一种超低待机功耗自动给水器、电源电路及电源管理方法与流程

本发明涉及电源电路，具体涉及一种超低待机功耗自动给水器、电源电路及电源管理方法。

背景技术：

1、自动给水器是指响应于触发信号而驱动给水组件执行给水动作的设备。由于自动冲水设备需要保持对触发信号的有效接收，因此自动冲水设备的电源需要一直为主板提供工作电压和电流，这就导致自动冲水设备即使在待机状态下也在持续消耗着电能，产生大量待机功耗。为克服现有自动给水器待机功耗过高的问题，专利2022106580679提出《一种电源电路、电源电路控制方法及自动感应冲水设备》，其中的电源电路能够根据感应开关的工作状态切换供电电源：在感应开关待机状态下，仅提供一个微功耗的第一直流电源维持感应开关的待机工作状态，而电源电路中的逻辑控制电路和开关电源部分都处于关断状态；当感应开关被唤醒时，则通过开关电源提供感应开关的工作电压和电流。

2、但是，上述方案需要设置单独的辅助电源（第一直流电源）来维持感应开关的待机工作状态，增加了电路的复杂程度，且辅助电源需要持续工作，在一定程度上导致设备的待机功耗无法更低。另一方面，上述方案采用的是非隔离开关电源电路，交流电市电(220v单相)零线和大地相连，火线与大地之间有220v的交流电压，人站在大地上，因此与零线等电位，采用非隔离开关电源，有可能发生人接触了火线导致触电的情况。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种低待机功耗自动给水器、电源电路及电源管理方法。能够提供更低待机功耗的电源电路及电源管理方案，同时提供的电源电路具有更高的安全性。

2、为实现上述目的，本公开实施例提出以下技术方案。

3、第一方面，本公开实施例提出一种电源电路，包括整流滤波电路、控制电路、隔离开关电源和检测电路；

4、所述整流滤波电路的输入端连接交流电源，输出端连接所述隔离开关电源的功率输入端；

5、所述检测电路被配置为用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，所述检测电路向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，所述检测电路向所述控制电路输出第三控制信号；

6、所述控制电路被配置为用于响应于所述第一控制信号，控制所述隔离开关电源进入正常工作状态；还用于响应于所述第二控制信号，控制所述开关电源关闭；以及响应于所述第三控制信号，启动所述开关电源。

7、作为所述电源电路的一种可选实施方式，所述检测电路可以分为电压检测电路和电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，启动所述电压检测电路；

8、所述电压检测电路用于在被启动后检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第三控制信号。

9、作为所述电源电路的一种可选实施方式，所述隔离开关电源为原边反馈控制开关电源，包括隔离变压器、变压器原边电路和变压器副边电路；

10、所述变压器原边电路包括开关电源芯片u2、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第三二极管d3和辅助绕组；所述开关电源芯片u2型号为mz1505；

11、所述开关电源芯片u2的管脚1为芯片供电端，所述第四电容c4的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚1，另一端连接零线n；所述辅助绕组、第二电阻r2和第三电阻r3构成所述开关电源芯片u2的输出电压采样反馈电路，所述辅助绕组的一端连接所述零线n，另一端连接所述第二电阻r2的一端，所述r2的另一端分别连接所述开关电源芯片u2的管脚2和所述第三电阻r3的一端，所述第三电阻r3的另一端连接所述零线n；所述第五电容c5的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚3，另一端连接所述零线n；所述第四电阻r4的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚4，另一端连接所述零线n；所述第五电阻r5、第三二极管d3和第六电容c6构成rcd吸收电路，其中，所述第六电容c6的一端作为所述隔离开关电源的功率输入端并分别连接所述隔离变压器的原边绕组的一端和所述第五电阻r5的一端，所述第六电容c6的另一端分别连接所述第五电阻r5的另一端和所述第三二极管d3的阴极，所述第三二极管d3的阳极分别连接所述原边绕组的另一端和所述开关电源芯片u2的管脚5和管脚6；所述开关电源芯片u2的管脚7连接所述零线n；

12、所述变压器副边电路包括由第四二极管d4和第八电容c8构成的输出整流滤波电路；所述第四二极管d4的阳极连接所述隔离变压器的副边绕组的一端，所述第四二极管d4的阴极作为所述开关电源的正输出端，所述副边绕组的另一端作为所述隔离开关电源的负输出端，所述第八电容c8连接在所述隔离开关电源的正、负输出端之间。

13、作为所述电源电路的一种可选实施方式，所述检测电路包括设置于所述隔离变压器副边的芯片u3、稳压二极管z1、光耦u4的发光二级管u4a和第七电容c7；所述芯片u3的型号为mz3021；所述芯片u3的管脚1为芯片供电端，连接所述第四二极管d4的阴极；所述芯片u3的管脚2和管脚3为空脚；所述u3的管脚4连接所述开关电源的负输出端；所述芯片u3的管脚5和管脚6均连接在所述第七电容c7的一端；所述芯片u3的管脚7和管脚8连接所述第四二极管d4的阳极；所述第七电容c7的另一端连接所述隔离开关电源的负输出端；所述稳压二级管z1的阴极连接所述第四二极管d4的阴极，所述稳压二级管z1的阳极分别连接所述发光二级管u4a的阳极及所述芯片u3的管脚5和管脚6，所述发光二级管u4a的阴极连接所述隔离开关电源的负输出端。

14、作为所述电源电路的一种可选实施方式，所述控制电路包括：芯片u1、第一电阻r1、第一电容c1、第二二极管d2、第三电容c3和光耦的光电三极管u4b；所述芯片u1的型号为mz3011；

15、所述芯片u1的管脚1连接所述零线n；所述芯片u1的管脚2悬空；所述芯片u1的管脚3连接所述芯片u2的管脚1；所述芯片u1的管脚4分别连接所述光电三极管u4b的集电极和所述第一电阻r1的一端，所述光电三极管u4b的发射极连接所述零线n；所述芯片u1的管脚5和管脚6连接所述第一电阻r1的另一端、所述第三电容c3的一端和所述第二二极管d2的阴极，所述第三电容c3的另一端连接所述零线n，所述第二二极管d2的阳极连接所述辅助绕组的另一端；所述芯片u1的管脚7和管脚8连接所述第一电容c1的一端，所述第一电容c1的另一端连接所述火线l。

16、作为所述电源电路的一种可选实施方式，所述整流滤波电路采用半桥结构或全桥结构。

17、第二方面，本公开实施例提出一种超低待机功耗自动给水器，包括交流电源、设备主板和电源电路，所述电源电路耦接于所述交流电源与设备主板之间，用于为所述设备主板供电；所述电源电路包括整流滤波电路、控制电路、隔离开关电源和检测电路；

18、所述整流滤波电路的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述隔离开关电源的功率输入端；

19、所述检测电路被配置为用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，所述检测电路向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，所述检测电路向所述控制电路输出第三控制信号；

20、所述控制电路被配置为用于响应于所述第一控制信号，控制所述隔离开关电源进入正常工作状态；还用于响应于所述第二控制信号，控制所述开关电源关闭；以及响应于所述第三控制信号，启动所述开关电源。

21、作为所述超低待机功耗自动给水器的一种可选实施方式，所述检测电路包括电压检测电路和电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，启动所述电压检测电路；

22、所述电压检测电路用于在被启动后检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第三控制信号。

23、作为所述超低待机功耗自动给水器的一种可选实施方式，所述检测电路可以分为电压检测电路和电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，启动所述电压检测电路；

24、所述电压检测电路用于在被启动后检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第三控制信号。

25、作为所述超低待机功耗自动给水器的一种可选实施方式，所述隔离开关电源为原边反馈控制开关电源，包括隔离变压器、变压器原边电路和变压器副边电路；

26、所述变压器原边电路包括开关电源芯片u2、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第三二极管d3和辅助绕组；所述开关电源芯片u2型号为mz1505；

27、所述开关电源芯片u2的管脚1为芯片供电端，所述第四电容c4的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚1，另一端连接零线n；所述辅助绕组、第二电阻r2和第三电阻r3构成所述开关电源芯片u2的输出电压采样反馈电路，所述辅助绕组的一端连接所述零线n，另一端连接所述第二电阻r2的一端，所述r2的另一端分别连接所述开关电源芯片u2的管脚2和所述第三电阻r3的一端，所述第三电阻r3的另一端连接所述零线n；所述第五电容c5的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚3，另一端连接所述零线n；所述第四电阻r4的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚4，另一端连接所述零线n；所述第五电阻r5、第三二极管d3和第六电容c6构成rcd吸收电路，其中，所述第六电容c6的一端作为所述隔离开关电源的功率输入端并分别连接所述隔离变压器的原边绕组的一端和所述第五电阻r5的一端，所述第六电容c6的另一端分别连接所述第五电阻r5的另一端和所述第三二极管d3的阴极，所述第三二极管d3的阳极分别连接所述原边绕组的另一端和所述开关电源芯片u2的管脚5和管脚6；所述开关电源芯片u2的管脚7连接所述零线n；

28、所述变压器副边电路包括由第四二极管d4和第八电容c8构成的输出整流滤波电路；所述第四二极管d4的阳极连接所述隔离变压器的副边绕组的一端，所述第四二极管d4的阴极作为所述开关电源的正输出端，所述副边绕组的另一端作为所述隔离开关电源的负输出端，所述第八电容c8连接在所述隔离开关电源的正、负输出端之间。

29、作为所述超低待机功耗自动给水器的一种可选实施方式，所述检测电路包括设置于所述隔离变压器副边的芯片u3、稳压二极管z1、光耦u4的发光二级管u4a和第七电容c7；所述芯片u3的型号为mz3021；所述芯片u3的管脚1为芯片供电端，连接所述第四二极管d4的阴极；所述芯片u3的管脚2和管脚3为空脚；所述u3的管脚4连接所述开关电源的负输出端；所述芯片u3的管脚5和管脚6均连接在所述第七电容c7的一端；所述芯片u3的管脚7和管脚8连接所述第四二极管d4的阳极；所述第七电容c7的另一端连接所述隔离开关电源的负输出端；所述稳压二级管z1的阴极连接所述第四二极管d4的阴极，所述稳压二级管z1的阳极分别连接所述发光二级管u4a的阳极及所述芯片u3的管脚5和管脚6，所述发光二级管u4a的阴极连接所述隔离开关电源的负输出端。

30、作为所述超低待机功耗自动给水器的一种可选实施方式，所述控制电路包括：芯片u1、第一电阻r1、第一电容c1、第二二极管d2、第三电容c3和光耦的光电三极管u4b；所述芯片u1的型号为mz3011；

31、所述芯片u1的管脚1连接所述零线n；所述芯片u1的管脚2悬空；所述芯片u1的管脚3连接所述芯片u2的管脚1；所述芯片u1的管脚4分别连接所述光电三极管u4b的集电极和所述第一电阻r1的一端，所述光电三极管u4b的发射极连接所述零线n；所述芯片u1的管脚5和管脚6连接所述第一电阻r1的另一端、所述第三电容c3的一端和所述第二二极管d2的阴极，所述第三电容c3的另一端连接所述零线n，所述第二二极管d2的阳极连接所述辅助绕组的另一端；所述芯片u1的管脚7和管脚8连接所述第一电容c1的一端，所述第一电容c1的另一端连接所述火线l。

32、作为所述超低待机功耗自动给水器的一种可选实施方式，所述整流滤波电路采用半桥结构或全桥结构。

33、第三方面，本公开实施例还提出一种超低待机功耗自动给水器的电源管理方法，包括步骤：

34、通过设置电源电路为自动给水器供电；所述电源电路耦接于交流电源与所述自动给水器的设备主板之间，所述电源电路包括：整流滤波电路、控制电路、隔离开关电源和检测电路；

35、所述整流滤波电路的输入端连接交流电源，输出端连接所述隔离开关电源的功率输入端；

36、所述检测电路被配置为用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，所述检测电路向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，所述检测电路向所述控制电路输出第三控制信号；

37、所述控制电路被配置为用于响应于所述第一控制信号，控制所述隔离开关电源进入正常工作状态；还用于响应于所述第二控制信号，控制所述开关电源关闭；以及响应于所述第三控制信号，启动所述开关电源。

38、作为所述电源管理方法的一种可选实施方式，所述检测电路包括电压检测电路和电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述隔离开关电源的输出电流，当检测到的电流值大于预设电流阈值时，向所述控制电路输出第一控制信号；还用于在检测到的电流值小于预设电流阈值时，启动所述电压检测电路；

39、所述电压检测电路用于在被启动后检测所述隔离开关电源的输出电压，当检测到的电压值大于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第二控制信号；而当检测到的电压值小于预设的电压阈值时，向所述控制电路输出第三控制信号。

40、作为所述电源管理方法的一种可选实施方式，所述隔离开关电源为原边反馈控制开关电源，包括隔离变压器、变压器原边电路和变压器副边电路；

41、所述变压器原边电路包括开关电源芯片u2、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第三二极管d3和辅助绕组；所述开关电源芯片u2型号为mz1505；

42、所述开关电源芯片u2的管脚1为芯片供电端，所述第四电容c4的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚1，另一端连接零线n；所述辅助绕组、第二电阻r2和第三电阻r3构成所述开关电源芯片u2的输出电压采样反馈电路，所述辅助绕组的一端连接所述零线n，另一端连接所述第二电阻r2的一端，所述r2的另一端分别连接所述开关电源芯片u2的管脚2和所述第三电阻r3的一端，所述第三电阻r3的另一端连接所述零线n；所述第五电容c5的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚3，另一端连接所述零线n；所述第四电阻r4的一端连接所述开关电源芯片u2的管脚4，另一端连接所述零线n；所述第五电阻r5、第三二极管d3和第六电容c6构成rcd吸收电路，其中，所述第六电容c6的一端作为所述隔离开关电源的功率输入端并分别连接所述隔离变压器的原边绕组的一端和所述第五电阻r5的一端，所述第六电容c6的另一端分别连接所述第五电阻r5的另一端和所述第三二极管d3的阴极，所述第三二极管d3的阳极分别连接所述原边绕组的另一端和所述开关电源芯片u2的管脚5和管脚6；所述开关电源芯片u2的管脚7连接所述零线n；

43、所述变压器副边电路包括由第四二极管d4和第八电容c8构成的输出整流滤波电路；所述第四二极管d4的阳极连接所述隔离变压器的副边绕组的一端，所述第四二极管d4的阴极作为所述开关电源的正输出端，所述副边绕组的另一端作为所述隔离开关电源的负输出端，所述第八电容c8连接在所述隔离开关电源的正、负输出端之间。

44、作为所述电源管理方法的一种可选实施方式，所述检测电路包括设置于所述隔离变压器副边的芯片u3、稳压二极管z1、光耦u4的发光二级管u4a和第七电容c7；所述芯片u3的型号为mz3021；所述芯片u3的管脚1为芯片供电端，连接所述第四二极管d4的阴极；所述芯片u3的管脚2和管脚3为空脚；所述u3的管脚4连接所述开关电源的负输出端；所述芯片u3的管脚5和管脚6均连接在所述第七电容c7的一端；所述芯片u3的管脚7和管脚8连接所述第四二极管d4的阳极；所述第七电容c7的另一端连接所述隔离开关电源的负输出端；所述稳压二级管z1的阴极连接所述第四二极管d4的阴极，所述稳压二级管z1的阳极分别连接所述发光二级管u4a的阳极及所述芯片u3的管脚5和管脚6，所述发光二级管u4a的阴极连接所述隔离开关电源的负输出端。

45、作为所述电源管理方法的一种可选实施方式，所述控制电路包括：芯片u1、第一电阻r1、第一电容c1、第二二极管d2、第三电容c3和光耦的光电三极管u4b；所述芯片u1的型号为mz3011；

46、所述芯片u1的管脚1连接所述零线n；所述芯片u1的管脚2悬空；所述芯片u1的管脚3连接所述芯片u2的管脚1；所述芯片u1的管脚4分别连接所述光电三极管u4b的集电极和所述第一电阻r1的一端，所述光电三极管u4b的发射极连接所述零线n；所述芯片u1的管脚5和管脚6连接所述第一电阻r1的另一端、所述第三电容c3的一端和所述第二二极管d2的阴极，所述第三电容c3的另一端连接所述零线n，所述第二二极管d2的阳极连接所述辅助绕组的另一端；所述芯片u1的管脚7和管脚8连接所述第一电容c1的一端，所述第一电容c1的另一端连接所述火线l。

47、作为所述电源管理方法的一种可选实施方式，所述整流滤波电路采用半桥结构或全桥结构。

48、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：

49、1、本公开实施例采用隔离开关电源，可以使得交流电源和负载之间隔离开，避免发生触电危险。

50、2、本公开实施例通过检测隔离开关电源输出电压和输出电流，控制开关电源在正常工作状态、低功耗工作状态和关闭状态之间切换，在设备待机时，整个设备的电源电路处于一个脉动的工作状态，这样可以降低电源电路整体的待机功耗。

51、3、本公开实施例不需要额外提供辅助电源来维持设备的待机状态，而是直接利用开关电源的输出滤波电容来维持设备的待机状态，降低了电路复杂度。