本發(fā)明涉及降低功耗技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種降低電源功耗的方法、自動降低功耗的電源及電視機。
背景技術(shù):
隨著社會的發(fā)展,節(jié)能意識越來越受廣泛消費者的重視,電視機、電腦、空調(diào)和冰箱等許多用電設(shè)備電源都有較高的待機功耗。據(jù)調(diào)查,每年因用電設(shè)備的待機功耗所損耗掉的電能電費有近億元。目前通常采用“間歇工作模式”的待機電路或使用零功耗待機模式的電路來降低待機時用電設(shè)備的功耗。然而,現(xiàn)有的“間歇工作模式”需要使用繼電器、CPU控制、超級電容和大容量電容等電路模塊,成本較高,電路復(fù)雜,安規(guī)不好控制,繼電器開關(guān)使用壽命短等缺點;而采用零功耗待機模式的電路雖然待機電源功耗降到接近零,但配上整機,不能使待機指示燈,紅外接收等器件正常工作。用戶的體驗度不好。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種降低電源功耗的方法、自動降低功耗的電源及電視機,可以有效降低用電設(shè)備的待機能耗,節(jié)約用電資源,提高用戶的使用體驗度。
為實現(xiàn)上述設(shè)計,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一方面,提供了一種降低電源功耗的方法,包括:
電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓;
當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容充電;
當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,由所述輸出電容給負(fù)載供電。
其中,所述深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作,包括:
所述深度待機控制模塊的觸發(fā)開關(guān)接收所述偏高電平,控制所述深度待機控制模塊的計時電容進入放電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容瞬間放電完畢時,控制所述深度待機控制模塊的使能開關(guān)使電源管理模塊開始工作;
所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,包括:
所述觸發(fā)開關(guān)接收所述偏低電平,控制所述計時電容進入充電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容充電完畢時,控制所述使能開關(guān)使電源管理模塊停止工作。
其中,所述電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓之后,還包括:
當(dāng)采集的電壓為預(yù)置低電壓,光耦反饋模塊接收到預(yù)置低電壓,輸出高電平;深度待機控制模塊接收到所述高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述高電平,根據(jù)所述高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,給負(fù)載供電。
第二方面,提供了一種自動降低功耗的電源,包括:電壓采集模塊、光耦反饋模塊、深度待機控制模塊、電源管理模塊和輸出整流濾波模塊;其中,所述輸出整流濾波模塊包括輸出電容;
電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓;
當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容充電;
當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,由所述輸出電容給負(fù)載供電。
其中,所述深度待機控制模塊包括:觸發(fā)開關(guān)、計時電容、供電繞組和使能開關(guān);
所述觸發(fā)開關(guān)的輸入端連接所述光耦反饋模塊的輸出端,所述觸發(fā)開關(guān)的輸出端和所述供電繞組的輸出端均與所述計時電容的輸入端相連,所述計時電容的輸出端連接所述使能開關(guān)的輸入端,所述使能開關(guān)的輸出端與所述電源管理模塊的輸入端相連;其中,所述觸發(fā)開關(guān)的輸入端作為所述深度待機控制模塊的輸入端,所述使能開關(guān)的輸出端作為所述深度待機控制模塊的輸出端;
當(dāng)所述深度待機控制模塊的觸發(fā)開關(guān)接收所述偏高電平時,控制所述深度待機控制模塊的計時電容進入放電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容瞬間放電完畢時,控制所述深度待機控制模塊的使能開關(guān)使電源管理模塊開始工作;
當(dāng)所述觸發(fā)開關(guān)接收所述偏低電平時,控制所述計時電容進入充電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容充電完畢時,控制所述使能開關(guān)使電源管理模塊停止工作。
其中,還包括:EMI濾波器、整流濾波模塊、變壓器和開關(guān)管;
所述EMI濾波器的輸入端與電源相連,所述EMI濾波器的輸出端與所述整流濾波模塊的輸入端相連,所述開關(guān)管的輸入端連接所述電源管理模塊的輸出端,所述開關(guān)管的輸出端和所述整流濾波模塊的輸出端均與所述變壓器的輸入端相連,所述變壓器的輸出端與所述輸出整流濾波模塊的輸入端相連,所述整流濾波模塊的輸出端連接負(fù)載。
其中,所述深度待機控制模塊包括:電阻R3D85、R3D86、R3D87和R3D88,三極管Q0D12和Q0D13,穩(wěn)壓管D0D22,電容C2D34和C2D36;其中,所述Q0D12和Q0D13均為NPN型三極管;
所述R3D87的一端分別連接所述R3D86的一端和所述C2D34的一端,所述R3D86的另一端作為所述深度待機控制模塊的輸入端,所述R3D87的另一端與所述Q0D12的基極相連,所述Q0D12的集電極分別連接所述R3D85的一端、所述R3D88的一端、所述C2D36的一端和所述Q0D13的基極,所述R3D85的另一端連接所述D0D22的正極,所述D0D22的負(fù)極連接VCCA端,所述Q0D13的集電極作為所述深度待機控制模塊的輸出端,所述C2D34的另一端、所述Q0D12的發(fā)射機、所述R3D88的另一端、所述C2D36的另一端和所述Q0D13的發(fā)射機均接地。
其中,所述電壓采用模塊包括取樣電阻R244和R245;所述光耦反饋模塊包括:電阻R243和R246,電容C89,穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6,四腳光耦U18;
所述U0D6的1腳分別連接所述R244的一端、所述R245的一端和所述C89的一端,所述C89的另一端連接所述R243的一端,所述R245的另一端連接VDD端,所述R243的另一端分別連接所述U0D6的2腳和所述U18的2腳,所述U18的1腳連接所述R246的一端,所述R246的另一端連接所述VDD端,所述U18的4腳連接VCC端,所述U18的3腳作為所述光耦反饋模塊的輸出端、與所述深度待機控制模塊的輸入端相連,所述R244的另一端和所述U0D6的3腳均接地。
其中,所述電源管理模塊包括:控制電源管理芯片U17、極性電容C88、二極管D27和電阻R145,所述U17的型號為HULED001A;所述開關(guān)管包括:MOSFET管Q17,所述Q17為:N溝道耗盡型MOSFET管;所述整流濾波模塊包括整流橋BD3;所述變壓器包括:八腳變壓器T2;
所述U17的4腳分別連接所述光耦反饋模塊的輸出端和所述深度待機控制模塊的輸入端,所述U17的5腳連接所述深度待機控制模塊的輸出端,所述U17的7腳分別連接所述Q17的源極和所述R145的一端,所述Q17的漏極連接變壓器T2的3腳,所述變壓器T2的1腳連接BD3的1腳,所述BD3的2腳和3腳均與EMI濾波器的輸出端相連,所述EMI濾波器的輸入端連接AC電源插座CN3,所述變壓器T2的5腳連接所述D27的正極,所述D27的負(fù)極分別連接所述U17的10腳、VCCA端和C88的正極,所述變壓器T2的8腳連接所述輸出整流濾波模塊的輸入端,所述變壓器T2的6腳、所述變壓器T2的7腳、所述R145的另一端、所述C88的負(fù)極、所述U17的8腳和所述BD3的4腳均接地。
其中,所述輸出整流濾波模塊包括:二極管D30和輸出電容CE10;所述D30的正極作為所述輸出整流濾波模塊的輸入端,所述D30的負(fù)極分別連接所述CE10的正極和負(fù)載,所述CE10的負(fù)極接地。
第三方面,提供了一種電視機,包括上述的一種自動降低功耗的電源。
本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明實施例通過電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容充電;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,由所述輸出電容給負(fù)載供電。光耦反饋模塊的反饋量(偏高電平或偏低電平)隨著輸出電容電量的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,在實現(xiàn)恒壓輸出的同時,間歇性的控制電源管理模塊進入深度睡眠模式;有效降低了用電設(shè)備的待機能耗,節(jié)約了用電資源,提高了用戶的使用體驗度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案,下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種降低電源功耗的方法的第一實施例的方法流程圖。
圖2是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種降低電源功耗的方法的第二實施例的方法流程圖。
圖3是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種自動降低功耗的電源的一種模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種自動降低功耗的電源的另一種模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種自動降低功耗的電源的電路原理圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案作進一步的詳細(xì)描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例一:
請參考圖1,其是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種降低電源功耗的方法的第一實施例的方法流程圖。如圖所示,該方法包括:
步驟101:電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓。
步驟102:當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容充電。
當(dāng)電容的電壓不足以單獨為負(fù)載提供恒定電壓時,電壓采樣電路采集到預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收預(yù)置偏低電壓,對預(yù)置偏低電壓進行處理后輸出相應(yīng)的偏高電平;偏高電壓,首先作為深度待機控制信號,經(jīng)深度待機控制模塊處理后使電源管理模塊退出深度睡眠模式,開始工作,然后作為穩(wěn)壓反饋信號,控制電源管理模塊使輸出恒定的電壓,同時使電源管理模塊進入跳頻模式,使開關(guān)管工作在低頻狀態(tài),為輸出電容充電。其中,低頻狀態(tài)為頻率低于1KHZ(千赫茲)的狀態(tài),通常為幾百赫茲。
步驟103:當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,由所述輸出電容給負(fù)載供電。
光耦反饋模塊接收預(yù)置偏高電壓,對預(yù)置偏高電壓進行處理后輸出偏低電平;偏低電壓,首先作為穩(wěn)壓反饋信號,控制電源管理模塊,使電源管理模塊輸出恒定的電壓,同時使電源管理模塊進入跳頻模式,從而控制開關(guān)管工作在25KHZ低頻狀態(tài),降低開關(guān)管的損耗;然后作為深度待機控制信號,經(jīng)過深度待機控制模塊處理后,使電源管理模塊停止工作式,即電源管理模塊進入深度睡眠模,此時,由輸出電容儲存的電荷為負(fù)載供電。
預(yù)置偏低電壓或預(yù)置偏高電壓均為負(fù)載為輕載時,輸出電容的電壓;其中,預(yù)置偏高電壓表示一個電壓范圍,當(dāng)輸出電容的電壓在預(yù)置偏高的電壓范圍內(nèi)時,單獨依靠輸出電容供電就可以實現(xiàn)恒壓輸出,此時電源管理模塊自動進入深度睡眠模式,大大降低了待機功耗;預(yù)置偏低電壓也表示一個電壓范圍,當(dāng)輸出電容的電壓在預(yù)置偏低電壓的電壓范圍內(nèi)時,單獨依靠輸出電容供電無法實現(xiàn)恒壓輸出;預(yù)置偏高電壓大于預(yù)置偏低電壓??蛇x地,輕載為用電設(shè)備待機狀態(tài)下的負(fù)載,負(fù)載率不超過1%;例如:輕載為一個指示燈,負(fù)載率為0.1%。
在步驟102中,為輸出電容充電,當(dāng)輸出電容的電量超過預(yù)定值(即輸出電容單獨供電可實現(xiàn)恒壓輸出的電量值)后,繼續(xù)執(zhí)行的是步驟101,電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓為預(yù)置偏高電壓,然后執(zhí)行步驟103,控制所述電源管理模塊停止工作。在步驟103中,輸出電容給負(fù)載供電,輸出電容的電量減少,當(dāng)輸出電容單獨供電無法實現(xiàn)恒壓輸出時,繼續(xù)執(zhí)行的是步驟101,電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓為預(yù)置偏高電壓,然后執(zhí)行步驟102,控制電源管理模塊開始工作,為輸出電容充電;之后同理按照此種工作方式循環(huán)下去。
需要注意的是,步驟102和步驟103無先后順序之分,是屬于平行的步驟;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓時,執(zhí)行步驟102,不執(zhí)行步驟103;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓時,執(zhí)行步驟103,不執(zhí)行步驟102。
綜上所述,本發(fā)明實施例通過電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容充電;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,由所述輸出電容給負(fù)載供電。光耦反饋模塊的反饋量(偏高電平或偏低電平)隨著輸出電容電量的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,有效控制電源管理模塊的工作狀態(tài),在實現(xiàn)恒壓輸出的同時,間歇性的控制電源管理模塊進入深度睡眠模式;有效降低了用電設(shè)備的待機能耗,節(jié)約了用電資源,提高了用戶的使用體驗度。
實施例二:
請參考圖2,其是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種降低電源功耗的方法的第二實施例的方法流程圖。如圖所示,該方法包括:
步驟201:電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓。
步驟202:當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容充電。
所述深度待機控制模塊接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊開始工作,包括:所述深度待機控制模塊的觸發(fā)開關(guān)接收所述偏高電平,控制所述深度待機控制模塊的計時電容進入放電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容瞬間放電完畢時,控制所述深度待機控制模塊的使能開關(guān)使電源管理模塊開始工作。
步驟203:當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,由所述輸出電容給負(fù)載供電。
所述深度待機控制模塊接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊停止工作,包括:所述觸發(fā)開關(guān)接收所述偏低電平,控制所述計時電容進入充電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容充電完畢時,控制所述使能開關(guān)使電源管理模塊停止工作。
在步驟202中,為輸出電容充電,當(dāng)輸出電容的電量超過預(yù)定值(即輸出電容單獨供電可實現(xiàn)恒壓輸出的電量值)后,繼續(xù)執(zhí)行的是步驟201,電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓為預(yù)置偏高電壓,然后執(zhí)行步驟203,控制所述電源管理模塊停止工作。在步驟203中,輸出電容給負(fù)載供電,輸出電容的電量減少,當(dāng)輸出電容單獨供電無法實現(xiàn)恒壓輸出時,繼續(xù)執(zhí)行的是步驟201,電壓采樣模塊采集輸出電容的電壓為預(yù)置偏高電壓,然后執(zhí)行步驟202,控制電源管理模塊開始工作,為輸出電容充電;之后同理按照此種工作方式循環(huán)下去。直到步驟201中采集的電壓為預(yù)置低電壓(即負(fù)載為重載)時,執(zhí)行步驟204。
步驟204:當(dāng)采集的電壓為預(yù)置低電壓,光耦反饋模塊接收到預(yù)置低電壓,輸出高電平;深度待機控制模塊接收到所述高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述高電平,根據(jù)所述高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,給負(fù)載供電。
當(dāng)輸出負(fù)載為重載時,電壓采樣模塊采集到預(yù)置偏高電壓,光耦反饋模塊對預(yù)置偏高電壓進行處理,產(chǎn)生偏低電平;偏低電平,首先是作為穩(wěn)壓反饋信號,控制電源管理模塊使輸出恒定的電壓,同時使電源管理模塊退出跳頻模式,使開關(guān)管工作在高頻狀態(tài),變換器正常工作輸出;然后是作為深度待機控制信號,經(jīng)深度待機控制模塊處理后使電源管理模塊退出深度睡眠模式,即電源管理模塊開始工作,輸出電壓為負(fù)載供電。其中,重載表示負(fù)載率在80%以上。
需要注意的是,步驟202、步驟203和步驟204之間并無先后順序之分,是屬于平行的步驟;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓時,執(zhí)行步驟202,不執(zhí)行步驟203和步驟204;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓時,執(zhí)行步驟203,不執(zhí)行步驟202和步驟204;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置低電壓時,執(zhí)行步驟204,不執(zhí)行步驟202和步驟203。
綜上所述,在本發(fā)明實施例中,當(dāng)采集的電壓為預(yù)置低電壓,光耦反饋模塊接收到預(yù)置低電壓,輸出高電平;深度待機控制模塊接收到所述高電平,控制電源管理模塊開始工作;電源管理模塊接收到所述高電平,根據(jù)所述高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,給負(fù)載供電。在實現(xiàn)恒壓輸出的同時,實現(xiàn)了輕載和重載高效率切換;在輕載時,間歇性的控制電源管理模塊進入深度睡眠模式,有效的節(jié)省了待機時設(shè)備的能耗,節(jié)約了用電資源,提高了用戶的使用體驗度。
實施例三:
下面將結(jié)合圖3至圖5并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明一種自動降低功耗的電源的技術(shù)方案。
圖3是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種自動降低功耗的電源的一種模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示,一種自動降低功耗的電源,包括:電壓采集模塊310、光耦反饋模塊320、深度待機控制模塊330、電源管理模塊340和輸出整流濾波模塊350;其中,所述輸出整流濾波模塊350包括輸出電容351;
電壓采樣模塊310采集輸出電容351的電壓;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊320接收到所述預(yù)置偏低電壓,輸出偏高電平;深度待機控制模塊330接收到所述偏高電平,控制電源管理模塊340開始工作;電源管理模塊340接收到所述偏高電平,根據(jù)所述偏高電平輸出對應(yīng)的恒定電壓,為所述輸出電容351充電;當(dāng)采集的電壓為預(yù)置偏高電壓,所述光耦反饋模塊320接收到所述預(yù)置偏高電壓,輸出偏低電平;所述控制電源管理模塊340接收到所述偏低電平,根據(jù)所述偏低電平輸出對應(yīng)的恒定電壓;所述深度待機控制模塊330接收到所述偏低電平,經(jīng)過關(guān)斷時間后,控制所述電源管理模塊340停止工作,由所述輸出電容351給負(fù)載供電。
當(dāng)電容的電壓不足以單獨為負(fù)載提供恒定電壓時,電壓采樣電路采集到預(yù)置偏低電壓,光耦反饋模塊320接收預(yù)置偏低電壓,對預(yù)置偏低電壓進行處理后輸出相應(yīng)的偏高電平;偏高電壓,首先作為深度待機控制信號,經(jīng)深度待機控制模塊330處理后使電源管理模塊340退出深度睡眠模式,開始工作,然后作為穩(wěn)壓反饋信號,控制電源管理模塊340使輸出恒定的電壓,同時使電源管理模塊340進入跳頻模式,使開關(guān)管工作在低頻狀態(tài),為輸出電容351充電。其中,低頻狀態(tài)為頻率低于1KHZ(千赫茲)的狀態(tài),通常為幾百赫茲。
光耦反饋模塊320接收預(yù)置偏高電壓,對預(yù)置偏高電壓進行處理后輸出偏低電平;偏低電壓,首先作為穩(wěn)壓反饋信號,控制電源管理模塊340,使電源管理模塊340輸出恒定的電壓,同時使電源管理模塊340進入跳頻模式,從而控制開關(guān)管工作在25KHZ低頻狀態(tài),降低開關(guān)管的損耗;然后作為深度待機控制信號,經(jīng)過深度待機控制模塊330處理后,使電源管理模塊340停止工作,即電源管理模塊340進入深度睡眠模式,此時,由輸出電容351儲存的電荷為負(fù)載供電。
預(yù)置偏低電壓或預(yù)置偏高電壓均為負(fù)載為輕載時,輸出電容351的電壓;其中,預(yù)置偏高電壓表示一個電壓范圍,當(dāng)輸出電容351的電壓在預(yù)置偏高的電壓范圍內(nèi)時,單獨依靠輸出電容351供電就可以實現(xiàn)恒壓輸出,此時電源管理模塊340自動進入深度睡眠模式,大大降低了待機功耗;預(yù)置偏低電壓也表示一個電壓范圍,當(dāng)輸出電容351的電壓在預(yù)置偏低電壓的電壓范圍內(nèi)時,單獨依靠輸出電容351供電無法實現(xiàn)恒壓輸出;預(yù)置偏高電壓大于預(yù)置偏低電壓。可選地,輕載為用電設(shè)備待機狀態(tài)下的負(fù)載,負(fù)載率不超過1%;例如:輕載為一個指示燈,負(fù)載率為0.1%。
為輸出電容351充電,當(dāng)輸出電容351的電量超過預(yù)定值(即輸出電容351單獨供電可實現(xiàn)恒壓輸出的電量值)后,電壓采樣模塊采集輸出電容351的電壓為預(yù)置偏高電壓,控制所述電源管理模塊340停止工作。當(dāng)輸出電容351給負(fù)載供電時,輸出電容351的電量減少,當(dāng)輸出電容351單獨供電無法實現(xiàn)恒壓輸出時,電壓采樣模塊采集輸出電容351的電壓為預(yù)置偏高電壓,控制電源管理模塊340開始工作,為輸出電容351充電;之后同理按照此種工作方式循環(huán)下去。
本發(fā)明實施例中,光耦反饋模塊320的反饋量(偏高電平或偏低電平)隨著輸出電容351的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,有效控制電源管理模塊340的工作狀態(tài),在實現(xiàn)恒壓輸出的同時,間歇性的控制電源管理模塊340進入深度睡眠模式;有效降低了用電設(shè)備的待機能耗,節(jié)約了用電資源,提高了用戶的使用體驗度。
圖4是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種自動降低功耗的電源的另一種模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示,所述深度待機控制模塊330包括:觸發(fā)開關(guān)331、計時電容332、供電繞組333和使能開關(guān)333;
所述觸發(fā)開關(guān)331的輸入端連接所述光耦反饋模塊320的輸出端,所述觸發(fā)開關(guān)331的輸出端和所述供電繞組333的輸出端均與所述計時電容332的輸入端相連,所述計時電容332的輸出端連接所述使能開關(guān)333的輸入端,所述使能開關(guān)333的輸出端與所述電源管理模塊340的輸入端相連;其中,所述觸發(fā)開關(guān)331的輸入端作為所述深度待機控制模塊330的輸入端,所述使能開關(guān)333的輸出端作為所述深度待機控制模塊330的輸出端;
當(dāng)所述深度待機控制模塊330的觸發(fā)開關(guān)331接收所述偏高電平時,控制所述深度待機控制模塊330的計時電容332進入放電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容332瞬間放電完畢時,控制所述深度待機控制模塊330的使能開關(guān)333使電源管理模塊340開始工作。
當(dāng)所述觸發(fā)開關(guān)331接收所述偏低電平時,控制所述計時電容332進入充電狀態(tài),當(dāng)所述計時電容332充電完畢時,控制所述使能開關(guān)333使電源管理模塊340停止工作。
該電源還包括:EMI濾波器360、整流濾波模塊370、變壓器380和開關(guān)管390;
所述EMI濾波器360的輸入端與電源相連,所述EMI濾波器360的輸出端與所述整流濾波模塊370的輸入端相連,所述開關(guān)管390的輸入端連接所述電源管理模塊340的輸出端,所述開關(guān)管390的輸出端和所述整流濾波模塊370的輸出端均與所述變壓器380的輸入端相連,所述變壓器380的輸出端與所述輸出整流濾波模塊350的輸入端相連,所述整流濾波模塊370的輸出端連接負(fù)載。
本發(fā)明實施例中,在實現(xiàn)恒壓輸出的同時,實現(xiàn)了輕載和重載高效率切換;在輕載時,間歇性的控制電源管理模塊進入深度睡眠模式,有效的節(jié)省了待機時用電設(shè)備的能耗,節(jié)約了用電資源,提高了用戶的使用體驗度。
圖5是本發(fā)明具體實施方式中提供的一種自動降低功耗的電源的電路原理圖。如圖所示,所述深度待機控制模塊T1包括:電阻R3D85、R3D86、R3D87和R3D88,三極管Q0D12和Q0D13,穩(wěn)壓管D0D22,電容C2D34和C2D36;其中,所述Q0D12和Q0D13均為NPN型三極管;
所述R3D87的一端分別連接所述R3D86的一端和所述C2D34的一端,所述R3D86的另一端作為所述深度待機控制模塊T1的輸入端,所述R3D87的另一端與所述Q0D12的基極相連,所述Q0D12的集電極分別連接所述R3D85的一端、所述R3D88的一端、所述C2D36的一端和所述Q0D13的基極,所述R3D85的另一端連接所述D0D22的正極,所述D0D22的負(fù)極連接VCCA端,所述Q0D13的集電極作為所述深度待機控制模塊T1的輸出端,所述C2D34的另一端、所述Q0D12的發(fā)射機、所述R3D88的另一端、所述C2D36的另一端和所述Q0D13的發(fā)射機均接地。
所述電壓采集模塊T4包括取樣電阻R244和R245;所述光耦反饋模塊T3包括:電阻R243和R246,電容C89,穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6,四腳光耦U18;
所述U0D6的1腳分別連接所述R244的一端、所述R245的一端和所述C89的一端,所述C89的另一端連接所述R243的一端,所述R245的另一端連接VDD端,所述R243的另一端分別連接所述U0D6的2腳和所述U18的2腳,所述U18的1腳連接所述R246的一端,所述R246的另一端連接所述VDD端,所述U18的4腳連接VCC端,所述U18的3腳作為所述光耦反饋模塊T3的輸出端、與所述深度待機控制模塊T1的輸入端相連,所述R244的另一端和所述U0D6的3腳均接地。
所述電源管理模塊T5包括:控制電源管理芯片U17、極性電容C88、二極管D27和電阻R145,所述U17的型號為HULED001A;所述開關(guān)管包括:MOSFET管Q17,所述Q17為:N溝道耗盡型MOSFET管;所述整流濾波模塊T8包括整流橋BD3;所述變壓器為:八腳八腳變壓器T2;
所述U17的4腳分別連接所述光耦反饋模塊T3的輸出端和所述深度待機控制模塊T1的輸入端,所述U17的5腳連接所述深度待機控制模塊T1的輸出端,所述U17的7腳分別連接所述Q17的源極和所述R145的一端,所述Q17的漏極連接八腳變壓器T2的3腳,所述八腳變壓器T2的1腳連接BD3的1腳,所述BD3的2腳和3腳均與EMI濾波器T9的輸出端相連,所述EMI濾波器T9的輸入端連接AC電源插座CN3,所述八腳變壓器T2的5腳連接所述D27的正極,所述D27的負(fù)極分別連接所述U17的10腳、VCCA端和C88的正極,所述八腳變壓器T2的8腳連接所述輸出整流濾波模塊T6的輸入端,所述八腳變壓器T2的6腳、所述八腳變壓器T2的7腳、所述R145的另一端、所述C88的負(fù)極、所述U17的8腳和所述BD3的4腳均接地。
其中,VCC端為U17的10腳,VCC的電壓為U17的10腳的電壓;VDD端為CE10的正極,VDD的電壓為CE10的電壓。
所述輸出整流濾波模塊T6包括:二極管D30和輸出電容CE10;所述D30的正極作為所述輸出整流濾波模塊T6的輸入端,所述D30的負(fù)極分別連接所述CE10的正極和負(fù)載,所述CE10的負(fù)極接地。
當(dāng)待機時或輸出負(fù)載為輕載時,電壓采集模塊T4由R245,R244組成分壓取樣電路,取樣的電壓偏高,輸入給穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6的1腳,經(jīng)過穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6控制流過光耦的1-2腳的電流變高,反饋到原邊3-4腳,則光耦3腳電平變小。光耦3腳連接至控制電源管理芯片U17的4腳和深度待機控制模塊T1,首先,光耦3腳的電平作為穩(wěn)壓反饋信號,控制電源管理芯片U17,進而控制開關(guān)管Q17,再控制八腳變壓器T2使輸出較小電能量,維持輸出恒定的電壓,同時光耦3腳電平變小,控制電源管理芯片U17的4腳,使電源管理模塊T5進入跳頻模式,使開關(guān)管工作在25KHZ的低頻狀態(tài),降低開關(guān)損耗;然后,光耦3腳的電平作為深度待機控制信號,經(jīng)深度待機控制模塊T1的信號處理電路處理后使電源管理芯片U17進入深度睡眠模式,即電源管理芯片停止工作,由輸出電容CE10儲存的電荷為負(fù)載供電。
輸出電容CE10儲存的電荷為負(fù)載供電,輸出電容CE10的電壓降低,當(dāng)輸出電容CE10的電壓不足以單獨為負(fù)載提供恒定電壓時,經(jīng)電壓采樣電路R245,R244采樣后,取樣的電壓偏低,輸入給穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6的1腳,經(jīng)過穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6控制流過光耦的1-2腳的電流變低,反饋到原邊3-4腳,則光耦3腳電平變高。光耦3腳連接至控制電源管理芯片U17的4腳和深度待機控制模塊T1,首先,光耦3腳的電平作為深度待機控制信號,經(jīng)深度待機控制模塊T1的信號處理電路處理后使電源管理芯片U17的5腳為高電平,U17退出深度睡眠模式,即電源管理芯片開始工作。然后,光耦3腳的電平作為穩(wěn)壓反饋信號連接至控制電源管理芯片U17的4腳,根據(jù)光耦3腳的電平大小,控制電源管理模塊T5輸出所需電能量的電壓,同時使電源管理模塊T5維持于跳頻模式,使開關(guān)管Q17工作在低頻狀態(tài),為輸出電容充電,并維持于恒定電壓。
當(dāng)輸出電容充電到預(yù)定值,即輸出電容單獨供電可實現(xiàn)恒壓輸出的電量值時,電壓采集模塊T4由R245,R244組成分壓取樣電路,取樣的電壓偏高,輸入給穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6的1腳,經(jīng)過穩(wěn)壓調(diào)整器U0D6控制流過光耦的1-2腳的電流變高,反饋到原邊3-4腳,則光耦3腳電平變小,光耦3腳連接至控制電源管理芯片U17的4腳和深度待機控制模塊T1,首先,光耦3腳的電平作為穩(wěn)壓反饋信號連接至控制電源管理芯片U17 4腳,控制電源管理芯片U17,進而控制開關(guān)管Q17,再控制八腳變壓器T2使輸出較小電能量,維持輸出恒定的電壓,同時在輕載時,則光耦3腳電平變小,控制電源管理芯片U17 4腳,使電源管理模塊T5進入跳頻模式,使開關(guān)管工作在25KHZ的低頻狀態(tài),降低開關(guān)損耗;然后,光耦3腳的電平作為深度待機控制信號,經(jīng)信號處理電路后使電源管理芯片U17進入深度睡眠模式,即電源管理芯片停止工作,由輸出電容CE10儲存的電荷為負(fù)載供電。之后同理按照此種工作方式循環(huán)下去,通過控制電源管理芯片U17的5腳,使其進入深度睡眠模式,使待機功耗更低,且在待機時八腳變壓器T2無噪音。
進一步如上所述,當(dāng)輸出負(fù)載極小,小到僅有指示燈的損耗時,則輸出電容CE10的電壓降得越慢,即光耦3腳的電平增加得越慢,則電源管理芯片處于關(guān)閉睡眠的時間越長,則待機功耗就越低,低到僅維持指示燈的損耗。
當(dāng)輸出負(fù)載為重載時,則輸出電容CE10的電壓降低較大,同上述原理,電壓采樣電路R245,R244將輸出電壓采樣后通過光耦反饋模塊T3反饋到原邊,此時反饋量較大,光耦3腳電平較大,首先作為深度待機控制信號,經(jīng)深度待機控制模塊T1的信號處理電路處理后使電源管理芯片U17的5腳為高電平,U17退出深度睡眠模式,即電源管理芯片開啟工作,然后連接至電源管理芯片U17的4腳作為穩(wěn)壓反饋信號,根據(jù)光耦3腳的電平大小,控制電源管理模塊T5輸出所需電能量的電壓,同時使電源管理芯片退出于跳頻模式,使開關(guān)管Q17工作在高頻狀態(tài),并維持于恒定電壓為負(fù)載供電。
深度待機控制模塊T1的信號處理電路主要由觸發(fā)開關(guān)Q0D12、計時電容C2D36、供電電壓VCC和使能開關(guān)Q0D13組成。當(dāng)負(fù)載為輕載時,即光耦反饋輸出反饋量較低時,即U18 4腳電平較低,通過R3D86,R3D87,使觸發(fā)開關(guān)Q0D12截止,VCC通過穩(wěn)壓管D0D22,限流電阻R3D85為計時電容C2D36充電,當(dāng)計時電容充滿電后,流過三級管Q0D13的電流增大,控制使能開關(guān)Q0D13飽和導(dǎo)通,將電源管理芯片U17的5腳電平拉低,使芯片停止工作。
當(dāng)輸出電容CE10電壓降低,光耦輸出反饋量增大,即U18 4腳電平增大,通過R3D86,R3D87,使觸發(fā)開關(guān)Q0D12導(dǎo)通,將計時電容C2D36兩端的電壓瞬間拉低,則流過三級管Q0D13的電流變小,控制使能開關(guān)Q0D13截止關(guān)斷,則電源管理芯片U17的5腳電平自動置高,芯片開始工作,輸出恒定電壓。當(dāng)輸出電量足以給負(fù)載供電時,則光耦反饋模塊T3輸出反饋量減小,之后同理,將電源管理模塊T5停止工作,進入深度睡眠模式。
當(dāng)負(fù)載為重載時,同上原理,光耦反饋模塊T3輸出反饋量較高,觸發(fā)開關(guān)Q0D12使計時電容C2D36進入放電,同時計時電容C2D36瞬間放完電后,控制使能開關(guān)Q0D13將電源管理模塊T5開始工作,為負(fù)載提供恒定電壓。
進一步如上所述,深度待機控制模塊T1的濾波電容C2D34作用為防止當(dāng)輸出負(fù)載為動態(tài)負(fù)載時造成觸發(fā)開關(guān)的誤動作,如功放瞬間由重載到輕載,造成反饋量誤判為低電平,而使觸發(fā)開關(guān)Q0D12截止,進而使能開關(guān)Q0D13導(dǎo)通,電源管理芯片停止工作,而使輸出不正常。
進一步如上所述,深度待機控制模塊T1的計時電容C2D36為決定使能開關(guān)Q0D13的關(guān)斷時間,在充電過程,Q0D13為截止?fàn)顟B(tài),電源鍵管理芯片處于工作狀態(tài),當(dāng)充滿電后,使能開關(guān)Q0D13導(dǎo)通,電源鍵管理芯片處于停止?fàn)顟B(tài)。故計時電容作用為在輕載時控制電源管理芯片的工作時間長短。
可選地,輕載為用電設(shè)備待機狀態(tài)下的負(fù)載,負(fù)載率不超過1%;例如:輕載為一個指示燈,負(fù)載率為0.1%。重載表示負(fù)載率在80%以上。
綜上所述,本發(fā)明電路在待機時,根據(jù)輸出負(fù)載確定反饋量,當(dāng)輕載時,反饋量一端控制電源管理芯片進入跳頻模式,并輸出恒定電壓,一端通過信號處理,自動控制電源管理芯片進入深度睡眠,即停止開關(guān)狀態(tài);當(dāng)重載時,反饋量增大,一端控制電源管理芯片退出跳頻模式,并輸出恒定電壓,一端通過信號處理,自動控制電源管理芯片退出深度睡眠,即開始開關(guān)狀態(tài)。深度待機控制模塊T1的信號處理電路主要由觸發(fā)開關(guān),計時電容,供電電壓,使能開關(guān)組成,電路簡單,成本較低,體積較小。當(dāng)負(fù)載較輕時,即光耦反饋模塊T3輸出反饋量較低時,觸發(fā)開關(guān)使計時電容進入充電,當(dāng)計時電容充滿電后,控制使能開關(guān)將電源管理模塊T5停止工作。當(dāng)輸出負(fù)載極小,小到僅有指示燈的損耗時,則光耦反饋量增加得越慢,則電源管理芯片處于關(guān)閉睡眠的時間越長,則待機功耗就越低,低到僅維持指示燈的損耗。
本發(fā)明的電路,無需繼電器、CPU(Central Processing Unit,中央處理器)或超級電容等就能滿足使待機指示燈,紅外接收等器件正常工作,電源可根據(jù)負(fù)載情況自動關(guān)閉,進入深度睡眠模式,降低了待機功耗,功耗最低降到僅維持一個指示燈的能耗,接近零功耗,降低了系統(tǒng)成本,簡化了電路,降低了成本。
實施例四:
本發(fā)明實施例中的電視機,包括上述實施例三中的一種自動降低功耗的電源。電視機的電源無需繼電器、CPU或超級電容等就能實現(xiàn)電視機的待機指示燈、紅外接收等器件正常工作,簡化了電視機電源的電路,降低了電視機的成本;電視機在待機時,電視機間歇性的自動進入深度睡眠模式,使電視機待機功耗接近零,且無噪聲,能有效降低電視機待機功耗、節(jié)約用電資源,提高了用戶的使用體驗度。
以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理,而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?;诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式,這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。