专利名称：低功耗待机电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子产品技术领域，特别涉及一种低功耗待机电路。
背景技术：
低碳生活是当今社会的发展趋势，节能减排是社会各界共同的话题。在日常生活 中的家用电器，很多时候都是没有拔下插头的，即在很长的一段时间内，这些电器均处于待 机状态。现有技术中，用电器通常采用开关电源电路进行供电，在待机状态下，通过开关电 源对部分负载供电，但是由于开关电源自身消耗的功率较大，因此使得待机状态下的功耗 较大,亟需改进。发明内容
本发明的主要目的在于提供一种低功耗待机电路，旨在降低待机功耗。
为了实现上述目的，本发明提供一种低功耗待机电路，所述低功耗待机电路包 括
主开关电源子电路，用于供用电器提供工作电压；
开关切换子电路，一端与所述主开关电源子电路连接另一端与电网连接，以控制 所述主开关电源子电路的工作状态；
待机开关电源子电路，输入端与电网连接，输出端与储能元件连接，以为所述储能 元件提供充电电压，所述储能元件用于供主控制芯片及相应的负载提供工作电压；
充放电开关子电路，连接于所述待机开关电源子电路的输出端与储能元件之间， 用于控制所述储能元件的充放电。
优选地，所述储能元件的正电压输出端通过一直流转换子电路与所述主控制芯片 连接。
优选地，所述直流转换子电路的输出端与所述负载之间连接一第一二极管，该第 一二极管的阳极与所述直流转换子电路的输出端连接；阴极与所述负载连接；所述主开关 电源子电路的输出端通过第二二极管与所述第一二极管的阴极连接；所述第一二极管的 阴极和第二二极管的阴极的连接处与主控制芯片相连，以为所述主控制芯片供电。
优选地，所述低功耗待机电路还包括反馈子电路，该反馈子电路分别与所述主开 关电源子电路的输出端以及主控制芯片连接，以将所述主开关电源子电路的输出端电压反 馈至主控制芯片。
优选地，所述直流转换子电路通过第一二极管输出的电压小于所述主开关电源子 电路通过第二二极管输出电压。
优选地，所述储能元件为第一电容，所述第一电容为超级电容。
优选地，所述开关切换子电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第 一三极管、双向光耦和双向可控硅；其中，第一三极管为NPN三极管，其基极通过第一电阻 与主控制芯片连接，发射极接地，集电极与所述双向光耦中发光二极管的阴极连接；双向光耦中发光二极管的阳极通过第二电阻与所述直流转换子电路的输出端连接，接收端的一端 通过第三电阻与电网的火线连接，另一端与双向可控硅的控制极连接；所述双向可控硅的 第一阳极与所述电网的火线连接，第二阳极与所述主开关电源子电路连接，并通过第四电 阻与该双向可控硅的控制极连接。
优选地，所述充放电开关子电路包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应 管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第三二极管，其中第一场效应管的漏极与第 三二极管的阴极连接，并通过第五电阻分别与第二场效应管的栅极和第三场效应管的漏极 连接，栅极与第二场效应管的漏极连接，源极与所述第一电容的正极连接；第二场效应管的 源极接地；第三场效应管的栅极与主控制芯片连接，并通过第六电阻接地，源极接地；第二 电容和第七电阻并联后连接在第一场效应管的栅极和漏极之间；所述第三二极管的阳极与 所述待机开关电源子电路的输出端连接。
优选地，所述低功耗待机电路还包括检测子电路，该检测子电路的一端与所述储 能元件连接，另一端与主控制芯片连接，并根据储能元件的电压输出电压反馈信号至主控 制芯片，以供主控制芯片控制所述充放电开关子电路的工作状态。
优选地，所述低功耗待机电路还包括用于控制负载与所述主开关电源子电路的输 出端连接的负载开关子电路。
本发明提供的低功耗待机电路在工作时，当用电器进入待机状态时，通过主控制 芯片输出控制信号至开关切换子电路，从而切断主开关电源子电路与电网的连接，使得主 开关电源子电路停止工作。此时通过储能元件对主控制芯片及待机状态中相应的电路进行 供电，并由充放电开关子电路，在储能元件的电压较低的情况下将待机开关电源子电路与 储能元件连通，以对储能元件进行充电，当储能元件充电的电压较高时，断开待机开关电源 子电路与储能元件的连接，从而停止对储能元件的充电。由于在储能元件进行放电的过程 中，待机开关电源子电路空载输出，因此消耗的功率基本为零；同时，由于待机开关电源子 电路只需要要对储能元件提供充电电压，因此相对于主开关电源子电路而言，工作时消耗 的功率较低。因此本发明提供的低功耗待机电路可降低待机功耗，更加适于人们使用。
图1为本发明低功耗待机电路一实施例的结构示意图2为本发明低功耗待机电路另一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明低功耗待机电路一实施例的结构示意图。本实施例提供的 低功耗待机电路包括
主开关电源子电路10，用于供用电器提供工作电压；
开关切换子电路11，一端与主开关电源子电路10连接另一端与电网12连接，以控 制主开关电源子电路10的工作状态；
待机开关电源子电路13，输入端与电网12连接，输出端与储能元件14连接，以为所述储能元件提供充电电压，所述储能元件用于供主控制芯片15提供工作电压；
充放电开关子电路16，连接于待机开关电源子电路13的输出端与储能元件14之 间，用于控制储能元件14的充放电。
本发明提供的低功耗待机电路在工作时，当用电器进入待机状态时，通过主控制 芯片15输出控制信号至开关切换子电路11，从而切断主开关电源子电路10与电网12的连 接，使得主开关电源子电路10停止工作。此时通过储能元件14对主控制芯片15及待机状 态中相应的电路进行供电，并由充放电开关子电路16，在储能元件14的电压较低的情况下 将待机开关电源子电路13与储能元件14连通，以对储能元件14进行充电，当储能元件14 充电的电压较高时，断开待机开关电源子电路13与储能元件14的连接，从而停止对储能元 件14的充电。由于在储能元件14进行放电的过程中，待机开关电源子电路13空载输出， 因此消耗的功率基本为零；同时，由于待机开关电源子电路13只需要要对储能元件14提供 充电电压，因此相对于主开关电源子电路10而言，工作时消耗的功率较低。因此本发明提 供的低功耗待机电路可降低待机功耗，更加适于人们使用。
进一步地，上述储能元件14的正电压输出端通过一直流转换子电路17与主控制 芯片15连接。
本实施例中，上述直流转换子电路17为DC-DC转换电路，该直流转换子电路17可 将储能元件14的电压转换成稳定、且能使主控制芯片15工作的特定电压(例如3. 3V)。本 实施例通过设置直流转换子电路17调整储能元件14输出至主控制芯片15的电压，从而提 高了电路工作的稳定性。
结合参照图2，图2为本发明低功耗待机电路另一实施例的结构示意图。本实施 例中，上述直流转换子电路17的输出端与上述负载之间连接一第一二极管D1，该第一二极 管Dl的阳极与直流转换子电路17的输出端连接；阴极与负载连接；主开关电源子电路10 的输出端通过第二二极管D2与第一二极管Dl的阴极连接；所述第一二极管Dl的阴极和第 二二极管D2的阴极的连接处与主控制芯片15相连，以为主控制芯片15供电。
本实施例中，上述第二二极管D2的阴极与第一二极管Dl阴极连接，阳极与主开 关电源子电路10的输出端连接，由于二极管具有单向导通性，因此可有效防止在待机状态 时，通过第一二极管Dl输出的电流反向流入主开关电源子电路10中，防止在主开关电源子 电路10相关回路中的相关负载构成通电回路使得待机功耗增大。
基于上述实施例，本实施例中，上述低功耗待机电路还包括反馈子电路18，该反馈 子电路18分别与主开关电源子电路10的输出端以及主控制芯片15连接，以将主开关电源 子电路10的输出端电压反馈至主控制芯片15。
具体地，上述反馈子电路18包括第一分压电阻RlOl和第二分压电阻R102，其中 第一分压电阻RlOl的一端与主开关电源子电路10的输出端连接,另一端与主控制芯片15 的IO 口连接，并通过第二分压电阻R102接地。为了方便描述，此处将主控制芯片15与第 一分压电阻RlOl连接的引脚定义为P0WER_CHK脚。当储能元件14处于放电状态，若此时 用电器开机，则主控制芯片15将输出控制信号控制上述开关切换子电路11开启，从而使得 主开关电源子电路10与电网12连接。若此时主控制芯片15的P0WER_CHK脚为低电平，则 判定电网12已经断开(例如电源插头已经拔出)，主控制芯片15将控制用电器继续保持待 机状态；若此时主控制芯片15的P0WER_CHK脚为高电平，则判定电网12已经与主开关电源子电路10正常连接，主控制芯片15将控制用电器正常开机。
可以理解的是，上述储能元件14可根据实际需要进行设置，本实施例中，储能元 件14优选为一第一电容Cl,该第一电容Cl为超级电容。该第一电容Cl的正极与充放电开 关子电路16连接，负极接地。
具体地，上述开关切换子电路11包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四 电阻R4、第一三极管Q1、双向光耦DPTOl和双向可控硅TROl ;其中，第一三极管Ql为NPN三 极管，其基极通过第一电阻Rl与主控制芯片15连接，发射极接地，集电极与双向光耦DPTOl 中发光二极管的阴极连接；双向光耦DPTOl中发光二极管的阳极通过第二电阻R2与直流转 换子电路17的输出端连接，接收端的一端与通过第三电阻R3与电网12的火线12L连接， 另一端与双向可控硅TROl的控制极连接；双向可控硅TROl的第一阳极与电网12L的火线 连接，第二阳极与主开关电源子电路10连接，并通过第四电阻R4与该双向可控硅TROl的 控制极连接。
本实施例中，上述电网12的零线12N与上述主开关电源子电路10连接，上述第一 电阻Rl与主控制芯片15的MSPS_EN脚连接，初次上电时，MSPS_EN脚为低电平，此时第一三 极管Q1、双向光耦DPTOl及双向可控硅TROl均截止，主开关电源子电路10无交流电输入， 使得主开关电源子电路10不工作。当用电器开机时，通过主控制芯片15的MSPS_EN脚输出 高电平，使得第一三极管QI导通，从而使得双向光耦DPTOI导通，进而控制双向可控硅TROI 导通，此时主开关电源子电路10正常工作。
可以理解的是，本实施例中，通过采用双向可控硅TROl控制主开关电源子电路10 与电网12的火线12L连接，其他实施例中，还可通过其他开关元件控制电网12的火线12L 连接，例如继电器等。
具体地，上述充放电开关子电路16包括第一场效应管Q11、第二场效应管Q12、第 三场效应管Q13、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二电容C2和第三二极管D3，其 中第一场效应管Qll的漏极与第三二极管D3的阴极连接，并通过第五电阻R5分别与第二 场效应管Q12的栅极和第三场效应管Q13的漏极连接，栅极与第二场效应管Q12的漏极连 接，源极与第一电容Cl的正极连接；第二场效应管Q12的源极接地；第三场效应管Q13的栅 极与主控制芯片15连接，并通过第六电阻R6接地，源极接地；第二电容C2和第七电阻R7 并联后连接在第一场效应管Ql的栅极和漏极之间；第三二极管D3的阳极与待机开关电源 子电路13的输出端连接。
基于上述实施例，本实施例中，上述低功耗待机电路还包括检测子电路19，该检测 子电路19的一端与储能元件14连接，另一端与主控制芯片15连接，并根据储能元件14的 电压输出控制信号至主控制芯片15，以供主控制芯片15控制充放电开关子电路16的工作 状态。
本实施例中,第一场效应管Qll为P沟道场效应管,第二场效应管Q12和第三场效 应管Q13为N沟道场效应管，且该第三场效应管Q13的栅极与主控制芯片15的ZSPS_EN脚 连接。
当上述检测子电路19检测到储能元件14的电压值小于第一阈值时，将输出充电 开启控制信号至主控制芯片15，主控制芯片15将根据该充电开启控制信号控制ZSPS_EN 脚输出低电平，第三场效应管Q13将截止。此时通过上拉电阻第五电阻R5将第二场效应管Q12的栅极置高电平，从而使得第二场效应管Q12导通，导致第一场效应管Qll的栅极为低 电平，进而使得第一场效应管Qll导通。此时，待机开关电源子电路13将与储能元件14连 通，以对储能元件14进行充电。在充电的过程中，当上述检测子电路19检测到储能元件14 的电压值大于第二阈值时，主控制芯片15将根据该充电开启控制信号控制ZSPS_EN脚输出 低电平，第三场效应管Q13将导通，从而使得第二场效应管Q12和第一场效应管Qll截止。 此时，储能元件14将处于放电状态。
应当说明的是，本实施例中，上述第一阈值和第二阈值的大小可根据实际需要进 行设置，在此不作进一步的限定，第一阈值优选为2V，第二阈值优选为5V。上述检测子电路 19可根据实际需要进行设置，例如可采用电压检测芯片对储能元件14进行电压检测。
进一步地,基于上述实施例,本实施例中，上述低功耗待机电路还包括接收待机指 令和开机指令的信号接收子电路20，该信号接收子电路20与主控制芯片15连接，以根据所 接收的待机指令和开机指令输出相应的控制信号至主控制芯片15，该主控制芯片15根据 信号接收子电路所发送的控制信号控制用电器进入工作状态或待机状态。
本实施例中，以电视机为例，待机指令和开机指令可通过遥控器或者电视机上的 按键触发，上述信号接收子电路20为红外接收电路和按键信号接收电路。
进一步地，上述低功耗待机电路还包括用于控制负载与主开关电源子电路10的 输出端连接的负载开关子电路21。
本实施例中，负载包括第一负载22和第二负载23,其中第一负载22为待机状态必 须供电的负载，第二负载23为待机状态非必须供电的负载。第一负载23通过负载开关子 电路21与主开关电源子电路10的输出端连接。应当说明的是，若存在第一二极管Dl和第 二二极管D2时，第一负载23通过负载开关子电路21与第二二极管D2的阴极连接。
具体地上述负载开关子电路21包括第四场效应管Q14、第二三极管Q2、第三电容 C3、第八电阻R8和第九电阻R9，其中第四场效应管Q14的漏极与第二二极管D2的阴极连 接，源极与第二负载23连接，栅极与第二三极管Q2的集电极连接；第二三极管Q2为NPN三 极管，其发射极接地，基极通过第八电阻R8与主控制芯片15连接；第九电阻R9和第三电容 C3并联后连接至第四场效应管Q14的漏极和栅极之间。
当用电器处于待机状态时，主控制芯片15通过第八电阻R8输出控制信号至第 二三极管Q2的基极以控制第二三极管Q2的关闭，从而使得第四场效应管14关闭，进而使 得第二负载23断电。因此可有效延长储能元件14的放电时间，从而进一步有效降低待机 功耗。
本实施例中，在电路上电待机时待机开关电源子电路13工作，充放电开关子电路 在上电时因为上拉电阻R5缘故使子电路导通，储能元件14两端的电压将通过直流转换电 路17、第一二极管Dl给主控制芯片15、第一负载22和信号接收子电路20供电。
当信号接收子电路20收到开机信号后，主控制芯片15控制开关切换子电路11使 主开关电源子电路10接通电源，并通过第二二极管D2输出电压。由于直流转换子电路17 通过第一二极管Dl输出的电压小于主开关电源子电路10通过第二二极管D2输出电压，从 而使得待机开关电源子电路10的输出被切断，此时待机开关电源子电路10处于空载状态。 所有负载包括第一负载22、第二负载23、主控制芯片15和信号接收子电路20都由主开关 电源子电路10供电。应当说明的是，本实施例中上述主开关电源子电路10通过第二二极管D2输出的电压为5V，直流转换子电路17通过第一二极管Dl输出的电压为3. 3V。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种低功耗待机电路，其特征在于包括主开关电源子电路，用于供用电器提供工作电压；开关切换子电路，一端与所述主开关电源子电路连接另一端与电网连接，以控制所述主开关电源子电路的工作状态；待机开关电源子电路，输入端与电网连接，输出端与储能元件连接，以为所述储能元件提供充电电压，所述储能元件用于供主控制芯片及相应的负载提供工作电压；充放电开关子电路，连接于所述待机开关电源子电路的输出端与储能元件之间，用于控制所述储能元件的充放电。
2.如权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于所述储能元件的正电压输出端通过一直流转换子电路与所述主控制芯片连接。
3.如权利要求2所述的低功耗待机电路，其特征在于所述直流转换子电路的输出端与所述负载之间连接一第一二极管，该第一二极管的阳极与所述直流转换子电路的输出端连接；阴极与所述负载连接；所述主开关电源子电路的输出端通过第二二极管与所述第一二极管的阴极连接；所述第一二极管的阴极和第二二极管的阴极的连接处与主控制芯片相连，以为所述主控制芯片供电。
4.如权利要求3所述的低功耗待机电路，其特征在于所述低功耗待机电路还包括反馈子电路，该反馈子电路分别与所述主开关电源子电路的输出端以及主控制芯片连接，以将所述主开关电源子电路的输出端电压反馈至主控制芯片。
5.如权利要求3所述的低功耗待机电路，其特征在于所述直流转换子电路通过第一二极管输出的电压小于所述主开关电源子电路通过第二二极管输出电压。
6.如权利要求2所述的低功耗待机电路，其特征在于所述储能元件为第一电容，所述第一电容为超级电容。
7.如权利要求6所述的低功耗待机电路，其特征在于所述开关切换子电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、双向光耦和双向可控硅；其中，第一三极管为NPN三极管，其基极通过第一电阻与主控制芯片连接，发射极接地，集电极与所述双向光耦中发光二极管的阴极连接；双向光耦中发光二极管的阳极通过第二电阻与所述直流转换子电路的输出端连接，接收端的一端与通过第三电阻与电网的火线连接，另一端与双向可控硅的控制极连接；所述双向可控硅的第一阳极与所述电网的火线连接，第二阳极与所述主开关电源子电路连接，并通过第四电阻与该双向可控硅的控制极连接。
8.如权利要求6所述的低功耗待机电路，其特征在于所述充放电开关子电路包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第三二极管，其中第一场效应管的漏极与第三二极管的阴极连接，并通过第五电阻分别与第二场效应管的栅极和第三场效应管的漏极连接，栅极与第二场效应管的漏极连接，源极与所述第一电容的正极连接；第二场效应管的源极接地；第三场效应管的栅极与主控制芯片连接，并通过第六电阻接地，源极接地；第二电容和第七电阻并联后连接在第一场效应管的栅极和漏极之间；所述第三二极管的阳极与所述待机开关电源子电路的输出端连接。
9.如权利要求1至8任一项所述的低功耗待机电路，其特征在于所述低功耗待机电路还包括检测子电路，该检测子电路的一端与所述储能元件连接，另一端与主控制芯片连接，并根据储能元件的电压输出电压反馈信号至主控制芯片，以供主控制芯片控制所述充放电开关子电路的工作状态。
10.如权利要求1所述的低功耗待机电路，其特征在于所述低功耗待机电路还包括用于控制负载与所述主开关电源子电路的输出端连接的负载开关子电路。
全文摘要
本发明公开了一种低功耗待机电路，所述低功耗待机电路包括主开关电源子电路，用于供用电器提供工作电压；开关切换子电路，一端与所述主开关电源子电路连接另一端与电网连接，以控制所述主开关电源子电路的工作状态；待机开关电源子电路，输入端与电网连接，输出端与储能元件连接，以为所述储能元件提供充电电压，所述储能元件用于供主控制芯片及相应的负载提供工作电压；充放电开关子电路，连接于所述待机开关电源子电路的输出端与储能元件之间，用于控制所述储能元件的充放电。本发明降低了待机功耗，更加适于人们使用。
文档编号H02J7/00GK103066690SQ20131000293
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者向阳, 郑绪成, 陈建昌 申请人:广东美的制冷设备有限公司