节能电路的制作方法

专利名称：节能电路的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种节能电路，通过依据电子装置使用状态而控制装置的内部元件的电源供给，因此达到节约能源的目的。
背景技术：
随着电子研发技术不断地推陈出新，消费性电子产品也不断地演进，朝更强、更快速的功能迈进，就扫描仪而言，也朝向轻薄短小的趋势设计。当然在功能越来越多、速度越来越快的要求下，就得加入更多功能强大的元件，相对而言其消耗功率也越大。但随着环保意识的提高以及节约能源的趋势，要如何在将扫描仪的功能发挥到极限的情况下有效地节约能源则成了我们现在需努力研究的课题。
已知的一种扫描仪内部元件架构包括电源供应单元、光感测元件、模拟前端(Analog Front End，简称AFE)元件、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，简称ASIC)元件、步进马达、发光负载、发光负载温热装置、自动走纸器(Automatic Document Feeder，简称ADF)、控制单元等元件。其中，电源供应单元用以提供电源给扫描仪内部各个装置。而光感测元件一般一电荷耦合装置(Charge-Coupled Device，简称CCD)，负责接收文件经扫描后反射的光，并将吸收到光的强弱转换为不同强度的数据信号后输出。且模拟前端元件用以重整光感测元件传来的数据信号后输出。再者，专用集成电路元件负责将数据信号处理成影像信号后输出。而步进马达用以控制光感测元件的扫描速度。另外，发光负载一般为冷阴极荧光灯管，负责于扫描时对文件发出光线。而发光负载温热装置用以温热发光负载使发光负载达到稳定发光亮度。此外，自动走纸器用以于扫描时传送扫描文件。最后，控制单元为一使用者接口，用以设定扫描仪。
而在已知的扫描仪的操作方式中，当扫描仪开机时，电源供应单元会供给电源给扫描仪内部各个装置，以启动扫描仪内部元件。其中，于扫描仪等待使用之期间，也就是待机期间，为了维持扫描质量，仍使扫描仪的发光负载，即冷阴极荧光管，维持全亮状态，但此做法并不符合环保的趋势也易降低灯管的寿命。因此，为节约能源，另一操作方式则是于待机期间将扫描仪的冷阴极荧光管的电源切断以节省能源。
但是，美国环境保护机构(USA EPA)于新制定的2006年的能源节约标准中规定扫描仪于待机状态的消耗功率不可大于6瓦，而于关机状态的消耗功率不可大于1瓦。而已知的扫描仪的操作方法，虽然已有省电装置的设计，也就是扫描仪于待机状态时会将灯管的电源切断以节约能源，但是依据上述省电设计的扫描器于待机状态的电源消耗仍高达17瓦以上，如此仍无法达到美国环境保护机构所制定的标准。
因此，目前的扫描仪虽然都已具有省电设计，但为符合美国环境保护机构所制定的能约节约标准，如何使扫描仪能在功能发挥到极限的情况下又能符合更严格的能源标准，便成为扫描装置设计上的一项重要研究课题。

发明内容
鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种节能电路，以解决现有技术未能有效地节约能源的问题。
本发明所揭示的节能电路，依据电子装置的使用状态而控制内部元件的电源的供给，以达到节约能源的目的。
因此，当电子装置对应消费者的需求而致使其功能迈向多元化且更强大时，本发明所揭示的节能电路可解决因强化电子装置的功能而产生相对大的能源消耗的问题。
因此，为达上述目的，本发明提供一种节能电路，用以节约一电子装置的电源消耗，其包括专用集成电路以及一个以上的电源控制单元。此专用集成电路元件用以根据电子装置的状态而产生信号，而电源控制单元，则连接于专用集成电路元件，用以根据电子装置的状态而控制提供给电子装置中的受控负载的电源电压。
其中，该电源控制单元包括一个以上的电源切断装置，用以于该电子装置不使用时切断提供给该受控负载的电源电压；以及一个以上的压控振荡装置，用以于该电子装置闲置时降低提供给该受控负载的电源电压，并且可通过一触发信号来启动该电子装置。
其中，该电源切断装置，包括一第一信号源，用以提供多个信号；一电压源，用以提供多个输入电压；一第一和第二切换开关单元，根据该第一信号源所提供的信号而改变开关状态；以及一电压输出端，根据该第一和第二切换开关单元的开关状态而提供来自该电压源的输入电压给受控负载。
其中，当该电子装置使用时，该第一信号源提供该专用集成电路元件所提供的高电位的电压信号，以使该第一和第二切换开关单元打开，因而该电压输出端输出电压给该受控负载。
其中，当该电子装置不使用时，该第一信号源提供该专用集成电路元件所提供的低电位的电压信号，以使该第一和第二切换开关单元关闭，因而该电压输出端不提供输出电压给该受控负载。
该第一和第二切换开关单元分别为一晶体管。该电压源与该第二切换开关单元之间设置有用以滤波的一滤波器。该第二切换开关单元与该电压输出端之间设置有一突波保护装置。
其中，该电源控制单元，包括一电压源，用以提供多个输入电压；一第二信号源，用以提供一供电信号；一第三信号源，用以提供一触发信号；一第四信号源，用以提供多个调变信号；一第三和第四切换开关单元，根据该第二至第三信号源其中之一所提供的信号而改变开关状态；以及一电压输出端，根据该第三和第四切换开关单元的开关状态而提供来自该电压源的输入电压给该受控负载。
其中，当该电子装置使用时，该第四信号源提供来自该专用集成电路元件的高占空比的调变信号，以使该第三和第四切换开关单元随该调变信号而开关，因而该电压输出端输出电压给该受控负载。
其中，当该电子装置闲置时，该第四信号源提供来自该专用集成电路元件的低占空比的调变信号，以使该第三和第四切换开关单元随该调变信号而开关，因而降低该电压输出端提供给该受控负载的电压。
其中，当该电子装置闲置后再启动时，该第三信号源提供来自该专用集成电路元件的触发信号，然后该第二信号源根据该触发信号提供供电信号，以使该第三和第四切换开关单元打开，因而该电压输出端提供电压给该受控负载。
其中，当该电子装置关闭时，该第三信号源提供来自该专用集成电路元件的触发信号，然后该第三和第四切换开关单元根据该触发信号而关闭，因而该电压输出端不提供输出电压给该受控负载。
该第三和第四切换开关单元分别为一晶体管。该第四切换开关单元与该电压输出端之间设置有一滤波器。其中该第四切换开关单元与该电压输出端之间设置有一保护电路元件。
其中，可通过一触发开关而控制该电子装置的状态。
其中，该触发开关按压一下时，该第三信号源提供触发信号，而该第二信号源根据触发信号提供供电信号，因而该电压输出端提供电压给该受控负载，以致于启动该电子装置的电源。
其中，该触发开关按压时间大于一既定时间时，该第三信号源提供一触发信号，以使该第三和第四切换开关单元根据该触发信号而关闭，因而使该电压输出端不提供电压给该受控负载，以致于关闭该电子装置的电源。
其中，该触发开关按压时间小于一既定时间时，该电子装置维持原状态。
其中，可依据受控负载的多寡及需要而使用一个以上的电源控制单元来控制受控负载的电源。也就是，可依据电子装置的需求而选择使用一个以上的电源切断装置或一个以上的压控振荡装置作为电源控制单元，或者是同时使用一个以上的电源切断装置和一个以上的压控振荡装置作为电源控制单元。
并且，电源切断装置通过切断或提供电源给受控负载的方式来控制受控负载的电源消耗，以达到节约装置的电源消耗。另外，压控振荡装置则是可通过降低或提供电源给受控受载的方式来控制受控负载的电源消耗，以及通过一触发信号来启动装置，以达到节约装置的电源消耗。
此外，需配合电源控制单元的需求而选择适当的专用集成电路元件。
就扫描仪而言，即依据扫描仪内部元件的多寡及需要而使用一个以上的电源控制单元来控制提供给内部元件的电源，也就是对应扫描仪内部元件的数量以及电源控制方式而选择电源控制单元的数量，以致能达到更有效率地节约能源的消耗。
于此，电源控制单元为依据专用集成电路元件所提供的信号而控制电源供应单元所提供的电源，也就是依据专用集成电路元件所提供的信号而控制提供给连接至电源控制单元的受控负载的电源。因此，即能达到节约能源的技术功效。
其中，电源切断装置可于装置不使用时，将供给受控负载的电源切断，其包括第一信号源、电压源、第一和第二切换开关单元以及电压输出端。另外，压控振荡装置则是于装置不使用时，将供给受控受载的电源降低，并且通过一触发信号来启动装置，其包括第二至第三信号源、电压源、第三和第四切换开关单元以及电压输出端。
由于电子装置内的各个元件皆有各自控制动作，因此，我们不能因为要节约电源消耗就于装置不使用时将所有电源切断，此会造成电子装置失去控制或者使用者控制接口消失。另外，若有与其它装置相连时，更会造成与其它装置的联机消失。此时，当需再使用此电子装置时，则必须重新开机，因而造成使用上的不便以及使用效率降低。并且，重新开机需较大的启动电源，若次数频繁反而会造成更大的电源消耗，并且造成电子装置的使用寿命降低。因此，于本发明中，则是依内部元件的控制动作来选择适当的电源控制模式，以达到有效率地节约能源。
简单来说，若将以电源切断装置作为第一电源控制单元和以压控振荡装置作为第二电源控制单元应用于扫描仪时，第一电源控制单元用以控制扫描仪内部元件的电源，于待机和关机状态时期切断受控的内部元件的电源。此内部元件即为扫描仪内于待机状态不使用的元件。另外，第二电源控制单元亦用以控制扫描仪内部元件的电源，也就是于待机状态时期降低受控的内部元件的电源，且于打开/关上扫描仪的电源开关时，立即启动/关掉受控的内部元件的电源。此内部元件为扫描仪内的特定元件。
其中，由于在待机期间，扫描仪内部许多元件都不需要使用，因此于扫描仪闲置一段时间(即扫描仪设定的进入待机状态前所闲置时间)，立即切断这些不使用的元件的电源供应，以节约能源消耗。此不使用的元件例如扫描仪内的电荷耦合装置、步进马达、模拟前端元件、专用集成电路元件以及自动走纸器等元件。另外，于扫描仪的内部元件中，有些元件若切断其电源会造成扫描仪失去使用者接口，并且与其联机的主机会无法检测到与扫描仪的联机，因此于再启动时则需重新开机才能使用。然而，重新开机时需消耗更多能源，并且还需等待扫描系统稳定才能使用，如此一来，反而会造成更多使用上的不便，进而降低使用效率。于此，这类元件即为上述的特定元件，例如扫描仪的电源供应单元、控制单元等。因此，为了不造成使用上的不便以及不造成使用效率降低，当扫描仪进入待机状态时，则将提供给必要元件的电源降低，只提供维持扫描仪联机及能立即使用的必要电源，因此，于接收到再启动信号时，只要立即供给其动作所需的电源便能立即使用，也就是，通过降低必要元件的电源来达到有效地节省能源的消耗。
此外，扫描仪有些元件于供给电源后需稍等几分钟才能立即使用，虽此类元件不影响扫描仪的联机及使用控制，但于再启动时需些许时间稳定才能达到扫描仪最佳使用质量，因此此类元件于不影响使用者的使用效率时则可于待机时切断其断源，反之，若是影响使用者的使用效率则于待机时仅降低其电源供给。也就是，我们可依使用者的需求而决定此类元件的省电设计。而此类元件例如扫描仪的发光负载等。
本发明所揭示的节能电路可应用于各种需消耗能源的电子装置，像系扫描装置或多功能事务机等装置。
本发明所揭示的节能电路，以扫描仪作为应用于本发明的装置，以验证本发明确实可以达到节约能源消耗的技术功效。
于美国环境保护机构(USA EPA)于新制定的2006年的能源节约标准中规定扫描仪于待机状态的消耗功率不可大于6瓦，而于关机状态(意指扫描仪电源插上但尚未开机)的消耗功率不可大于1瓦。量测未使用本发明所揭示的节能电路的扫描器的电源消耗量时，其待机状态的消耗功率为17.24瓦，且于关机状态的消耗功率为2.5瓦，可发现此电源消耗量超出美国环境保护机构所订定的标准许多。而量测使用本发明所揭示的节能电路的扫描器的电源消耗量时，其于待机状态的消耗功率减少为3.96瓦，于关机状态的消耗功率则减少为0瓦。此电源消耗量不但较未使用本发明前改善许多，甚至完全符合美国环境保护机构所订定的标准。
有关本发明的特征与实作，现配合附图作最佳实施例详细说明如下。


图1为说明根据本发明一实施例的节能电路的功能方块图；图2为说明根据本发明另一实施例的节能电路的功能方块图；
图3为说明根据本发明一实施例的电源控制单元的等效电路图；以及图4为说明根据本发明一实施例的电源控制单元的等效电路图。
其中，附图标记说明如下10电源供应单元 20专用集成电路元件30电源控制单元 110电源供应单元120专用集成电路元件130电源控制单元SC1第一电源控制单元SC2第二电源控制单元CL受控负载 CL1～CLn受控负载1CL、2CL受控负载 1CL1～1CLn受控负载2CL1～2CLn受控负载 C1第一电容C2第二电容 C3第三电容C4第四电容 C5第五电容C6第六电容 D1二极管F1保险丝 GND接地线IN1第一信号源 IN2第二信号源IN3第三信号源 IN4第四信号源L1第一电感 L2第二电感N1接点 N2接点N3接点 OUT1电压输出端OUT2电压输出端 Q1第一晶体管Q2第二晶体管 Q3第三晶体管Q4第四晶体管 R1第一电阻R2第二电阻 R3第三电阻R4第四电阻 R5第五电阻R6第六电阻 R7第七电阻R8第八电阻 R9第九电阻R10第十电阻R11第十一电阻VCC电压源 VSW电压源
具体实施例方式
以下举出具体实施例以详细说明本发明的内容，并以附图作为辅助说明。说明中提及的符号参照附图标记。
如图1所示，本实施例提供一种节能电路，包括专用集成电路元件以及电源控制单元。上述电源控制单元30分别与专用集成电路元件20相连接，用以控制电源供应单元10提供给受控负载CL的电源。专用集成电路元件20会提供控制信号给电源控制单元30，而电源控制单元30根据专用集成电路元件20提供的信号而控制提供给受控负载CL的电源。而且，电源控制单元30可控制一个以上的受控负载CL1～CLn的电源。其中，电源控制单元30可为电源切断装置或者为压控振荡装置。电源切断装置通过切断或提供受控负载的电源而控制受控负载的电源消耗，而压控振荡装置则是可通过降低或提供给受控负载的电源而控制受控负载的电源消耗，并且其可通过一触发信号来启动装置，以达到节约装置的电源消耗。
也就是，当装置启动时，通过电源控制单元30而提供电源给受控负载CL。而当装置进入待机状态时，则通过电源控制单元30降低或切断受控负载CL的电源。最后，当装置关机时，则通过电源控制单元30立即切断受控负载CL的电源。并且，上述的受控负载CL即为装置的内部元件，也就是，通过电源控制单元30控制提供给装置的内部元件的电源，因此能达到节约电源消耗的目的。
此外，本发明另一实施例提供一种节能电路，包括专用集成电路元件、第一电源控制单元以及第二电源控制单元。参照图2，电源控制单元130包括第一和第二电源控制单元SC1、SC2两种，且第一和第二电源控制单元SC1、SC2分别为上述的电源切断装置以及压控振荡装置，且其分别与专用集成电路元件120相连接，用以控制电源供应单元110供给受控负载CL1、CL2的电源。换句话说，第一电源控制单元SC1可于装置不使用的时切断提供给受控负载CL1的电源，其包括了第一信号源、电压源、第一和第二切换开关单元以及电压输出。而第二电源控制单元SC2则是可于装置不使用的时降低提供给受控负载CL2的电源，并且其可通过一触发信号来启动装置，其包括了第二至第三信号源、电压源、第三和第四切换开关单元以及电压输出端。专用集成电路元件120会提供控制信号给第一和第二电源控制单元SC1、SC2，而第一和第二电源控制单元SC1、SC2再根据专用集成电路元件120提供的信号而控制提供给受控负载CL1、CL2的电源。并且，第一和第二电源控制单元SC1、SC2均可控制一个以上的受控负载1CL1～1CLn、2CL1～2CLn的电源。
也就是，当装置启动时，通过第一和第二电源控制单元SC1、SC2而提供电源给受控负载CL1、CL2。而当装置进入待机状态时，第一电源控制单元SC1会先切断受控负载CL1的电源，然后第二电源控制单元SC2再降低受控负载CL2的电源。当装置再启动时，第二电源控制单元SC2通过一触发信号而提供电源给受控负载CL2，然后第一电源控制单元SC1再提供受控负载CL1的电源。最后，通过第一和第二电源控制单元SC1、SC2而立即切断电源给受控负载CL1、CL2。
并且，于本发明的实施例中，可依据受控负载的多寡及需要而使用一个以上的电源控制单元来控制受控负载的电源。也就是，可依据电子装置的需求而选择使用一个以上的电源切断装置或一个以上的压控振荡装置作为电源控制单元，或者是同时使用一个以上的电源切断装置和一个以上的压控振荡装置作为电源控制单元。
图3为说明根据本发明一实施例的电源控制单元的等效电路图。此电源控制单元为一电源切断装置，包括了第一信号源、电压源、第一和第二切换开关单元以及电压输出端。
参照图3，第一信号源IN1与专用集成电路元件相连接，用以接收自专用集成电路元件产生的信号，且此专用集成电路元件会检测电子装置的状态，然后依据电子装置的状态而提供不同电压电位的电压信号。就扫描仪而言，专用集成电路元件会检测扫描仪的状态，也就是扫描仪开机、待机、再启动或关机等状态，然后依据扫描仪的状态而提供不同电压电位的电压信号。第一和第二切换开关单元分别为第一和第二晶体管Q1、Q2，且第一晶体管Q1为一NPN型晶体管而第二晶体管Q2为一PNP型晶体管。其中，第一晶体管Q1的基极通过一阻抗元件与第一信号源IN1相接，于此，此阻抗元件为第一电阻R1。另外，第一晶体管Q1的基极与接地线GND之间耦接另一阻抗元件，即第二电阻R2。而第一晶体管Q1的射极与接地线GND相连结。并且第一晶体管Q1的集极通过一阻抗元件与第二晶体管Q2相连接，也就是，第一晶体管Q1的集极与第二晶体管Q2的基极之间耦接一第三电阻R3。此外，第二晶体管Q2的基极与其射极之间耦接一阻抗元件，即第四电阻R4。而第二晶体管Q2的集极连接至电压输出端OUT1，并且两者间设置有突波保护装置，也就是一保险丝F1。
电压源VCC用以提供固定的输入电压，此外，可于电压源另外设计用以滤波的滤波器。且于此，电压源VCC经由一LC滤波器连接至第二晶体管Q2的基极。并且，此LC滤波器为一电容输入滤波器，且为一L型电容输入滤波器，也就是输入滤波电容直接接于电压源VCC，其具有高程度的滤波效果且能产生一相对大的直流电压。也就是说，于电压源VCC与接地线GND之间具有两相互并联的第一和第二电容C1、C2，并且第一电感L1耦接于电压源VCC与第二晶体管Q2的基极之间。当电压源VCC提供输入电压时，先经由第一和第二电容C1、C2滤除输入电压的涟波后，再经由第一电感L1滤除伴随着输入电压的输入电流的连波，以得到一较平滑的直流输入电压。而于第二电容C2上并联一颗小数值的第一电容C1为了增加电容量，其有助于滤掉高频噪声使输入电源更纯净。
另外，电压输出端OUT1用以提供输出电压给第一电源控制单元所控制的受控负载，就扫描仪而言，上述的受控负载即扫描仪的内部元件，亦指于待机状态不使用的元件，例如电荷耦合装置、步进马达、模拟前端元件、专用集成电路元件以及自动走纸器等扫描仪的内部元件。于电压输出端OUT1与接地线GND之间并联第三和第四电容C3、C4，用以滤除输出电压的涟波。
以下说明以电源切断装置作为电源控制单元的操作原理。当电子装置使用时，专用集成电路元件提供高电位的电压信号给第一电源控制单元的第一信号源IN1时，此高电位的电压信号自第一信号源IN1输入后，使得第一晶体管Q1的基极与射极之间产生一偏压，且基极趋于正电位使得第一晶体管Q1导通且达到饱和状态，因此，第一晶体管Q1打开。此时，第一晶体管Q1的集极电压下降为低电位的电压(约为零伏特左右)，使第二晶体管Q2的射极电压上升为高电位的电压，因此于第二晶体管Q2的射极与基极之间产生一偏压，且射极趋于正电位，使第二晶体管Q2导通而达到饱和状态，因此，第二晶体管Q2打开，此时电压输出端OUT1提供输出电压。
而当电子装置不使用时，专用集成电路元件提供低电位的电压信号给第一电源控制单元的第一信号源IN1。此低电位的电压信号自第一信号源IN1输入后，使得第一晶体管Q1的基极趋于负电位，此第一晶体管Q1则不导通，因此，第一晶体管Q1于关的状态，同时，第二晶体管Q2的射极与基极之间的偏压不产生，因此第二晶体管Q2就被截断。因此，第二晶体管Q2于关的状态，此时电压输出端OUT1则不提供输出电压。
举例来说，当扫描器开机或待机后再启动时，专用集成电路元件根据电子装置的状态而输出高电位的电压信号给第一电源控制单元的第一信号源IN1，而高电位的电压信号输入后，使得第一和第二晶体管Q1、Q2打开，因此，电压输出端OUT1立即提供输出电压给第一电源控制单元所控制的内部元件(例如电荷耦合装置、步进马达、模拟前端元件、专用集成电路元件以及自动走纸器等元件等)，以使受控的内部元件立即启动。
而当扫描器关机或待机时，专用集成电路元件根据电子装置的状态而输出低电位的电压信号给第一电源控制单元第一信号源IN1，而低电位的电压信号输入后，使得第一和第二晶体管Q1、Q2关闭，因此切断提供给受控的内部元件(例如电荷耦合装置、步进马达、模拟前端元件、专用集成电路元件以及自动走纸器等元件等)的输出电压，也就是电压输出端OUT1不提供输出电压给受控的内部元件。
另外，图4为说明根据本发明一实施例的电源控制单元的等效电路图。此电源控制单元为一压控振荡装置，包括了第二至第三信号源、电压源、第三和第四切换开关单元以及电压输出端。
参照图4，第二信号源IN2用以提供一供电信号以启动电源供应单元，且经由一阻抗元件连接电压源VSW，而此阻抗元件为第五电阻R5，另外于电压源VSW与第五电阻R5之间有一接点N1。第三和第四信号源IN3、IN4与专用集成电路元件相连接，用以接收自专用集成电路元件产生的信号，且此专用集成电路元件会检测电子装置的状态，然后依据电子装置的状态而提供不同的信号。就扫描仪而言，专用集成电路元件会检测扫描仪的状态，也就是扫描仪开机、待机、再启动或关机等状态，然后再依据扫描仪的状态而提供不同的信号。于此，第三和第四切换开关单元分别为第三和第四晶体管Q3、Q4，且第三晶体管Q3为一NPN型晶体管而第四晶体管Q4为一PNP型晶体管。其中，第三晶体管Q3的基极分别连接至4个阻抗元件的一端，于此，此阻抗元件分别为第六至第九电阻R6～R9。而第六电阻R6与接点N1之间耦接第5电容C5。另外，接点N1还连接至电压源VSW，且此电压源VSW用以提供可调控的输入电压。另外，第七至第九电阻R7～R9的另一端分别连接至第三和第四信号源IN3、IN4及接地线GND。第三晶体管Q3的射极与接地线GND相连接，且其集极通过一阻抗元件与第四晶体管Q4相连接，意即第三晶体管Q3的集极与第四晶体管Q4的基极之间耦接第十电阻R10。此外，第四晶体管Q4的基极与其射极之间耦接一阻抗元件，即第十一电阻R11。并且第四晶体管Q4的射极连接至电压源VSW。而第四晶体管Q4的集极连接至电压输出端OUT2，并且两者间设置有一滤波器。于此，此滤波器为LC滤波器且为一电感输入滤波器，也就是滤波电感耦接于第四晶体管Q4的集极和电压输出端OUT2之间，且滤波电感与电压输出端OUT2之间有一接点N2，而接点N2与接地线GND之间耦接一滤波电容，此滤波电感和滤波电容分别为第二电感L2及第六电容C6。
于电压输出端OUT2提供输出电压之前，会先经由第二电感L2滤除伴随着输出电压的输入电流的连波，以得到较平滑的直流输入电压，再经由第六电容C6滤除输出电压的涟波，然后再输出。此外，于第四晶体管Q4于滤波器之间有一保护电路元件，即于第二电感L2和第四晶体管Q4的集极之间有一接点N3，而接点N3与接地线GND之间耦接一二极管D1，此二极管D1为一肖特基二极管。
以下说明以压控振荡装置作为电源控制单元的操作原理。当电子装置使用时，专用集成电路元件提供高占空比的调变信号给电源控制单元的第四信号源IN4，此时，第三和第四晶体管Q3、Q4依据调变信号而打开或切断，同时，电压源VSW输入输入电压，此时电压输出端OUT2提供输出电压。
而当电子装置闲置间时，专用集成电路元件提供低占空比的调变信号给电源控制单元的第四信号源IN4，此时，第三和第四晶体管Q3、Q4依据调变信号而打开或切断，以降低电压输出端OUT2所提供的输出电压。
另外，当电子装置再启动时，专用集成电路元件则提供一触发信号给电源控制单元的第三信号源IN3，此时，第二信号源IN2会根据触发信号而提供一供电信号，此时，第三和第四晶体管Q3、Q4的基极与射极之间产生一偏压，因而导通且达到饱和状态，因此，第三和第四晶体管Q3、Q4打开。此时电压输出端OUT2提供输出电压。然后，专用集成电路元件再提供高占空比的调变信号给电源控制单元的第四信号源IN4，以使电压输出端OUT2继续提供输出电压。
最后，当电子装置关机时，专用集成电路元件提供触发信号给电源控制单元的第三信号源IN3，此时，第三晶体管Q3的基极趋于负电位，此第三晶体管Q3则不导通，因此，第三晶体管Q3于关的状态，同时，电压源VSW不输入输入电压，于第四晶体管Q4的射极与基极之间不产生偏压，因此第四晶体管Q4则不导通，使第四晶体管Q4于关的状态，此时电压输出端OUT2则不提供的输出电压。
举例来说，当使用扫描器时，电源控制单元的第四信号源IN4输入高占空比的调变信号，而第三和第四晶体管Q3、Q4随调变信号开关，同时，电压源VSW输入高电压电位的输入电压，因此，电压输出端OUT2立即提供输出电压给第二电源控制单元所控制的内部元件，以使受控的内部元件立即启动。
而当扫描器闲置时，第二电源控制单元的第四信号源IN4输入低占空比的调变信号，而第三和第四晶体管Q3、Q4随调变信号开关，因此降低电压输出端OUT2提供给受控的内部元件的输出电压。
当再启动扫描器时，电源控制单元的第三信号源IN3输入一触发信号，同时，第二信号源IN2根据此触发信号提供一供电信号，使得第三和第四晶体管Q3、Q4打开，因此，电压输出端OUT2提供回复原电压电位的输出电压给第二电源控制单元所控制的内部元件。然后，专用集成电路元件再提供高电压电位的电压信号给电源控制单元的第四信号源IN4，以使电压输出端OUT2持续提供输出电压，以使受控的内部元件立即启动。
而当扫描器关机时，电源控制单元的第三信号源IN3输入一触发信号，使得第三和第四晶体管Q3、Q4关闭，同时，电压源VSW不输入输入电压，因此，电压输出端OUT2不提供输出电压给第二电源控制单元所控制的内部元件，以使受控的内部元件立即关闭。
另外，参照图3和图4，当以电源切断装置和压控振荡装置分别作为第一和第二电源控制单元同时应用于电子装置时，当电子装置使用时，电源控制单元的第一和第四信号源IN1、IN4输入来自专用集成电路元件的信号，而第一至第四晶体管Q1～Q4随输入的信号而开关，因此，电压输出端OUT1、OUT2立即提供输出电压给受控负载，以使电子装置立即启动。
而当电子装置闲置时，电源控制单元的第一和第四信号源IN1、IN4输入来自专用集成电路元件的信号，而第一至第四晶体管Q1～Q4随输入的信号而开关，因此，因此电压输出OUT1不提供输出电压，且降低电压输出OUT2所提供的输出电压，也就是切断电源切断装置所控制的元件的电源并降低提供给压控振荡装置所控制的元件的电源。
当再启动电子装置时，第二电源控制单元的第三信号源IN3输入一触发电压，同时，第二信号源IN2根据此触发信号提供一供电信号，使得第三和第四晶体管Q3、Q4打开，同时，电压源VSW提供输入电压，因此，电压输出端OUT2立即提供输出电压给第二电源控制单元所控制的内部元件。然后，专用集成电路元件再提供信号给电源控制单元的第一和第四信号源IN1、IN4，以使电压输出端OUT1、OUT2继续提供输出电压。
而当电子装置关机时，电源控制单元的第一和第三信号源IN1、IN3输入来自专用集成电路元件的信号，使得第一至第四晶体管Q1～Q4关闭，同时，电压源VCC、VSW不提供输入电压，因此，电压输出端OUT1、OUT2不提供输出电压给电源控制单元所控制的内部元件，以使受控负载立即关闭。
举例来说，当扫描仪使用时，电源控制单元的第一和第四信号源IN1～IN4输入来自专用集成电路元件的信号，而第一至第四晶体管Q1～Q4随输入的信号而开关，因此，电压输出端OUT1、OUT2立即提供输出电压给扫描仪的内部元件，以使扫描仪立即启动。
而当扫描仪闲置时，电源控制单元的第一和第四信号源IN1、IN4输入来自专用集成电路元件的信号，而第一至第四晶体管Q1～Q4随输入的信号而开关，因此，因此电压输出OUT1不提供输出电压，且降低电压输出OUT2所提供的输出电压，也就是切断大部分不使用的元件(例如电荷耦合装置、步进马达、模拟前端元件、专用集成电路元件以及自动走纸器等元件等)的电源并降低提供给其余元件(例如电源供应单元、控制单元等)的电源。
当再启动扫描仪时，第二电源控制单元的第三信号源IN3输入一触发电压，同时，第二信号源IN2根据此触发信号提供一供电信号，使得第三和第四晶体管Q3、Q4打开，同时，电压源VSW提供输入电压，因此，电压输出端OUT2立即提供输出电压给第二电源控制单元所控制的内部元件。然后，专用集成电路元件再提供信号给电源控制单元的第一和第四信号源IN1、IN4，以使电压输出端OUT1、OUT2继续提供输出电压。
而当扫描仪关机时，电源控制单元的第一和第三信号源IN1、IN3输入来自专用集成电路元件的信号，使得第一至第四晶体管Q1～Q4关闭，同时，电压源VCC、VSW不提供输入电压，因此，电压输出端OUT1、OUT2不提供输出电压给扫描仪的内部元件，以使扫描仪立即关闭。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰均属本发明的范围，本发明的专利保护范围视本说明书所附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种节能电路，用以节约一电子装置的电源消耗，包括一专用集成电路元件，根据该电子装置的状态而产生一个以上的信号；以及一个以上的电源控制单元，连接于该专用集成电路元件，用以根据该电子装置的状态而控制提供给该电子装置中的一个以上的受控负载的电源电压。
2.如权利要求1所述的节能电路，其中该电源控制单元包括一个以上的电源切断装置，用以于该电子装置不使用时切断提供给该受控负载的电源电压；以及一个以上的压控振荡装置，用以于该电子装置闲置时降低提供给该受控负载的电源电压，并且可通过一触发信号来启动该电子装置。
3.如权利要求2所述的节能电路，其中该电源切断装置，包括一第一信号源，用以提供多个信号；一电压源，用以提供多个输入电压；一第一和第二切换开关单元，根据该第一信号源所提供的信号而改变开关状态；以及一电压输出端，根据该第一和第二切换开关单元的开关状态而提供来自该电压源的输入电压给受控负载。
4.如权利要求3所述的节能电路，其中当该电子装置使用时，该第一信号源提供该专用集成电路元件所提供的高电位的电压信号，以使该第一和第二切换开关单元打开，因而该电压输出端输出电压给该受控负载。
5.如权利要求3所述的节能电路，其中当该电子装置不使用时，该第一信号源提供该专用集成电路元件所提供的低电位的电压信号，以使该第一和第二切换开关单元关闭，因而该电压输出端不提供输出电压给该受控负载。
6.如权利要求3所述的节能电路，其中该第一和第二切换开关单元分别为一晶体管。
7.如权利要求3所述的节能电路，其中该电压源与该第二切换开关单元之间设置有用以滤波的一滤波器。
8.如权利要求3所述的节能电路，其中该第二切换开关单元与该电压输出端之间设置有一突波保护装置。
9.如权利要求2所述的节能电路，其中该电源控制单元，包括一电压源，用以提供多个输入电压；一第二信号源，用以提供一供电信号；一第三信号源，用以提供一触发信号；一第四信号源，用以提供多个调变信号；一第三和第四切换开关单元，根据该第二至第三信号源其中之一所提供的信号而改变开关状态；以及一电压输出端，根据该第三和第四切换开关单元的开关状态而提供来自该电压源的输入电压给该受控负载。
10.如权利要求9所述的节能电路，其中当该电子装置使用时，该第四信号源提供来自该专用集成电路元件的高占空比的调变信号，以使该第三和第四切换开关单元随该调变信号而开关，因而该电压输出端输出电压给该受控负载。
11.如权利要求9所述的节能电路，其中当该电子装置闲置时，该第四信号源提供来自该专用集成电路元件的低占空比的调变信号，以使该第三和第四切换开关单元随该调变信号而开关，因而降低该电压输出端提供给该受控负载的电压。
12.如权利要求9所述的节能电路，其中当该电子装置闲置后再启动时，该第三信号源提供来自该专用集成电路元件的触发信号，然后该第二信号源根据该触发信号提供供电信号，以使该第三和第四切换开关单元打开，因而该电压输出端提供电压给该受控负载。
13.如权利要求9所述的节能电路，其中当该电子装置关闭时，该第三信号源提供来自该专用集成电路元件的触发信号，然后该第三和第四切换开关单元根据该触发信号而关闭，因而该电压输出端不提供输出电压给该受控负载。
14.如权利要求9所述的节能电路，其中该第三和第四切换开关单元分别为一晶体管。
15.如权利要求9所述的节能电路，其中该第四切换开关单元与该电压输出端之间设置有一滤波器。
16.如权利要求9所述的节能电路，其中该第四切换开关单元与该电压输出端之间设置有一保护电路元件。
17.如权利要求9所述的节能电路，其中可通过一触发开关而控制该电子装置的状态。
18.如权利要求17所述的节能电路，其中该触发开关按压一下时，该第三信号源提供触发信号，而该第二信号源根据触发信号提供供电信号，因而该电压输出端提供电压给该受控负载，以致于启动该电子装置的电源。
19.如权利要求17所述的节能电路，其中该触发开关按压时间大于一既定时间时，该第三信号源提供一触发信号，以使该第三和第四切换开关单元根据该触发信号而关闭，因而使该电压输出端不提供电压给该受控负载，以致于关闭该电子装置的电源。
20.如权利要求17所述的节能电路，其中该触发开关按压时间小于一既定时间时，该电子装置维持原状态。
全文摘要
本发明提供一种节能电路，用以解决现有技术未能有效地节约能源的问题。该节能电路包括一专用集成电路元件，根据该电子装置的状态而产生一个以上的信号；以及一个以上的电源控制单元，连接于该专用集成电路元件，用以根据该电子装置的状态而控制提供给该电子装置中的一个以上的受控负载的电源电压。本发明利用专用集成电路元件及电源控制单元来控制提供给装置内部各个元件的电源，因此而达到节约能源消耗的目的，并符合更严格的能源标准。
文档编号H03K17/00GK1770047SQ200410090098
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月2日 优先权日2004年11月2日
发明者张庆崇 申请人:光宝科技股份有限公司