專利名稱：一種零功耗待機電路及具有所述電路的電器設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實 用新型屬于待機電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種待機時無功率損耗的待機電路以及采用所述零功耗待機電路設(shè)計的電器設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候日益變暖，節(jié)能減排已經(jīng)成為各國政府工作的重中之重，特別是和日常生活息息相關(guān)的家電行業(yè)，更是被推到風口浪尖。在歐美市場，低待機功耗已經(jīng)與安規(guī)、EMI 一起成為電子產(chǎn)品銷往這個市場的通行證，高效率、低功耗已經(jīng)成為家電產(chǎn)品在開發(fā)過程中必須考慮的重要因素之一。作為家電產(chǎn)品的主要組成部分——電源電路，其在家電產(chǎn)品進入待機狀態(tài)后，其它部分電路都進入關(guān)閉或者休眠狀態(tài)，而電源電路在這個時候仍處于工作狀態(tài)，產(chǎn)生功耗，這個功耗在整個系統(tǒng)的待機功耗中占據(jù)很大的份額，因此降低電源電路的待機功耗是控制家電產(chǎn)品整機功耗的重要一環(huán)。目前普遍采用的降低設(shè)備待機功耗的做法是提高電源電路待機時的效率，減小待機時負載需要的電流，但是不能完全把輸入電源切斷，所以不能把待機功耗做到0W?，F(xiàn)在最小的待機功耗是0. 1W，采用的是切斷主控電路的設(shè)計方案，即通過增加待機用小MCU 來完成遙控待機和開機。而對于目前提出的零待機功耗的待機電路，比如專利申請?zhí)枮?200810067647. 0的一種實現(xiàn)零功耗待機的電源開關(guān)及控制裝置，其實際上是采用一個按鍵開關(guān)和接觸器二合一的電磁式開關(guān)連接在主電源供電回路中，系統(tǒng)里需要電池完成遙控待機和開機，并不是真正的零功耗待機，正常工作時需要給電池充電，也增大了正常工作時的功耗。專利申請?zhí)枮?00820201609. 5的家用電器待機零功耗的待機電路，僅是針對過零檢測電路實現(xiàn)零功耗待機，整機并不能實現(xiàn)待機零功耗；況且除部分空調(diào)，冰箱等需要過零信號外，大多數(shù)家用電器并不需要過零檢測電路，因此其適用范圍非常有限。而對于專利申請?zhí)枮?00820234836. 8的零功耗待機的電視機，則是采用IOOOOuF的儲能電容為待機時需要持續(xù)運行的負載供電，只能待機24小時，電容完全放電后，只能通過人工按動機械開關(guān)開機，實際上與用電池作為備用待機電源相似。因此，如何實現(xiàn)電器設(shè)備的真正零功耗待機，且提高待機電路的適用領(lǐng)域，是本實用新型所要解決的一項主要問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種零功耗待機電路，使電器設(shè)備在待機時無功率損耗，節(jié)約能源。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種零功耗待機電路，包括電源主回路，在所述電源主回路中包含有交流電源端子，整流電路和對整流電路輸出的直流電源進行降壓變換的變壓器，以及用于控制變壓器開關(guān)頻率的電源管理芯片，通過所述變壓器輸出主控電路所需的工作電源；在所述交流電源端子與整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中還串聯(lián)有交流接觸器，所述交流接觸器在主控電路輸出的開關(guān)信號的控制作用下通斷；所述交流電源端子同時連接開機用整流橋， 所述整流橋的直流側(cè)通過延時釋放開關(guān)一方面連接所述電源管理芯片的高壓供電端，另一方面連接所述變壓器的初級線圈。其中，所述延時釋放開關(guān)優(yōu)選采用一顆閉合后延時IOOmS之后自動釋放的輕觸開關(guān)進行電路設(shè)計。進一步的，在所述變壓器的初級還設(shè)置有輔助線圈，連接儲能電容，輸出直流電源為儲能電容充電，所述儲能電容的正極同時連接所述電源管理芯片的低壓電源端。 優(yōu)選的，在所述輔助線圈與儲能電容的正極之間還連接有用于防止電流反向的二極管。又進一步的，所述交流接觸器的常開觸點串聯(lián)在所述整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中，在交流接觸器線圈的供電回路中連接一開關(guān)元件的開關(guān)通路，所述開關(guān)元件的控制端接收主控電路輸出的開關(guān)信號。再進一步的，在所述電源主回路中還包含有電解電容和開關(guān)二極管，所述電解電容并聯(lián)在整流電路的直流側(cè)，電解電容的正極連接開關(guān)二極管的陽極，開關(guān)二極管的陰極連接變壓器的初級線圈。更進一步的，通過所述變壓器的次級線圈輸出的低壓直流電源一方面經(jīng)一光耦的發(fā)光側(cè)傳輸至一顆三端穩(wěn)壓管的陰極，所述三端穩(wěn)壓管的陽極接地，另一方面通過分壓電路分壓后，傳輸至所述三端穩(wěn)壓管的參考極；所述光耦的受光側(cè)連接在電源管理芯片的反饋端與地之間。優(yōu)選的，在所述三端穩(wěn)壓管上還連接有RC吸收電路，其中，RC吸收電路中的電阻連接在三端穩(wěn)壓管的參考極與分壓電路的分壓節(jié)點之間，電容并聯(lián)在三端穩(wěn)壓管的陰極與參考極之間。為了吸收與變壓器的初級線圈相連接的開關(guān)電路在關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的反向電動勢， 優(yōu)選在所述變壓器初級線圈的兩端并聯(lián)一組RC吸收電路；同時，通過所述變壓器的次級線圈感應(yīng)輸出的低壓直流電源經(jīng)開關(guān)二極管和濾波電路輸出至主控電路，在所述開關(guān)二極管的兩端也優(yōu)選并聯(lián)一組RC吸收電路，以吸收回路中的尖峰脈沖?；谏鲜隽愎拇龣C電路結(jié)構(gòu)，本實用新型又提供了一種采用所述零功耗待機電路設(shè)計的電器設(shè)備，包括電源主回路和主控電路，在所述電源主回路中包含有交流電源端子，整流電路和對整流電路輸出的直流電源進行降壓變換的變壓器，以及用于控制變壓器開關(guān)頻率的電源管理芯片，通過所述變壓器輸出主控電路所需的工作電源；其中，在所述交流電源端子與整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中還串聯(lián)有交流接觸器，所述交流接觸器在主控電路輸出的開關(guān)信號的控制作用下通斷；所述交流電源端子同時連接開機用整流橋，所述整流橋的直流側(cè)通過延時釋放開關(guān)一方面連接所述電源管理芯片的高壓供電端， 另一方面連接所述變壓器的初級線圈。通過在傳統(tǒng)的電源主回路中串聯(lián)僅在設(shè)備開機后導通的交流接觸器，從而在電器設(shè)備待機時通過切斷外部的交流供電來達到整機無功率損耗的設(shè)計目的。而通過增設(shè)開機用整流橋和延時釋放開關(guān)，則可以在電器設(shè)備的開機過程中控制電源主回路中的部分器件上電運行，輸出主控電路所需的工作電源，以控制交流接觸器吸合，使電源主回路投入正常工作狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型的待機電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適用于電腦、洗衣機、廚房電器等家用電器設(shè)備中，當電器設(shè)備的程序運行完成后，整機可以自動切斷交流供電，完全不再消耗電能，也無需采用電池或者超級電容作為后備電源，可以真正地實現(xiàn)OW待機，從而滿足了目前家用電器設(shè)備節(jié)能環(huán)保的設(shè)計要求。結(jié)合附圖閱讀本實用 新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

圖1是本實用新型所提出的零功耗待機電路的一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述。實施例一，本實施例的零功耗待機電路在傳統(tǒng)開關(guān)電源電路的基礎(chǔ)上通過簡單改進即可獲得，參見圖1所示。其中，將傳統(tǒng)的開關(guān)電源電路作為電源主回路，在電器設(shè)備開機后為設(shè)備中的主控電路提供其運行所需的工作電源，可以具體包括用于外接交流市電的交流電源端子XP1、將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源的整流電路、對整流電路整流輸出的高壓直流電源進行降壓變換的變壓器Tl、以及用于對變壓器Tl的開關(guān)頻率進行控制的電源管理芯片Ul等。為了實現(xiàn)待機零功耗，本實施例在電源主回路中串聯(lián)交流接觸器J1，如圖1所示，可以具體將交流接觸器Jl的常開觸點串聯(lián)在交流電源端子XPl與整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中。在電器設(shè)備待機時，通過將交流接觸器Jl的常開觸點斷開，進而可以切斷外部的交流供電，使電器設(shè)備的內(nèi)部電路不再消耗電能，由此達到零功耗待機的目的。 而在電器設(shè)備正常運行過程中，可以通過主控電路輸出的開關(guān)信號0N/0FF控制交流接觸器Jl吸合，以連通所述的電源主回路，通過電源主回路轉(zhuǎn)換輸出電器設(shè)備中各用電負載所需的工作電源，進而保證電器設(shè)備正常運行。作為一種優(yōu)選設(shè)計方案，可以在所述交流接觸器Jl的線圈供電回路中串聯(lián)一個開關(guān)元件，比如圖1所示的NPN型三極管VI，通過開關(guān)元件的控制端(比如NPN型三極管 Vl的基極)連接主控電路，比如CPU，接收主控電路輸出的開關(guān)信號0N/0FF。當電器設(shè)備的程序運行結(jié)束后，主控電路自動輸出待機信號OFF，控制開關(guān)元件Vl斷開，使交流接觸器 Jl的線圈斷電，常開觸點斷開，切斷外部交流電源；而在主控電路上電時，通過輸出開機信號0N，控制開關(guān)元件Vl閉合，連通交流接觸器Jl的供電回路，從而使其常開觸點吸合，引入外部交流供電，為后級負載供電。那么，如何將電器設(shè)備從待機狀態(tài)轉(zhuǎn)入開機運行狀態(tài)呢？本實施例在電源主回路的基礎(chǔ)上再增加開機用整流橋，如圖1所示，可以采用四個開關(guān)二極管VDl 1 VD14組成全橋整流電路，交流側(cè)連接交流電源端子XP1，或者在其間進一步串聯(lián)保險絲F1，直流側(cè)通過串聯(lián)的延時釋放開關(guān)KNl —方面連接電源管理芯片Ul的高壓供電端HV，另一方面連接變壓器Tl的初級線圈，比如變壓器Tl初級線圈的同名端，初級線圈的異名端可以通過MOS管 Ql接地。在本實施例中，所述開關(guān)Ml可以采用帶有延時釋放功能的輕觸開關(guān)進行電路設(shè)計，優(yōu)選采用自動延時IOOmS釋放的輕觸開關(guān)。當需要啟動電器設(shè)備運行時，按壓所述輕觸開關(guān)KNl使其閉合，整流橋VDll VD14將外部的交流市電整流成直流電源后，一方面為電源管理芯片Ul提供高壓供電，使其上電運行，通過其DRV端子輸出一定占空比的PWM信號，控制與變壓器Tl的初級線圈相連接的MOS管Ql通斷；另一方面向變壓器Tl的初級線圈提供高壓直流電源，經(jīng)變壓器Tl降壓處理后，輸出后級主控電路所述的工作電源。主控電路上電后，輸出開機信號0N，控制交流接觸器Jl吸合，使電源主回路進入運行狀態(tài)。此時，通過由二極管VDl VD4組成的整流電路輸出的直流電流向并聯(lián)在其直流側(cè)的電解電容El充電，形成高壓直流電源通過開關(guān)二極管VD16向變壓器Tl的初級線圈和電源管理芯片Ul的高壓供電端HV供電，維持電源主回路正常運行，持續(xù)為后級的主控電路及其它負載 供電。為了保證電源管理芯片Ul可靠啟動，本實施例在變壓器Tl的初級又增設(shè)了輔助線圈To，如圖1所示，通過輔助線圈To感應(yīng)輸出的直流電壓經(jīng)電阻R7、開關(guān)二極管VD8、VD9 以及電阻RlO為儲能電容E4充電，所述儲能電容E4的正極同時連接電源管理芯片Ul的低壓電源端VCC。所述開關(guān)二極管VD8、VD9在電路中可以起到防止儲能電容E4中的電荷向輔助線圈To泄放的作用。在電器設(shè)備啟動時，電源管理芯片Ul通過其低壓電源端VCC向儲能電容E4充電，儲能電容E4上的電荷使電路啟動后，電源管理芯片Ul輸出PWM信號控制變壓器Tl的初級線圈通斷，此時，儲能電容E4上的能量由變壓器Tl初級側(cè)的輔助線圈 To為其補充，從而不再需要啟動電路。通過變壓器Tl的次級線圈轉(zhuǎn)換輸出的低壓直流電源經(jīng)整流二極管VD15、儲能電容E5 E7以及濾波電路處理后，穩(wěn)定輸出的直流電源S5V，通過直流電源端子XP2向后級主控電路輸出其所需的直流工作電源。為了實現(xiàn)直流電源S5V的穩(wěn)定輸出，本實施例在與變壓器Tl的次級線圈相連接的低壓直流電源傳輸線路上還連接有反饋電路，如圖1所示， 包括光耦U3、三端穩(wěn)壓管U2以及分壓電路等主要組成部分。其中，通過變壓器Tl的次級線圈輸出的低壓直流電源經(jīng)電阻R18串聯(lián)光耦U3的發(fā)光側(cè)，然后進一步連接至三端穩(wěn)壓管 U2的陰極，所述三端穩(wěn)壓管U2的陽極接地，參考極連接由電阻R20、R21、R22組成的分壓電路的分壓節(jié)點。所述分壓電路連接在所述低壓直流電源傳輸線路與地之間；而光耦U3的受光側(cè)則連接在電源管理芯片Ul的反饋端FB與地之間。在變壓器Tl降壓輸出的過程中，若通過變壓器Tl的次級線圈輸出的直流電壓不穩(wěn)定，則三端穩(wěn)壓管U2的導通量會發(fā)生變化，導致流過光耦U3發(fā)光側(cè)的電流發(fā)生變化，反映到光耦U3的受光側(cè)，進而引起電源管理芯片Ul反饋端FB的電流發(fā)生變化。電源管理芯片Ul根據(jù)接收到的反饋電流確定其輸出的PWM信號的占空比，進而控制變壓器Tl的開關(guān)頻率，使通過變壓器Tl輸出的低壓直流電源能夠穩(wěn)定在后級用電負載所要求的幅值上。為了有效抑制引入到電源主回路中的尖峰脈沖，本實施例在所述三端穩(wěn)壓管U2 上還連接有RC吸收電路，如圖1所示，包括電阻R23和電容C11。其中，電阻R23連接在三端穩(wěn)壓管U2的參考極與分壓電路的分壓節(jié)點之間；電容Cll并聯(lián)在三端穩(wěn)壓管U2的陰極與參考極之間，共同起到吸收尖峰脈沖的作用。對于MOS管Ql在關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的反向電動勢，本實施例采用由電阻R4、R5和電容 C3組成的RC吸收電路進行吸收消除，如圖1所示，并聯(lián)在變壓器Tl初級線圈的兩端。為了防止高壓直流電源通過所述的RC吸收電路施加到MOS管Ql的漏極上，本實施例在所述 RC吸收電路與變壓器Tl初級線圈的異名端之間還進一步串聯(lián)有一顆二極管VD6。所述二極管VD6的陰極連接所述的RC吸收電路，陽極連接初級線圈的異名端。當MOS管Ql在關(guān)斷瞬間產(chǎn)生反向電動勢時，二極管VD6導通，將MOS管Ql上產(chǎn)生的反向電動勢傳輸至RC吸收電路進行吸收濾除；而通過整流電路輸出的高壓直流電源則由于二極管VD6的反向截止特性而不會施加到MOS管Ql上，從而確保了電流的正確流向。 同樣的，在所述變壓器Tl次級側(cè)的開關(guān)二極管VD15的兩端也可以進一步并聯(lián)RC 吸收電路，具體可以由電阻R16和電容C9串聯(lián)組成，如圖1所示，以起到消除線路中的尖峰脈沖，使電流變化平緩的作用。本實施例所提出的零功耗待機電路適用于電腦、洗衣機、電子式微波爐等廚房電器設(shè)備中，用手輕觸輕觸開關(guān)KN1，電器設(shè)備即可啟動運行。當程序運行結(jié)束后，整機自動斷開交流電源，完全不再消耗電能，由此實現(xiàn)了真正OW待機的目的。但是，本實施例所提出的待機電路并不適用于需要遙控開機的電視、空調(diào)等產(chǎn)品。當然，以上所述僅是本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種零功耗待機電路，包括電源主回路，在所述電源主回路中包含有交流電源端子， 整流電路和對整流電路輸出的直流電源進行降壓變換的變壓器，以及用于控制變壓器開關(guān)頻率的電源管理芯片，通過所述變壓器輸出主控電路所需的工作電源；其特征在于在所述交流電源端子與整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中還串聯(lián)有交流接觸器，所述交流接觸器在主控電路輸出的開關(guān)信號的控制作用下通斷；所述交流電源端子同時連接開機用整流橋，所述整流橋的直流側(cè)通過延時釋放開關(guān)一方面連接所述電源管理芯片的高壓供電端，另一方面連接所述變壓器的初級線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機電路，其特征在于在所述變壓器的初級還設(shè)置有輔助線圈，連接儲能電容，輸出直流電源為儲能電容充電，所述儲能電容的正極同時連接所述電源管理芯片的低壓電源端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零功耗待機電路，其特征在于在所述輔助線圈與儲能電容的正極之間還連接有用于防止電流反向的二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機電路，其特征在于所述交流接觸器的常開觸點串聯(lián)在所述整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中，在交流接觸器線圈的供電回路中連接一開關(guān)元件的開關(guān)通路，所述開關(guān)元件的控制端接收主控電路輸出的開關(guān)信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機電路，其特征在于所述延時釋放開關(guān)為閉合后延時IOOmS之后自動釋放的輕觸開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機電路，其特征在于在所述電源主回路中還包含有電解電容和開關(guān)二極管，所述電解電容并聯(lián)在整流電路的直流側(cè)，電解電容的正極連接開關(guān)二極管的陽極，開關(guān)二極管的陰極連接變壓器的初級線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的零功耗待機電路，其特征在于通過所述變壓器的次級線圈輸出的低壓直流電源一方面經(jīng)一光耦的發(fā)光側(cè)傳輸至一顆三端穩(wěn)壓管的陰極，所述三端穩(wěn)壓管的陽極接地，另一方面通過分壓電路分壓后，傳輸至所述三端穩(wěn)壓管的參考極；所述光耦的受光側(cè)連接在電源管理芯片的反饋端與地之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的零功耗待機電路，其特征在于在所述三端穩(wěn)壓管上還連接有RC吸收電路，其中，RC吸收電路中的電阻連接在三端穩(wěn)壓管的參考極與分壓電路的分壓節(jié)點之間，電容并聯(lián)在三端穩(wěn)壓管的陰極與參考極之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的零功耗待機電路，其特征在于在所述變壓器初級線圈的兩端并聯(lián)有RC吸收電路；通過所述變壓器的次級線圈感應(yīng)輸出的低壓直流電源經(jīng)開關(guān)二極管和濾波電路輸出至主控電路，在所述開關(guān)二極管的兩端也并聯(lián)有一組RC吸收電路。
10.一種電器設(shè)備，其特征在于包括主控電路以及如權(quán)利要求1至9中任一項權(quán)利要求所述的零功耗待機電路。
專利摘要本實用新型公開了一種零功耗待機電路及具有所述電路的電器設(shè)備，包括電源主回路，在所述電源主回路中包含有交流電源端子，整流電路和對整流電路輸出的直流電源進行降壓變換的變壓器，以及用于控制變壓器開關(guān)頻率的電源管理芯片，通過所述變壓器輸出主控電路所需的工作電源；在所述交流電源端子與整流電路交流側(cè)的交流電源傳輸線路中還串聯(lián)有交流接觸器，所述交流接觸器在主控電路輸出的開關(guān)信號的控制作用下通斷；所述交流電源端子同時連接開機用整流橋，所述整流橋的直流側(cè)通過延時釋放開關(guān)一方面連接所述電源管理芯片的高壓供電端，另一方面連接所述變壓器的初級線圈。采用此電路無需電池或超級電容做后備電源，可以真正地實現(xiàn)0W待機。
文檔編號H02M1/36GK201985762SQ20112001776
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月15日
發(fā)明者曲泰元, 高寬志 申請人:青島海信電器股份有限公司