專利名稱：一種簡單可靠的低功耗待機電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低功耗待機電路，特別涉及一種彩色電視接收機等具備待機功能的家用電器領(lǐng)域的低功耗待機電路。
背景技術(shù)：
近年來，電器設(shè)備在待機或空載時的功耗問題越來越受到重視。各個環(huán)保組織正推動著這方面的發(fā)展，他們致力于減少電器設(shè)備的損耗和能源浪費，這包括給電器設(shè)備制定標準的計劃和預(yù)案，例如美國的“能源之星”(Energystar)計劃和德國的“藍色天使”(Blue Angel)計劃，這些計劃在世界各地正被采用。一旦符合標準，生產(chǎn)商可以在其設(shè)備上貼上諸如“Blue Angel”和“Energystar”的標志，表示它們經(jīng)過了環(huán)保驗證。這些計劃和預(yù)案正在逐步被廣泛采用，很快將適用于所有電器設(shè)備。因此，這些設(shè)備中的電源必須是高效的，在待機或關(guān)閉狀態(tài)時耗能非常低。
在我國，隨著家用電器、視聽產(chǎn)品的普及，辦公自動化的廣泛應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展，越來越多的產(chǎn)品具有了待機功能。這些產(chǎn)品在極大地方便我們生活的同時，也造成了大量的能源浪費。根據(jù)國際經(jīng)濟合作組織的一項調(diào)查稱，各國因待機而消耗的能量約占能耗總數(shù)的3％～13％。我國的待機能耗更是高于平均水平。以彩色電視機為例，測試調(diào)查表明我國電視機待機功耗的平均水平為8.07W，其中待機功耗低于3W以下的彩色電視機只占了被測彩電總量的13.4％，而9W以上的卻占了34.8％；而美國對彩色電視機待機功耗標準要求是不大于3W。目前我國城市家庭的平均待機能耗已經(jīng)占到了家庭總能耗的10％左右，相當于每個家庭使用著一盞15~30W的“長明燈”。待機功耗在浪費能源的同時形成了巨大的環(huán)保壓力。在這樣的大環(huán)境下，中標認證中心(CECP)應(yīng)運而生，針對中國待機能耗問題制定了產(chǎn)品技術(shù)指標和開展了認證。2002年2月，中標啟動了彩電的節(jié)能產(chǎn)品認證；2003年7月，啟動了自動化辦公設(shè)備待機功耗的節(jié)能產(chǎn)品認證，包括打印機、傳真機、顯示器、復印機和計算機。同時也開始了對小功率適配器如手機充電器、電腦適配器、機頂盒等的標準制定工作。
鑒于發(fā)達國家對電器產(chǎn)品功耗方面的要求日益嚴格，并針對待機功耗制定了很多標準規(guī)范。為了符合這些規(guī)范，很多新技術(shù)應(yīng)運而生，主流是讓開關(guān)電源在小負載或空載待機時能夠以較低開關(guān)頻率操作。一般有如下三種常用模式脈沖跳躍模式(pulse skipping)、突變模式(burst mode)及非導通時間調(diào)變(off time modulation)降低開關(guān)頻率，從而減少待機功耗。
脈沖跳躍模式(pulse skipping)當負載降低時，驅(qū)動功率開關(guān)的開關(guān)脈沖將被遮蔽(即跳過，Skip)，部分脈沖被省略也即等效于降低了開關(guān)頻率，可降低高頻開關(guān)帶來的損耗，然而這種降頻方式會造成輸出電壓突降或突升。
突變模式(burst mode)又稱打嗝模式(hiccup mode)或周期省略模式。在負載很大情況下，回掃電路根據(jù)輸出電壓變化來調(diào)制脈沖寬度。當負載降低到一定程度時，控制電路將維持原有脈沖寬度，轉(zhuǎn)而周期性跳過部分脈沖，控制電路通過降低總脈沖寬度或增加遮蔽周期長度達到降低損耗的目的。該技術(shù)有兩個明顯的缺點，即低頻干擾會和遮蔽周期一起出現(xiàn)，而且負載突然改變也會造成輸出電壓突降。
非導通時間調(diào)變(off time modulation)當負載改變時，開關(guān)頻率將連續(xù)降低或增加。低負載或空載時這種連續(xù)調(diào)變降低開關(guān)頻率的方式除了可以有效降低能量損失外，還可以避免前兩種方法中輸出電壓突升或突降的問題。
在一定的電壓下，降低開關(guān)頻率可能會導致磁芯飽和的問題，這是降頻技術(shù)普遍存在的局限性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種簡單可靠的、獨立的、低功耗待機電路，也可很容易地附加在已有產(chǎn)品之上。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的1、用電容替代開關(guān)電源中的高頻變壓器，其作用是輸入輸出隔離及傳遞能量，同時改變電壓傳輸比；2、直接應(yīng)用市電固有的50Hz替代開關(guān)電源中的PWM和開關(guān)管產(chǎn)生的高頻；3、用小容量的電解電容并聯(lián)50-100mAH的可充電電池替代開關(guān)電源中的大容量電解電容。
本發(fā)明的工作工程如下市電經(jīng)電容隔離降壓后半波整流，濾波穩(wěn)壓后給可充電電池涓流充電(約6.2V1mA)。電源啟動瞬間主要靠可沖電電池提供能量。因為隨著市電輸入電壓的升高而輸出電壓隨之抬升，會有一部分能量被穩(wěn)壓管吸收，從而導致效率下降。假定最低效率為60％，本發(fā)明的待機功耗為Pin＝Pout/η＝6.2*0.001/0.6＝0.01W遠遠小于目前國內(nèi)彩色電視接收機待機功耗要求的3W。而且本發(fā)明簡單可靠；同時由于獨立于主電源之外，可以很方便地附加到已經(jīng)成型的產(chǎn)品中或移植到正在開發(fā)的產(chǎn)品中。
附圖是本發(fā)明電路的原理圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的描述本發(fā)明包括與50HZ市電火線L相連接的交流電容C1，電容C1上并聯(lián)電阻R1，市電的火線L、零線N之間通過壓敏電阻RV相連接，電容C1的另一端與整流二極管D1的陽極相連，整流二極管D1的陰極與電解電容C2的一端、穩(wěn)壓管D2的陰極、可充電電池Batt的正極共同連接，電解電容C2的另一端、穩(wěn)壓管D2的陽極、可充電電池Batt的負極共同連接與電容C2的負極以及限流電阻R2的一端相連接，并接地，限流電阻R2的另一端接市電的零線。
壓敏電阻RV可選用14V471；交流電容C1可選用0.47u交流電容，耐壓要求在600v以上；整流二極管D1可選用1N4007；電解電容C2可選用16V47u電解電容；穩(wěn)壓管D2可選用6.2V穩(wěn)壓二極管；可充電電池Batt可選用50-100mAh。電阻R1可選取500千歐以上功率在1W左右電阻，限流電阻R2可根據(jù)實際情況選取100歐姆以下電阻，結(jié)合適當選取電阻的功率以起到限流保護的作用。
本發(fā)明在家用電器設(shè)備的開關(guān)電源之外搭建一種簡單可靠的待機電路，從而讓開關(guān)電源可靠地工作于帶載狀態(tài)，待機時則不工作。從而避免了開關(guān)電源在待機(近似空載)時開關(guān)頻率過低導致變壓器磁芯飽和。這個簡單可靠的電路是靠電容將市電降壓、整流、濾波后給可充電電池充電，最終由充電線路與電池共同提供待機電壓。
由附圖可以看出，市電經(jīng)壓敏電阻RV過壓保護后送至交流電容C1中，經(jīng)電容容抗降壓限流后送至整流二極管D1，半波整流后輸出50Hz脈動直流，經(jīng)電解電容C2濾波，而后經(jīng)穩(wěn)壓管D2吸收穩(wěn)壓后給可充電電池充電，輸出穩(wěn)定的5V直流Vstandby。為保證安全，市電輸入的零火線L，N不可反接。
增加該待機電路后，家用電器內(nèi)部的開關(guān)電源可以關(guān)閉，這樣一來可以避免開關(guān)電源在待機時開關(guān)頻率過低導致變壓器磁芯飽和，同時可以延長開關(guān)電源的壽命，提高工作可靠度；同時能將待機功耗降到很低的水平，大大優(yōu)于國家標準；因為體積不大、元器件較少，可以根據(jù)需要選擇設(shè)計在電路板上或者附加安裝在家用電器的其它位置。
權(quán)利要求
1.一種低功耗待機電源電路，其特征是，包括與50HZ市電火線L相連接的交流電容C1，電容C1上并聯(lián)電阻R1，市電的火線L、零線N之間通過電阻RV相連接，電容C1的另一端與整流二極管D1的陽極相連，整流二極管D1的陰極與電解電容C2的一端、穩(wěn)壓管D2的陰極、可充電電池Batt的正極共同連接，電解電容C2的另一端、穩(wěn)壓管D2的陽極、可充電電池Batt的負極共同連接與電容C2的負極以及限流電阻R2的一端相連接，并接地，限流電阻R2的另一端接市電的零線。
全文摘要
一種彩色電視接收機的低功耗、獨立于主電源之外的待機電源電路，用電容替代開關(guān)電源中的高頻變壓器，其作用是輸入輸出隔離及傳遞能量，同時改變電壓傳輸比；直接應(yīng)用市電固有的50Hz替代開關(guān)電源中的PWM和開關(guān)管產(chǎn)生的高頻；用小容量的電解電容并聯(lián)50－100mAh的可充電電池替代開關(guān)電源中的大容量電解電容，簡單可靠，可獨立于主電源之外，很方便地附加到已經(jīng)成型的產(chǎn)品中或移植到正在開發(fā)的產(chǎn)品中。
文檔編號H02J7/02GK1770587SQ200510096168
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者劉漢 申請人:彩虹集團電子股份有限公司