專利名稱：一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于家用電器領(lǐng)域，具體涉及一種家用電器零功耗待機及安全運行 電源控制裝置。
背景技術(shù)：
家用電器待機存在待機能耗以及待機安全問題。由于家用電器及其電源系 統(tǒng)的復(fù)雜性，要想采用交流電源待機從根本上降低待機能耗極為困難，而且交 流電源待機無法解決待機安全問題，而采用非交流電源待機是同時解決待機能 耗與待機安全的必有之路。
采用可充電電源是非交流電源待機的一類典型方案，這類方案受到的主要 限制包括如下方面
1. 一次性投入成本是否為家電廠家所能接受？
2. 儲能器件是否具備與被控電器相匹配的電氣壽命。否則將導(dǎo)致在電子產(chǎn) 品的壽命期內(nèi)更換儲能元件，由此而導(dǎo)致的成本、不便等因素將是消費者所難 以接受的；
3. 電子設(shè)備的使用間歇周期是否小于儲能器件的允許放電周期？否則儲 能元件就不能夠為下次開機提供足夠的電能，再次開機就會存在問題；
4. 首次開機或者脫離交流電源時間較長導(dǎo)致儲能元件能量耗盡之后系統(tǒng) 如何啟動？
5. 能否提供足夠的啟動沖擊能量？消費真正愿意接受零功耗待機的一個 主要原因是待機安全，而滿足消費者"心理"安全的重要標(biāo)志是用機械繼電器 徹底切斷交流電源，而機械繼電器的啟動需要較大的沖擊電能；
6. 其它問題，例如充電電池初次使用的激活問題。
這些很難處理的問題導(dǎo)致非交流待機方案始終難以在主流家電中得到采 用。近年來，把具有優(yōu)異電氣性能、高性價比、長壽命的超級電容作為一種儲 能元件而開始備受關(guān)注， 一種嘗試是使用超級電容作為待機電源。但是超級電
4容存在的主要缺陷是
1. 自身泄露嚴(yán)重， 一次充電后維持時間很短；
2. 為了保證系統(tǒng)最低工作電壓，儲能通常只能得到部份利用。如果增加升
壓電路，又會導(dǎo)致附加成本和能耗增加。
在發(fā)明專利"一種由超級電容實現(xiàn)供電的家電零功耗待機的方法"，專利
號200410053286.6中提出了在遙控家電中利用超級電容作為待機電源的方法。 該專利的最大特點是，在交流電源開關(guān)觸點上并聯(lián)了一個按鈕開關(guān)。解決了家 電設(shè)備首次開機或者脫離交流電源時間較長導(dǎo)致儲能元件能量耗盡之后系統(tǒng) 無法啟動的問題。
但是存在的幾個問題是
1. 待機控制裝置較大的能耗，將加劇超級電容儲能的消耗，使每次充電后 的支持時間大打折扣。
2. 受設(shè)備安裝方式限制，例如壁掛式空調(diào)的高位安裝模式很難接受人工啟 動操作，影碟、音響等非頻繁使用設(shè)備，經(jīng)常出差、外出等等工作形式都可能 頻繁導(dǎo)致超級電容放空，通過"按鈕"啟動電器的頻率可能大大提高，這些因 素都限制了該項技術(shù)的應(yīng)用。
發(fā)明專利"一種零功耗待機電源控制裝置"，專利號2004100622862提供 了一種通過極端低功耗設(shè)計而利用一次性、小容量、長壽命電池待機的完備解 決方案。但交直流電源監(jiān)測、徹底關(guān)閉單片機的工作電源、基于觸發(fā)與保持的 受控電源切換模式等等都顯著提高了裝置的軟件與硬件的復(fù)雜性。另外最關(guān)鍵 的問題是，這種結(jié)構(gòu)雖然能提供被控設(shè)備的待機安全，但是卻無法保證在運行 過程中出現(xiàn)電源異常時被控設(shè)備的運行安全。

發(fā)明內(nèi)容
正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足本發(fā)明提供了一種更為有效的解決方案，在 實現(xiàn)零功耗待機目的條件下，還能提供運行安全保障。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種零功耗待機及安全運行電源控制裝 置，其特征在于包括控制器、交流電源開關(guān)、交流電源監(jiān)測電路、信號感應(yīng)
5電路、待機電源；其中，
所述待機電源為所述控制裝置提供待機和工作電源；
所述信號感應(yīng)電路是一種微功耗信號感應(yīng)電路，其輸出信號一方面用以激 活所述控制器，同時也為所述控制器提供控制編碼；
如果收到開機編碼，所述控制器通過所述交流電源開關(guān)接通被控設(shè)備的交 流電源，使被控設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)；如果所述控制器是被干擾信號所激活，則 信號消失后所述控制器將自動恢復(fù)到低功耗睡眠狀態(tài)；如果正在運行的所述控 制器收到關(guān)機編碼，則通過所述交流電源開關(guān)切斷被控設(shè)備的交流電源，同時 所述控制器自己也進(jìn)入低功耗睡眠狀態(tài)；
所述交流電源監(jiān)測電路與所述交流電源開關(guān)的控制機構(gòu)串聯(lián)后跨接在交 流電源上，用以檢測所述交流電源開關(guān)啟動過程中的交流電源變化狀況，并且 在被控設(shè)備運行過程中監(jiān)測交流電源掉電、過電壓等異常情況，所述控制器在 檢測到交流電源異常時切斷被控設(shè)備的交流電源。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中所述的信號感應(yīng)電 路，其特征在于包括第一信號感應(yīng)電路、第二信號感應(yīng)電路；其中，
所述第一信號感應(yīng)電路是一種微功耗信號感應(yīng)電路，始終處于工作狀態(tài)， 其輸出信號用以激活所述控制器；
所述第二信號感應(yīng)電路是一個電源受控的信號感應(yīng)電路，其輸出連接所述 控制器，在所述裝置待機過程中，其電源被關(guān)閉，只有在所述控制器被激活之 后，才接通所述第二信號感應(yīng)電路的工作電源。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置，其特征在于所述的 信號感應(yīng)電路是紅外信號接收電路。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中所述的待機電源， 其特征在于包括一個按鈕開關(guān)、可充電電源、電壓監(jiān)測電路；其中，
在所述可充電電源不足時，按下所述按鈕開關(guān)接通可充電電源的交流供電 通道，為所述可充電電源補充電能；
在被控設(shè)備待機過程中，所述電壓監(jiān)測電路檢測到所述可充電電源的電能不足時，所述控制器通過所述交流電源開關(guān)接通被控設(shè)備的交流電源，開始對 充電電源儲能元件充電，充電完成后自動關(guān)閉被控設(shè)備的交流電源，所述控制 器恢復(fù)待機狀態(tài)。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的所述待機電源包
括電源切換電路、電池；其中，
所述電源切換電路的兩個輸入端分別連接被控設(shè)備工作電源和所述電池， 實現(xiàn)在被控設(shè)備工作電源和所述電池之間的自動切換與隔離；在被控設(shè)備交流 電源關(guān)閉后，自動切換到電池供電通道，而自動關(guān)閉被控設(shè)備工作電源供電通 道；在被控設(shè)備交流電源接通之后，所述電源切換電路又自動地切換到被控設(shè) 備工作電源通道，所述電池供電通道則自動關(guān)閉。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中所要求的所述待機 電源中還包括一個開關(guān)，所述開關(guān)串聯(lián)在所述電池和電源切換電路之間，用以 在被控設(shè)備長期保存時切斷或者被控設(shè)備被安裝到工作場所之后接通所述電 池供電通道。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中所要求的所述待機 電源中的電源切換開關(guān)包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)；其中，
所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)的輸出端連接在一起作為所述控制裝 置的電源端；
所述第一開關(guān)是一個自動開關(guān)，它與所述第二開關(guān)并聯(lián)，在所述第二開關(guān)、 第三開關(guān)關(guān)閉時，它自動打開并為所述控制裝置提供工作電源；
第二開關(guān)是一個受控開關(guān)，受所述控制器的控制，待機被關(guān)閉；
第三開關(guān)的輸入端連接被控設(shè)備工作電源，控制端接地，當(dāng)被控設(shè)備工作 電源消失時，由于開關(guān)被反向偏置，因此自然關(guān)閉；當(dāng)被控設(shè)備工作電源存在 時，開關(guān)的控制端被正向偏置，同時設(shè)計安排其輸出電壓高于所述第一開關(guān)、 第二開關(guān)的輸入電壓，而迫使所述第一開關(guān)、第二開關(guān)的輸出端被反向偏置而 自動關(guān)閉。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的交流電源開關(guān)是 一種繼電器中繼結(jié)構(gòu)的機械開關(guān)組合，包括驅(qū)動器、中間繼電器、功率繼電器;其中，
所述驅(qū)動器的輸出連接所述中間繼電器的線包，所述中間繼電器的常開觸 點與所述交流電源監(jiān)測電路的傳感器、功率繼電器的線包串聯(lián)后跨接在交流電 源線上，而所述功率繼電器的常開觸點串聯(lián)在被控設(shè)備的交流電源線路中，所 述控制器通過對所述驅(qū)動器的精確控制可以最小化所述交流電源開關(guān)的啟動 能耗。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的交流電源開關(guān)，
包括光電隔離器、功率繼電器；其中，
所述光電隔離器的輸出端與所述交流電源監(jiān)測電路的傳感器、功率繼電器 的線包串聯(lián)后跨接在交流電源線上，而所述功率繼電器的常開觸點串聯(lián)在被控 設(shè)備的交流電源線路中，所述控制器通過對光電隔離器的一次側(cè)的驅(qū)動來實現(xiàn) 對所述交流電源開關(guān)的控制。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中還包括一個被控設(shè) 備狀態(tài)監(jiān)測電路，所述被控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測電路的輸出連接到所述控制器，其輸 入信號可以是被控設(shè)備的工作電源，或者任何能夠反應(yīng)被控設(shè)備工作狀態(tài)的控 制信號。


圖1是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置實施例1的結(jié)構(gòu)框
圖3是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置實施例2的結(jié)構(gòu)框
圖4是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置實施例3的結(jié)構(gòu)框
圖5是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的交流電源開關(guān)的 實施例l結(jié)構(gòu)框圖6是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的交流電源開關(guān)的
8實施例2結(jié)構(gòu)框圖7是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的電源切換電路的 實施例結(jié)構(gòu)框圖8是本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置交流電源監(jiān)測電路
的實施例結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置，其
特征在于包括控制器l、交流電源開關(guān)2、交流電源監(jiān)測電路3、信號感應(yīng)電 路4、待機電源5;其中，
所述待機電源5為所述控制裝置提供待機和工作電源；
所述信號感應(yīng)電路4是一種微功耗信號感應(yīng)電路，其輸出信號一方面用以 激活所述控制器1，同時也為所述控制器1提供控制編碼；
如果收到開機編碼，所述控制器1通過所述交流電源開關(guān)2接通被控設(shè)備 的交流電源，使被控設(shè)備開始進(jìn)入工作狀態(tài)，如果收到干擾信號，信號消失后 所述控制器1將自動恢復(fù)到低功耗睡眠狀態(tài)；如果正在運行的所述控制器1收 到關(guān)機編碼，則通過所述交流電源開關(guān)2切斷被控設(shè)備的交流電源，同時所述 控制器l自己也進(jìn)入低功耗睡眠狀態(tài)；
所述交流電源監(jiān)測電路3與所述交流電源開關(guān)2的控制機構(gòu)串聯(lián)后跨接在 交流電源上，用以檢測所述交流電源開關(guān)2啟動過程中的交流電源變化狀況， 并且在被控設(shè)備運行過程中監(jiān)測交流電源掉電、過電壓等異常情況，所述控制 器1在檢測到交流電源異常時切斷被控設(shè)備的交流電源。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中所述的信號感應(yīng)電 路4，其特征在于包括第一信號感應(yīng)電路41、第二信號感應(yīng)電路42;其中，
所述第一信號感應(yīng)電路41是一種微功耗信號感應(yīng)電路，始終處于工作狀 態(tài)，其輸出信號用以激活所述控制器l;
所述第二信號感應(yīng)電路42是一個電源受控的信號感應(yīng)電路，其輸出連接 所述控制器1，同時連接被控設(shè)備，在所述裝置待機過程中，其電源被關(guān)閉，只有在所述控制器1被激活之后，才接通所述第二信號感應(yīng)電路42的工作電 源。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置，其特征在于所述的 信號感應(yīng)電路4是紅外信號接收電路。
如圖3，圖4所示， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中所述的待 機電源5，其特征在于包括一個按鈕開關(guān)51-3、可充電電源51-1、電壓監(jiān)測 電路51-2;其中，
在所述可充電電源51-1不足以為所述控制裝置提供工作電源時，按下所述 按鈕開關(guān)51-3接通所述可充電電源51-1的交流供電通道，為所述可充電電源 51-1補充電能；
在被控設(shè)備待機過程中，所述電壓監(jiān)測電路51-2始終監(jiān)視所述可充電電源 51-1的電能變化，當(dāng)其能量值降低到一定數(shù)值時，通過所述控制器l自動接通 被控設(shè)備的交流電源，完成可充電電源儲能元件的充電，充電完成后自動關(guān)閉 被控設(shè)備的交流電源，所述控制器1恢復(fù)待機狀態(tài)。
在圖3中，所述可充電電源51-1的輸入電壓直接來自被控設(shè)備的12V工 作電壓，而在圖4中，所述可充電電源51-1的輸入電壓則來自一個交流降壓與 整流電路51-4。
如圖l所示， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的所述待機電源 5包括一個電源切換電路50-l、電池50-2;其中，
所述電源切換電路50-1的兩個輸入端分別連接被控設(shè)備+5V工作電源和 所述電池50-2，實現(xiàn)在被控設(shè)備+5V工作電源和所述電池50-2之間的自動切 換與隔離；在被控設(shè)備交流電源關(guān)閉后，被控設(shè)備+5V工作電源消失，所述電 源切換電路50-l自動切換到電池50-2供電通道，而自動關(guān)閉被控設(shè)備工作電 源供電通道；在被控設(shè)備交流電源接通之后，因為被控設(shè)備+5V工作電源電壓 高于所述電池50-2的輸出電壓而使所述電池50-2供電通道自動關(guān)閉，所述電 源切換電路50-1自動地切換到被控設(shè)備+5V工作電源通道；
如圖1、圖2所示， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的所述待 機電源5中還包括一個開關(guān)50-3,所述開關(guān)50-3串聯(lián)在所述電池50-2和電源切換電路50-1之間，用以在被控設(shè)備長期保存時切斷或者被控設(shè)備被安裝到工 作場所之后接通所述電池50-2供電通道。
圖2中給出了一種充電電源50-4和電池50-2配合的電源結(jié)構(gòu)，即使在被 控設(shè)備的交流被關(guān)閉之后，充電電源50-4仍然能夠作為待機電源，直至其輸出 電壓降低到低于所述電池50-2的輸出電壓水平，所述電源切換開關(guān)50-1才自 動切換到所述電池50-2的供電通道，這樣可以顯著減少所述電池50-2的能量 消耗，延長電池的壽命或者選用更小的電池。
進(jìn)一步地， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中還包括一個被控設(shè) 備狀態(tài)監(jiān)測電路6，所述被控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測電路6的輸出連接到所述控制器1， 其輸入信號可以是被控設(shè)備的工作電源，或者任何能夠反應(yīng)被控設(shè)備工作狀態(tài) 的控制信號。
下面結(jié)合附圖對一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的控制過程進(jìn) 行詳細(xì)描述
如圖5所示， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的所述交流電源 開關(guān)2是一種繼電器中繼結(jié)構(gòu)的機械開關(guān)組合，包括驅(qū)動器201、中間繼電器 (線包202，觸點203)、功率繼電器(線包204，觸點205);
這是一個由中間繼電器、功率繼電器組成的典型的繼電器中繼控制結(jié)構(gòu)， 中間繼電器的線包202的一端通過驅(qū)動器201連接所述控制器1,中間繼電器線 包202的另一端連接控制裝置的工作電源VDD。中間繼電器的常開觸點203與 功率繼電器的線包204、交流電源監(jiān)測電路3串聯(lián)之后跨接在交流電源上，功率 繼電器的常開觸點205串聯(lián)在被控設(shè)備的交流電源線路中；當(dāng)所述控制器1通 過驅(qū)動器201使得中間繼電器的線包202得電，中間繼電器的常開觸點203閉 合，功率繼電器的線包204得電，功率繼電器的常開觸點205閉合接通被控設(shè) 備的交流電源。
由于中間繼電器的吸合與保持能耗差距很大，所述控制器1可以通過所述 驅(qū)動器201的兩個控制端R—C0N1,R—C0N2精確控制中間繼電器的吸合與保持 過程，從而最大限度地減少中間繼電器吸合過程中在所述待機電源5上產(chǎn)生的 能量消耗。如圖6所示， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的所述交流電源
開關(guān)2是一種半導(dǎo)體開關(guān)和機械繼電器的組合，包括光電隔離器211、功率繼 電器；其中，
所述光電隔離器211的輸出端與如圖7所示的所述交流電源監(jiān)測電路3的 傳感器31、功率繼電器的線包204串聯(lián)后跨接在交流電源線上，而所述功率繼 電器的常開觸點205串聯(lián)在被控設(shè)備的交流電源線路中，所述控制器1通過控 制端CON對光電隔離器211 —次側(cè)的驅(qū)動來實現(xiàn)對所述交流電源開關(guān)2的控 制。
如圖8所示， 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置中的交流電源監(jiān)測 電路3包括傳感器31，整流濾波放大電路32，第一比較器33，第二比較器34; 其中，
傳感器31的典型電路實現(xiàn)方式是線圈式電流傳感器，其輸出經(jīng)過整流濾波 放大電路32后得到反應(yīng)功率繼電器線包204中電流的電壓值；
假定第一比較器33用于檢測功率繼電器線包204的工作電流，輸出信號為 AC—chel;在所述交流電源開關(guān)2啟動過程中，如果交流電源存在，而且功率繼 電器線包204回路正常，那么，只要中間繼電器的常開觸點203吸合，AC一chel 就會輸出有效信號，向所述控制器1表明中間繼電器是一次有效吸合，然后控 制中繼電器進(jìn)入低功耗保持狀態(tài)，從而顯著減少吸合過程中所述待機電源5的 能量消耗。
在被控設(shè)備正常運行過程中，如果所述控制器1監(jiān)測到AC—chel有效信號 消失，這意味著交流電源掉電，所述控制器1將立即撤銷對中間繼電器線包202 的激勵，從而防止交流電源掉電后只由所述待^l電源5來長期單獨激勵中間繼 電器的線包202，防止待機電源電能的無謂消耗，同時也可以避免交流電源恢 復(fù)后被控電器自動重啟動發(fā)生。
在正常情況下，所述第二比較器34設(shè)置了較高的門限，不會輸出有效信號 AC_che2;但是在過電壓條件下，功率繼電器的線包204就會因為承受較高的 電壓而導(dǎo)致鐵芯飽和，繼電器線包電流急劇增加，于是經(jīng)過傳感器31、整流濾 波放大電路32就會產(chǎn)生較高的輸出電壓，導(dǎo)致第二比較器34輸出AC—che2有
12效信號，于是所述控制器1就會立即撤銷對中間繼電器線包202的激勵，從而
切斷被控設(shè)備的交流電源，保證設(shè)備的運行安全。
參考圖1以及電源切換電路50-l的實施例圖7， 一種零功耗待機及安全運
行電源控制裝置中所要求的所述待機電源中的電源切換開關(guān)包括第一開關(guān)
50-11、第二開關(guān)50-12、第三開關(guān)50-13;其中，
所述第一開關(guān)50-11、第二開關(guān)50-12、第三開關(guān)50-13的輸出端連接在一 起作為所述控制裝置的電源端VDD;
所述第一開關(guān)50-11是一個自動開關(guān)，它與所述第二開關(guān)50-12并聯(lián)，其 輸入端連接輔助電源VDD1，在所述第二開關(guān)50-12、第三開關(guān)50-13關(guān)閉時， 它自動打開并為所述控制裝置提供工作電源VDD;
第二開關(guān)50-12是一個受控開關(guān)，受所述控制器1的控制，待機時被關(guān)閉；
第三開關(guān)50-13的輸入端連接被控設(shè)備工作電源VDD2，控制端接地，當(dāng) 被控設(shè)備工作電源消失時，由于開關(guān)被反向偏置，因此自動關(guān)閉；當(dāng)被控設(shè)備 工作電源存在時，開關(guān)的控制端被正向偏置，同時設(shè)計安排其輸出電壓高于所 述第一開關(guān)50-11、第二開關(guān)50-12的輸入電壓，而迫使所述第一開關(guān)50-11、 第二開關(guān)50-12的輸出端被反向偏置而自動關(guān)閉。
下面參照圖1詳細(xì)說明本發(fā)明一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置的 控制步驟
在被控設(shè)備的交流電源被關(guān)閉之后，所述控制器1取消了對所述交流電源 開關(guān)2的激勵，同時由于被控設(shè)備的+5v工作電源消失，所述待機電源5的所 述電源切換電路50-1自動切換為由所述電池50-2為所述控制裝置提供工作和 待機電源，所述控制器1處于微功耗待機狀態(tài)，而第二紅外信號接收電路42 的工作電源被所述控制器l所關(guān)閉，能耗為零；只有處于睡眠狀態(tài)的所述控制 器1和第一紅外信號接收電路41會產(chǎn)生靜態(tài)待機能耗；如果所述控制器1選 用待機能耗很低的單片機，那么所述控制器1的待機電流可以降低到0.1微安 以下，第一紅外信號接收電路41的靜態(tài)待機電流也可以達(dá)到弱微安和亞微安 水平，于是整個控制裝置的靜態(tài)待機電流只有極其微小的數(shù)值。于是所述第一 紅外信號接收電路41在這個過程中監(jiān)視這環(huán)境中的紅外信號變化。
13在所述第一紅外信號接收電路41監(jiān)測到環(huán)境中的紅外信號變化之后，輸 出脈沖信號激活所述控制器1，同時所述控制器1接通所述第二紅外信號接收 電路42的工作電源，如果所述控制器1沒有從所述第二紅外信號接收電路42 接收到開機編碼，則理解為是紅外干擾信號，干擾消失后，所述控制器l再度 處于微功耗待機狀態(tài)，并關(guān)閉第二紅外信號接收電路42;
如果所述控制器1從所述第二紅外信號接收電路42接收到正確開機編碼， 就會立即通過所述交流電源開關(guān)2接通被控設(shè)備的交流電源，隨著被控設(shè)備啟 動完成，被控設(shè)備+5V工作電源建立，所述待機電源5的電源切換開關(guān)50-1 自動接通被控設(shè)備+5V工作電源通道，關(guān)閉所述電池50-2的供電通道，整個裝 置改由被控設(shè)備+5V工作電源供電；
在被控設(shè)備正常運行過程中，如果所述控制器1監(jiān)測到了關(guān)機編碼，則立 即撤銷對所述交流電源開關(guān)2的激勵，同時關(guān)閉所述第二紅外信號接收電路42 的工作電源；隨著被控設(shè)備+5V工作電源消失，所述待機電源5的電源切換開 關(guān)50-l自動接通所述電池50-2的供電通道，關(guān)閉被控設(shè)備+5V工作電源通道， 整個裝置改由在所述電池50-2供電下處于待機狀態(tài)。
該方案的有益優(yōu)點是
1. 實現(xiàn)了零功耗待機，能夠確保待機時切斷交流交流電源，提供了本質(zhì)待 機安全特性；
2. 在被控設(shè)備運行過程中，如果出現(xiàn)交流電源異常能夠及時切斷交流電源， 確保被控電器的待機安全，綜合零功耗待機的特性，實現(xiàn)了被控設(shè)備的待機安 全運行安全；
3. 由于待機能耗極其微小，整個裝置的靜態(tài)待機電流在弱微安和亞微安水 平，利用一節(jié)小容量、長壽命的一次性電池就可以在家電的安全使用期限內(nèi)不 用更換；
4. 由于本方案成本低廉，不改變傳統(tǒng)操作模式，使用更為安全，實現(xiàn)了本 質(zhì)安全待機，徹底消除了待機能耗，實現(xiàn)了家用電器的終極能耗標(biāo)準(zhǔn)；同時由 于該發(fā)明次用了與設(shè)備無關(guān)性設(shè)計，不改變被控設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)，極其容易實 現(xiàn)與原有設(shè)備的簡單整合，因此有利于裝置的大規(guī)模應(yīng)用；同時整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，也易于被家電廠家所接受。
產(chǎn)品的可靠性提高，損壞率下降，減少了廠家和用戶維護(hù)費用的支出；廣 泛采用該項技術(shù)的結(jié)果還可以極大的節(jié)約能源，徹底消除由此而產(chǎn)生的環(huán)境問 題，社會效益極其顯著；目前待機能耗成為家電產(chǎn)品的焦點和未來的技術(shù)壁壘， 中國是家電制造大國，該項技術(shù)將使中國的家電行業(yè)在世界上具有獨一無二的 競爭優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1. 一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置，其特征在于，包括信號感應(yīng)電路、交流電源監(jiān)測電路、交流電源開關(guān)、控制器、輔助電源；其中，所述輔助電源為所述控制裝置提供待機和工作電源；所述信號感應(yīng)電路是一種微功耗信號感應(yīng)電路，其輸出信號一方面用以激活所述控制器，同時也為所述控制器提供控制編碼；如果收到開機編碼，所述控制器通過所述交流電源開關(guān)接通被控設(shè)備的交流電源，使被控設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)；如果所述控制器是被干擾信號信號所激活，信號消失后所述控制器將自動恢復(fù)到低功耗睡眠狀態(tài)；如果正在運行的所述控制器收到關(guān)機編碼，則通過所述交流電源開關(guān)切斷被控設(shè)備的交流電源，同時所述控制器自己也進(jìn)入低功耗睡眠狀態(tài)；所述交流電源監(jiān)測電路與所述交流電源開關(guān)的控制機構(gòu)串聯(lián)后跨接在交流電源上，用以檢測所述交流電源開關(guān)啟動過程中的交流電源變化狀況，并且在被控設(shè)備運行過程中監(jiān)測交流電源掉電、過電壓等異常情況，所述控制器在檢測到交流電源異常時切斷被控設(shè)備的交流電源。
2. 如權(quán)利要求1中所述的信號感應(yīng)電路，其特征在于包括第一信號感應(yīng)電路、第二信號 感應(yīng)電路；其中，所述第一信號感應(yīng)電路是一種微功耗信號感應(yīng)電路，始終處于工作狀態(tài)，其輸出信號 用以激活所述控制器；所述第二信號感應(yīng)電路是一個電源受控的信號感應(yīng)電路，其輸出連接所述控制器，在所 述裝置待機過程中，其電源被關(guān)閉，只有在所述控制器被激活之后，才接通所述第二信號感 應(yīng)電路的工作電源。
3. 如權(quán)利要求1中所述的信號感應(yīng)電路，其特征在于，是紅外信號接收電路。
4. 如權(quán)利要求l中所述的輔助電源，其特征在于，包括一個按鈕開關(guān)、可充電電源、電壓監(jiān) 測電路；其中，在所述可充電電源不足時，按下所述按鈕開關(guān)接通可充電電源的交流供電通道，為所述 可充電電源補充電能；在被控設(shè)備待機過程中，所述電壓監(jiān)測電路檢測到所述可充電電源的電能不足時，所述 控制器通過所述交流電源開關(guān)接通被控設(shè)備的交流電源，開始對充電電源儲能元件充電，充電完成后自動關(guān)閉被控設(shè)備的交流電源，所述控制器恢復(fù)待機狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求1中所述的輔助電源，其特征在于，包括電源切換電路、電池；其中，所述電源切換電路的兩個輸入端分別連接被控設(shè)備工作電源和所述電池，實現(xiàn)在被控設(shè) 備工作電源和所述電池之間的自動切換與隔離；在被控設(shè)備交流電源關(guān)閉后，自動切換到電 池供電通道，而自動關(guān)閉被控設(shè)備工作電源供電通道；在被控設(shè)備交流電源接通之后，所述 電源切換電路又自動地切換到被控設(shè)備工作電源通道，所述電池供電通道則自動關(guān)閉。
6. 如權(quán)利要求5中所述的輔助電源，其特征還在于，包括一個開關(guān)，所述開關(guān)串聯(lián)在所述電 池和電源切換電路之間，用以在被控設(shè)備長期保存時切斷或者被控設(shè)備被安裝到工作場所之 后接通所述電池供電通道。
7. 如權(quán)利要求5中所述的電源切換電路，其特征還在于，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開 關(guān)；其中， "所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)的輸出端連接在一起作為所述控制裝置的電源端；所述第一開關(guān)是一個自動開關(guān)，它與所述第二開關(guān)并聯(lián)，在所述第二開關(guān)、第三開關(guān) 關(guān)閉時，它自動打開并為所述控制裝置提供工作電源；第二開關(guān)是一個受控開關(guān)，受所述控制器的控制，待機時被關(guān)閉；第三開關(guān)的輸入端連接被控設(shè)備工作電源，控制端接地，當(dāng)被控設(shè)備工作電源消失時， 由于開關(guān)被反向偏置，因此自動關(guān)閉；當(dāng)被控設(shè)備工作電源存在時，開關(guān)的控制端被正向 偏置，同時設(shè)計安排其輸出電壓高于所述第一開關(guān)、第二開關(guān)的輸入電壓，而迫使所述第 一開關(guān)、第二開關(guān)的輸出端被反向偏置而自動關(guān)閉。
8. 如權(quán)利要求l中所述的交流電源開關(guān)，其特征在于，包括光電隔離器、功率繼電器；其中，所述光電隔離器的輸出側(cè)與所述交流電源監(jiān)測電路的傳感器、功率繼電器的線包串聯(lián) 后跨接在交流電源線上，而所述功率繼電器的常開觸點串聯(lián)在被控設(shè)備的交流電源線路中， 所述控制器通過對光電隔離器的一次側(cè)的驅(qū)動來實現(xiàn)對所述交流電源開關(guān)的控制。
9. 如權(quán)利要求1所述的零功耗待機及安全運行電源控制裝置，其特征在于，包括一個被控設(shè) 備狀態(tài)監(jiān)測電路，所述被控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測電路的輸出連接到所述控制器，其輸入信號可以是 被控設(shè)備的工作電源，或者任何能夠反應(yīng)被控設(shè)備工作狀態(tài)的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明屬于家用電器領(lǐng)域，具體涉及一種零功耗待機及安全運行電源控制裝置，其特征在于，通過采用信號感應(yīng)電路、交流電源監(jiān)測電路、交流電源開關(guān)、控制器、輔助電源等綜合技術(shù)保障措施，不但能通過更為簡潔的控制方案實現(xiàn)零功耗待機，而且能夠在被控設(shè)備運行過程中一旦發(fā)現(xiàn)交流電源異常也能及時切斷被控設(shè)備的交流電源，從而保證被控設(shè)備的運行安全。
文檔編號G05B19/04GK101452264SQ20071013022
公開日2009年6月10日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者周先譜 申請人:周先譜