过开启的上述直流/直流变频器27被降频变 换为待机系统要求的电压，被输入到待机系统33。在这里，为了充放
电并输出驚,亂幾噪统歲3:漆恭电應餘电谆，应使用内压大的电容. 上述电容具有与下面数学式i相同的储藏能量特性。
数学式1
E二会C^[J]上式的E表示电容储藏能量，C表示电容的容量，V
表示电容的输出电压。即，通过上面数学式l可以得出电容(C)输出 电压越高，储藏的能量越多。
例如，如果说施加给上述电容(C)的电压是4V，那么电容(C) 储藏的能量是16V，电容(C)将输出16V。
所以，在上述充放电器23设置耐压大的电容(C),就能输出高于 待机系统33要求电压的电压，开关电源20将具有长时间的不进行转 换运行的停止期。所以，能减少上迷开关电源20的待机电量，提升效率。
图5是图4中充放电器的输出电压波形和开关电源的转换区间的 波形图。A区间是运行模式区间，B区间是待机模式区间。首先，在上 述A区间，如(D所示，充放电器23充放电并输出经过开关器输出的系 统要求电压。这时，转换模式控制器进行控制，以便开关电源20间断 地转换。
之后，在上述B区间，上述转换模式控制器接到来自待机系统33 的第2控制信号后进行控制，使改变到高于寡錄4§蕃泉电速'#啡喊， 输出给充放电器23。接着，到l《ii杀统:邻泰ii^压的峰值为止， 在上述充放电器23充电一定的电压，如果充电结束，就开始放电.上 述充放电器23开始放电时，上述开关电源关闭。
这样，上述充放电器23的输出电压波形具有和①一样的波形。之 后，如果上述充放电器23的放电电压达到系统23的最小要求电压， 上述转换模式控制器就让开关电源运行。
由此可知与现有的开关电源的转换运4亍相比，上述开关电源20 的间断转换运行的⑨波形的停止期更长。而且，与现有开关电源相比， 开关电源20的损耗也减少了。 -
之后，必须将通过上述充放电器23输出的电压下降为系统30的 要求电压。这就要用到后面叙述的直流/直流变频器27。
上述直流/直流变频器27在待机模式时接到来自待机系统33的第 2控制信号，降频变换为上述待机系统33的要求电压下的一定标准后 输出。在这里，输入直流/直流变频器27的电压是高于上述系统30要 求电压的电压，所以降压为上述系统30要求的电压后输出。
结果，上述直流/直流变频器27在运行模式时27被关闭(OFF)， 在待机模式时被打开(ON),变换前面已述的电容(C)的输出电压， 输出给待机系统33。
图6是依本发明实施例的开关电源的待机省电方法的流程图.
参照图6,为启动家用电器的特定运行，首先，使用者操纵遥控器 或者家用电器的功能键。
在611步骤，上述家用电器执行相关功能键下的特定运行，进行 613步骤,转换到运行模式。在这里，上述运行模式是上面已述的图5 的A区间。
在615 ~ 619步骤，已转换为运行模式的家用电器的运行模式控制 器接到来自待机系统33的第1控制信号后进行控制，使已整流及稳流 的直流电压变换为一定标准的系统要求电压。上述系统要求电压通过 充放电器23和处于接通状态的开关器25,输出给系统30的主系统31 及待机系统33。这时，上述直流/直流变频器33不起作用。由此，上 述家用电器执行特定运行。
之后，在621步骤，判断上述运行模式是否结束，如果运行模式 结束，则进行623步骤，转换为待机模式。
但是，如果上述判断结果是运行模式没有结束，就重返上述617 步骤， 一直到运行;漠式结束为止，都反复4丸行上述过程。
在625 ~ 629步骤，上述转换模式控制器接到来自待机系统33的 第2控制信号后进行控制，使稳流直流电压变换为高于待机系统33要 求电压的电压。在这里，根据上述第2控制信号，开关器25被断开， 直流/直流变频器33发挥作用。
这样，上述已变换的电压在内压大的电容充电和放电，通过上述 直流/直流变频器27,这个电容的输出电压以一定标准被降频变换为系 统要求电压，供应给待机系统33。
即，如上述图5所示的 波形，用与运行;漠式相同的电压供应给 待机系统33。因此，在本发明的上述待机才莫式时，开关电源20与现有 开关电源相比，更能使待机电量最小化。
另外，在本发明的详细说明中，虽然有关于具体实施例的说明， 但是在不脱离本发明范围的限度内可以进行多样的变更以及修改.因
此，本项发明的范围并不局限于说明的实施例，必须要才艮据权利范围 来确定其技术性范围。
权利要求
1、一种开关电源的待机省电装置，其特征在于，包括以下部分根据输入的第1控制信号或第2控制信号，将整流及稳流所得到的直流电压变换为负荷要求电压或高于负荷要求电压的高电压后，降频变换为一定标准输出的开关电源；工作模式时，向上述开关电源发出上述第1控制信号，待机模式时，发出上述第2控制信号，并接收开关电源输出的电压，从而以运行模式及待机模式工作的负荷的系统。
2、 如权利要求1所述的开关电源的待机省电装置，其特征在于， 包括以下部分接到来自上述系统的待机系统的第1控制信号或第2控制信号后， 发出运行模式或待机模式下的控制信号来进行控制的，使稳流直流电 压改变为负荷要求电压或高于负荷要求电压的转换模式控制器；充放电及过滤由上述转换模式控制器而改变的直流电压，再将其 输出的充;^丈电器；如果输入上述第1控制信号，就进行转换，使上述已改变的负荷 要求电压供应给系统，如果输入上述第2控制信号，就进行转换，使 高于上述已改变的负荷要求电压的电压降低为负荷要求电压后将其供 应给系统的开关器；如果输入上述第2控制信号，将高于上述负荷要求电压的电压降 频变换为负荷要求电压标准的直流/直流变频器。
3、 如权利要求2所述的开关电源的待机省电装置，其特征在于所述充放电器由内压大的电容构成。
4、 如权利要求1所述的开关电源的待机省电装置，其特征在于所述第1控制信号是在运行模式时进行控制，使稳流所得到的 直流电压变换为运行模式下的负荷要求电压，并施加给系统的主系统 和待机系统的转换控制信号。
5、 如权利要求1所述的开关电源的待机省电装置，其特征在于所述第2控制信号是在待机模式时，进行控制使高于负荷要求 电压的电压变换为待机模式下的负荷要求电压，并施加给系统的主系 统和待机系统的转换控制信号。
6、 如权利要求1所述的待机省电装置的开关电源，其特征在于所述开关电源还包括输入第2控制信号时，使高于负荷要求电 压的大电压达到峰值电压为止，间断地转换输入电压的常用交流电源 进行控制，并从达到峰值电压开始，将其下降到负荷要求电压的最小 电压为止的转换模式控制器。
7、 如权利要求1所述的待机省电装置的开关电源，其特征在于所述开关电源还包括输入第2控制信号时，充放电及过滤高于负 荷要求电压的大电压的峰值电压，然后再输出电压的充放电器.
8、 一种开关电源的待机省电方法，其特征在于包括以下几个步骤 整流及稳流常用交流电源，生成直流电压的步骤； 根据是否发出第1控制信号或第2控制信号，判断当前模式的步骤； 如果上述判断结果是发出第1控制信号，就识别为运行模式，将 上述直流电压变化为 一定标准的系统要求电压，传送给主系统及待机系统的步骤；如果判断结果是发出第2控制信号，就识别为待机模式，将上述 直流电压变化为一定标准的待机系统要求电压，传送给待机系统的步 骤。
9、 如权利要求8所述的开关电源的待机省电方法，其特征在于所述的将上述系统要求电压传送给主系统及待机系统的步骤包括 将稳流直流电压变换为主系统及待机系统的要求电压后，将已变换的 系统要求电压输出的步骤。
10、 如权利要求8所述的开关电源的待机省电方法，其特征在于所述将上述待机系统要求电压传送给待机系统的步骤包括，将稳 流直流电源变换为高于主系统或待机系统要求电压的电压后，充电和 放电已变换的高电压后输出的步骤。
全文摘要
本发明涉及待机省电装置，特别涉及可以减少家用电器上的开关电源的待机电量的待机省电装置及其方法。该装置包括根据输入的第1控制信号或第2控制信号，将整流及稳流所得到的直流电压变换为负荷要求电压或高于负荷要求电压的高电压后，降频变换为一定标准输出的开关电源；工作模式时，向上述开关电源输出上述第1控制信号，待机模式时，输出上述第2控制信号，接收开关电源输出的电压，以运行模式及待机模式工作的上述负荷的系统。
文档编号H02M1/00GK101192788SQ20061009766
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月22日 优先权日2006年11月22日
发明者田范镇 申请人:乐金电子(昆山)电脑有限公司