一種零功耗待機電源的製作方法
2023-06-10 19:39:26
專利名稱：一種零功耗待機電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源，尤其是涉及一種零功耗待機電源。
背景技術：
工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、 儀器儀表、醫療設備、半導體製冷制熱、空氣淨化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽產品，安防，電腦機箱，數碼產品和儀器類等各種領域都需要用到電源，市場上現有的電源，無論如何都是有一定的待機功耗的，待機功耗高的有達到幾瓦，低的也有幾十毫瓦，根據多家媒體調查，每年因用電器的待機功耗所損耗掉的電能是非常大的，產生了近億元的電費。但是，現有降低電源的待機功耗的主要方法是讓電源工作在「間歇工作模式」的狀態下，可將待機功耗做到了 I瓦以下，甚至做到幾十毫瓦的，但是始終無法做到零功耗待機。而由於待機功耗的存在，使得現有電源存在以下問題1、待機功耗浪費掉了一部分電能；2、待機時的工作狀態存在幹擾和輻射；3、壽命也不能做到很長。
實用新型內容本實用新型為了解決現有電源無法做到零功耗待機的技術問題，提出了一種零功耗待機電源。為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為設計一種零功耗待機電源， 包括依次連接的輸入電路、輸入整流電路、變壓器、電路輸出端；所述零功耗待機電源還包括輸入端與所述電路輸出端連接的輸出端工作狀態檢測電路，其檢測電路輸出端是處於關閉狀態、空載狀態還是負載狀態，在空載狀態下輸出關閉信號，在關閉狀態和負載狀態下輸出開啟信號；輸入端與輸出端工作狀態檢測電路連接的反饋電路，其反饋輸出端工作狀態檢測電路的輸出；輸入端與變壓器的初級繞組連接的電子開關；輸出端與電子開關的控制端連接且控制電子開關通斷的主控電路；所述變壓器的初級繞組、電子開關和主控電路構成主控端；輸入端與主控端連接的主控端工作狀態檢測電路，其檢測主控端是處於關閉狀態、空載裝載還是負載狀態，並在關閉狀態下無動作，在空載狀態輸出關閉信號，在負載狀態下輸出開啟信號；輸入端與所述主控端工作狀態檢測電路和反饋電路連接，輸出端與所述主控端連接的零功耗待機控制電路，其在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出關閉信號時，關閉主控端，在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出開啟信號或其中之一輸出開啟信號時，開啟主控端；串接在所述輸入整流電路和變壓器的初級繞組之間的輸入儲能濾波電路，其可在關閉狀態和空載狀態下為所述主控端工作狀態檢測電路和零功耗待機控制電路提供工作電源；輸入端與所述輸出整流電路連接的可儲能的輸出儲能濾波電路，其可在關閉狀態和空載狀態下為所述輸出端工作狀態檢測電路提供工作電源；所述電路輸出端包括輸出儲能濾波電路、變壓器的次級繞組和輸入端與所述變壓器的次級繞組連接的輸出整流電路。所述零功耗待機電源還包括一設置在所述儲能濾波電路的輸入端與所述反饋電路之間的穩壓恆流電路。所述輸出儲能濾波電路設有可充電儲能的電容或電池。本實用新型通過所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路，檢測主控端和輸出端的工作狀態，所述零功耗待機控制電路通過所檢測出的信號，控制開啟或關閉主控端，使變壓器，開關管等停止工作，實現零功耗待機；在主控端被關閉的時候，依靠輸出儲能濾波電路維持待機，由於主控端被關閉，當輸出儲能濾波電路電能被釋放後，沒有繼續補充的電能，輸出端工作狀態檢測電路將會檢測到輸出端的關閉狀態，向零待機控制電路發出開啟信號，零功耗待機控制電路繼而開啟主控端，給輸出儲能濾波電路充電和維持待機輸出，所以特殊的工作模式待機功耗有效值小於5毫瓦，可視為零功耗待機。
下面結合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明，其中圖I是本實用新型零功耗待機電源實施例一的原理圖；圖2是本實用新型零功耗待機電源實施例二的原理圖；圖3是本實用新型零功耗待機電源實施例三的原理圖。
具體實施方式
實施例一請參見圖I。該實施例零功耗待機電源為一開關電源，其包括輸入電路、輸入整流電路、輸入儲能濾波電路、變壓器T、輸出整流電路、輸出儲能濾波電路、主控電路、主控端工作狀態檢測電路、零功耗待機控制電路、反饋電路、輸出端工作狀態檢測電路、電子開關Q。 變壓器T包括初級繞組和次級繞組，在本具體實施例中，變壓器T為高頻變壓器。其中輸入電路、輸入整流電路、輸入儲能濾波電路、變壓器T、輸出整流電路和輸出儲能濾波電路依次連接，輸入電路的輸入端接外部的交流輸入，輸入儲能濾波電路的輸出端與所述變壓器的初級繞組連接，輸出儲能濾波電路的輸出端接負載。輸入電路、輸入整流電路、輸入儲能濾波電路依次對輸入的交流電進行濾波、整流和儲能濾波後送至變壓器T。 經變壓器變壓後再經過輸出整流電路、輸出儲能濾波電路進行整流和儲能濾波後輸出至負載。輸出儲能濾波電路主要有兩個作用，一個是濾波，另一個是儲能，儲能的目的在於待機時維持待機輸出，以節約電能。所述儲能濾波電路設有可充電儲能的電容或電池或其他可充放電元件。輸出端工作狀態檢測電路的輸入端與所述電路輸出端連接，其檢測電路輸出端是處於關閉狀態、空載狀態還是負載狀態，在空載狀態下輸出關閉信號，在關閉狀態和負載狀態下輸出開啟信號。輸出端的檢測點可取所述變壓器次級、輸出整流電路和輸出儲能濾波電路等電路輸出端中任意能檢測出其工作狀態的信號點均可。在本具體實施例中，所述輸出端工作狀態檢測電路的輸入端與所述輸出儲能濾波的輸出端相連。反饋電路的輸入端與輸出端工作狀態檢測電路連接，其反饋輸出端工作狀態檢測電路的輸出至零功耗待機控制電路。電子開關Q的輸入端與變壓器的初級繞組連接，主要用於控制變壓器的通斷。電子開關可採用場效應管、三級管、可控矽、繼電器等開關元件來實現。在本具體實施例中，電子開關為場效應管。主控電路的輸出端與電子開關的控制端連接且控制電子開關通斷。所述變壓器的初級繞組、電子開關和主控電路構成主控端。主控端工作狀態檢測電路的輸入端與主控端連接，其檢測主控端是處於關閉狀態、空載裝載還是負載狀態，並在關閉狀態下無動作，在空載狀態輸出關閉信號，在負載狀態下輸出開啟信號。主控端檢測點可以取所述主控電路、變壓器初級或者開關管等主控端中任意能檢測出其工作狀態的信號點均可。本實施例中，零功耗待機控制電路的輸入端與所述主控端工作狀態檢測電路和反饋電路連接，其輸出端與所述主控電路連接，其在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出關閉信號時，關閉主控端，在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出開啟信號或其中之一輸出開啟信號時，開啟主控端。所述零功耗待機控制電路通過檢測主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路所發出的信號，控制主控電路的開啟和關閉，從而關閉變壓器，開關管等電路的工作；在所述主控端工作狀態檢測電路與輸出端工作狀態檢測電路均發出關閉信號時，零功耗待機控制電路關閉主控電路，在所述主控端工作狀態檢測電路與輸出端工作狀態檢測電路其中任意一端發出開啟信號，或者兩端同時發出開啟信號時，零功耗控制電路開啟主控電路。輸入儲能濾波電路串接在所述輸入整流電路和變壓器的初級繞組之間，其在關閉狀態和空載狀態下為所述主控端工作狀態檢測電路和零功耗待機控制電路提供工作電源。輸出整流電路的輸入端與所述變壓器的次級繞組連接。輸出儲能濾波電路的輸入端與所述輸出整流電路連接，其在關閉狀態和空載狀態下為所述輸出端工作狀態檢測電路提供工作電源。所述變壓器次級繞組、輸出整流電路和輸出儲能濾波電路構成電路輸出端。零功耗待機電源在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出關閉信號時才進入零功耗待機狀態。為便於進一步理解，進一步明確定義空載狀態為零功耗待機電源未接負載時的狀態，定義負載狀態為零功耗待機電源接負載時的狀態，定義關閉狀態為無信號時的狀態。實施例一的工作原理為市電經過輸入濾波電路、輸入整流電路、輸入儲能濾波電路後加至變壓器Tl的初級繞組I腳，由於主控電路的PWM調節使得電子開關Ql不斷的開關，從而在變壓器Tl的初級繞組上不斷的儲存和釋放能量，感應到變壓器Tl的次級繞組， 次級繞組繞組同樣經過整流電路、儲能濾波電路後得到供負載工作的直流電壓，當負載工作時，主控端工作狀態檢測電路與輸出端工作狀態檢測電路均會檢測到負載狀態，將信號發送至零功耗待機控制電路後，繼續開啟主控電路，使零功耗待機電源處於正常工作狀態。當負載不工作時，整個零功耗待機電源處於空載狀態，主控端工作狀態檢測電路與輸出端工作狀態檢測電路均檢測到空載狀態，將關閉信號發送至零功耗待機控制電路後，關閉主控電路，使高頻開關和變壓器等主控端的電路停止工作，由輸出儲能濾波電路維持待機輸出，此時零功耗待機電源處於待機狀態，僅有主控端工作狀態檢測電路和零功耗待機控制電路需要極少供電，可忽略不計，所以在這段時間內待機功耗可以視為零。同時也是由於主控電路、高頻開關和變壓器等轉換部分電路處於關閉狀態，由輸出儲能濾波電路維持待機輸出，包括為輸出工作狀態檢測電路提供供電，輸出儲能濾波電路中的電能會被逐漸釋放而得不到補充，能量釋放完後，輸出工作狀態檢測電路會檢測到輸出端的關閉狀態，所以將會通過反饋電路向零功耗待機控制電路發出開啟信號，零功耗待機控制電路將開啟主控端的工作，此時零功耗待機電源正常工作，從而使得待機輸出得以維持，儲能濾波電路也得到充電，當輸出電壓恢復後，若整機還是處於空載狀態，主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路又會同時向零功耗待機控制電路發出關閉信號，主控電路、高頻開關和變壓器等主控端又被關閉，零功耗待機電源重新處於待機狀態，待機輸出仍然依靠儲能濾波電路維持，如此循環。儲能濾波電路中的儲能元件，可為一切能做儲能用的電子器件。若儲能濾波電路中儲能元件使用電容器，則主控端被關閉後至少可以維持正常輸出時間60秒以上，若儲能濾波模塊中儲能元件使用電池，則能維持更久，依據電池容量大小，容量越大，維持正常待機輸出時間越久。從輸出儲能濾波電路中的電能被釋放完畢，零功耗待機控制電路重新開啟主控電路、電子開關和變壓器等主控端電路，又檢測到空載狀態重新關閉主控電路、電子開關和變壓器等主控端電路(也就是對輸出儲能濾波電路的充電過程)，需要的時間極短，不到I秒， 由於儲能元件使用電容器，都至少可以維持正常輸出時間為60秒，使用電池則更久，所以輸入端功率有效值可做到5毫瓦一下，可視為零功耗待機。 當電子開關和變壓器等主控端電路重新被啟動後，必須要主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態電路都檢測到空載狀態，零功耗待機控制電路才會關閉主控電路，從而關閉電子開關和變壓器等主控端電路，只要有一端發出開啟信號，零功耗待機電源都會正常工作。實施例二請參見圖2。該實施例與實施例一的唯一區別在於在所述輸出端與所述反饋電路之間設置有一穩壓或恆流電路。以在零功耗待機電源的輸出需要穩壓或恆流時，可使用同一反饋電路進行信號反饋。實施例三請參見圖3。該實施例零功耗待機電源為一線性電源，對線性電源使用本申請更可省略主控端工作狀態檢測電路，使用起來更為簡單，其主要包括輸入電路、零功耗待機控制電路、變壓器、整流電路、儲能濾波電路、輸出端工作狀態檢測電路和反饋電路。其中，輸入電路的輸入端接外部的交流輸入，輸入電路、零功耗待機控制電路、變壓器、整流電路和儲能濾波電路依次連接，儲能濾波電路的輸出端接負載。電路輸出端包括整流電路和儲能濾波電路。在本具體實施例中，變壓器為低頻變壓器。所述輸出端工作狀態檢測電路與所述儲能濾波電路連接，由儲能濾波電路對其供電；所述輸出端工作狀態檢測電路與所述電路輸出端檢測點連接，其通過電路輸出端檢測點，檢測所述輸出端是處於關閉狀態，空載狀態還是負載狀態，輸出端檢測點可以取變壓器次級，整流電路，儲能濾波電路等輸出端中任意能檢測出其工作狀態的信號點均可，在空載狀態下發出關閉信號，在關閉狀態和負載狀態下發出開啟信號，並通過所述反饋電路反饋信號；所述零功耗待機控制電路與輸入電路連接，由輸入電路對其供電；所述零功耗待機控制電路與變壓器初級繞組連接；所述零功耗待機控制電路通過反饋電路與輸出端工作狀態檢測電路連接，通過檢測所述輸出端工作狀態檢測電路發出的開啟或關閉信號，來控制開通和關斷對變壓器的供電，來實現零功耗待機；儲能濾波電路主要有兩個作用，一個是濾波，另一個是儲能，儲能的目的在於待機時維持待機輸出，以節約電能。所述儲能濾波電路設有可充電儲能的電容或電池。交流電經過輸入電路，經過零功耗待機控制電路加至低頻變壓器上，再經過整流電路、儲能濾波電路後得到給負載供電的直流電壓，當負載工作時，整機處於帶載狀態，輸出端工作狀態檢測電路檢測到帶載狀態，經過反饋電路向零功耗待機控制電路發出開啟信號，零功耗待機控制電路開啟對變壓器供電，零功耗待機電源正常工作。當負載不工作時，零功耗待機電源處於空載狀態，輸出端工作狀態檢測電路檢測到空載狀態，經過反饋電路向零功耗待機控制電路發出關閉信號，零功耗待機控制電路關閉對變壓器供電，此時低頻變壓器和整流電路停止工作，由儲能濾波電路維持空載正常輸出，由於零功耗待機控制電路關閉了輸出，零功耗待機電源處於待機狀態，儲能濾波電路中的電能會被逐漸釋放，能量釋放完後，輸出端工作狀態檢測電路檢測到關閉狀態，通過反饋電路向零功耗待機控制電路發出開啟信號，低頻變壓器和整流電路重新工作，繼而維持待機輸出和對儲能濾波電路充電，當恢復輸出後，若零功耗待機電源仍處於空載狀態，輸出端工作狀態檢測電路檢測出空載狀態，又經過反饋電路向零功耗待機控制電路發出關閉信號，由儲能濾波電路維持待機輸出，如此循環。儲能濾波電路中的儲能元件，可為一切能做儲能用的電子器件。若儲能濾波電路中儲能元件使用電容器，則電子開關和變壓器被關閉後至少可以維持正常輸出時間60秒以上，若儲能濾波模塊中儲能元件使用電池，則能維持更久，依據電池容量大小，容量越大， 維持正常待機輸出時間越久。從儲能濾波電路中電能被釋放完畢至零功耗待機控制電路開啟輸出，到輸出端工作狀態檢測電路檢測到空載狀態，零功耗待機控制電路又關閉輸出(也就是對儲能濾波電路的充電過程)，需要的時間極短，不到I秒，由於儲能元件使用電容器，都至少可以維持正常輸出時間為60秒，使用電池則更久，所以輸入端功耗小於5毫瓦，可視為零功耗待機。本實用新型主要是通過檢測電源輸出端與主控端的關閉、空載與帶載的狀態，由零功耗待機控制電路分析信號後控制零功耗待機電源的工作模式，實現零待機功耗。與現有技術相比具有以下優點I、零待機功耗，節省電能；2、待機時完全沒有幹擾和輻射，健康環保；3、能大大提高電源的壽命。本實用新型可廣泛應用於工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體製冷制熱、空氣淨化器、電子冰箱、液晶顯示器、LED燈具、通訊設備、視聽產品、安防、電腦機箱，數碼產品和儀器類等各種領域。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種零功耗待機電源，包括依次連接的輸入電路、輸入整流電路、變壓器、電路輸出端；其特徵在於所述零功耗待機電源還包括輸入端與所述電路輸出端連接的輸出端工作狀態檢測電路，其檢測電路輸出端是處於關閉狀態、空載狀態還是負載狀態，在空載狀態下輸出關閉信號，在關閉狀態和負載狀態下輸出開啟信號；輸入端與輸出端工作狀態檢測電路連接的反饋電路，其反饋輸出端工作狀態檢測電路的輸出；輸入端與變壓器的初級繞組連接的電子開關；輸出端與電子開關的控制端連接且控制電子開關通斷的主控電路；所述變壓器的初級繞組、電子開關和主控電路構成主控端；輸入端與主控端連接的主控端工作狀態檢測電路，其檢測主控端是處於關閉狀態、空載裝載還是負載狀態，並在關閉狀態下無動作，在空載狀態輸出關閉信號，在負載狀態下輸出開啟信號；輸入端與所述主控端工作狀態檢測電路和反饋電路連接，輸出端與所述主控端連接的零功耗待機控制電路，其在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出關閉信號時，關閉主控端，在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出開啟信號或其中之一輸出開啟信號時，開啟主控端；串接在所述輸入整流電路和變壓器的初級繞組之間的輸入儲能濾波電路，其可在關閉狀態和空載狀態下為所述主控端工作狀態檢測電路和零功耗待機控制電路提供工作電源；輸入端與所述輸出整流電路連接的可儲能的輸出儲能濾波電路，其在關閉狀態和空載狀態下為所述輸出端工作狀態檢測電路提供工作電源；所述電路輸出端包括輸出儲能濾波電路、變壓器次級繞組和輸入端與所述變壓器的次級繞組連接的輸出整流電路。
2.根據權利要求I所述的零功耗待機電源，其特徵在於所述零功耗待機電源還包括一設置在所述儲能濾波電路的輸入端與所述反饋電路之間的穩壓恆流電路。
3.根據權利要求I所述的零功耗待機電源，其特徵在於所述輸出儲能濾波電路設有可充電儲能的電容或電池。
專利摘要本實用新型公開了一種零功耗待機電源，包括輸入電路、輸入整流電路、變壓器、電路輸出端、輸出端工作狀態檢測電路、反饋電路、電子開關、主控電路、主控端工作狀態檢測電路、零功耗待機控制電路、輸入儲能濾波電路；所述電路輸出端包括輸出整流電路和輸出儲能濾波電路；零功耗待機控制電路在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出關閉信號時，關閉主控端，在所述主控端工作狀態檢測電路和輸出端工作狀態檢測電路均輸出開啟信號或其中之一輸出開啟信號時，開啟主控端。本實用新型可做到零功耗待機，節省了電能，減少了電源的輻射，提高了電源的壽命，可廣泛應用於各種領域。
文檔編號H02M3/335GK202353484SQ20112048472
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者舒楊, 譚繼榮 申請人:深圳市賽其創新科技有限公司