一種基于低功耗電源供電的切換響應系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于低功耗電源供電的切換響應系統。解決現有技術中調整設備一般只采用單一大功率電源供電，待機狀態(tài)下功耗大的問題。系統包括有小功率變壓器單元、大功率變壓器單元、開關控制單元、按鍵單元、按鍵信號采集單元、控制單元，小功率變壓器單元和大功率變壓器單元分別連接到執(zhí)行單元，開關控制單元連接在大功率變壓器單元輸出端上，控制單元輸出端分別連接到開關控制單元和執(zhí)行單元控制端上，按鍵單元輸出端連接到開關控制單元上，按鍵信號采集單元連接在按鍵單元上，按鍵信號采集單元輸出端連接至控制單元輸入端。本發(fā)明的優(yōu)點是支持兩種電源對一個設備供電，通過供電切換，大大減低了待機功耗，節(jié)省了能源。
【專利說明】一種基于低功耗電源供電的切換響應系統

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源切換設備，尤其是涉及一種基于低功耗電源供電的切換響應系統。

【背景技術】
[0002]目前許多位置調整設備都是由單一的大功率電源，在設備工作狀態(tài)和待機狀態(tài)下都是大功率電源供電，這樣設備的功耗較大。如申請?zhí)枮?01220364165.3，名稱為數控穿壁設備的焊頭高低調節(jié)機構的中國實用新型專利，其包括工作臺、設置在工作臺上的電源柜、設置有焊頭加工機構的焊頭控制柜，電源柜與焊頭控制柜之間通過滑動副結構連接，焊頭控制柜控制滑動副移動。該機構由電源柜供電，該電源柜采用單一的電源，在調節(jié)機構工作或是待機狀態(tài)都是單一供電，這樣使得待機狀態(tài)下功耗較大。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明主要是解決現有技術中調整設備一般只采用單一大功率電源供電，待機狀態(tài)下功耗大的問題，提供了一種支持兩種電源切換供電的基于低功耗電源供電的切換響應系統。
[0004]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，連接在執(zhí)行操作的執(zhí)行單元上，系統包括有小功率變壓器單元、大功率變壓器單元、開關控制單元、按鍵單元、按鍵信號采集單元、控制單元，所述小功率變壓器單元電源輸入端連接電源，小功率變壓器單元輸出端連接執(zhí)行單元電源輸入端，大功率變壓器單元電源輸入端連接電源，大功率變壓器單元電源輸出端通過連接開關控制單元后連接到執(zhí)行單元電源輸入端，所述控制單元輸出端分別連接到開關控制單元和執(zhí)行單元控制端上，按鍵單元輸出端連接到開關控制單元上，按鍵信號采集單元連接在按鍵單元上，按鍵信號采集單元輸出端連接至控制單元輸入端。本發(fā)明應用在進行位置升降調節(jié)的工作臺上，為工作臺進行供電，本系統實現了兩種電源對一個工作臺供電，一種是大功率電源，輸出比較大的功率，靜態(tài)功耗也較大，在工作臺進行位置調節(jié)時進行供電；另一種是小功率電源，功率小，靜態(tài)功耗也較小，在工作臺調整到位后，斷開大功率電源，待機狀態(tài)只由小功率電源進行供電。減小了工作臺待機狀態(tài)的能耗。開關控制單元連接在大功率變壓器單元線路上，開關控制單元的開閉控制大功率電源的導通，按鍵單元用于對工作臺距離調整進行操作，按鍵信號采集單元用于采集按鍵單元的按鍵狀態(tài)，并將采集到的信息發(fā)送給控制單元，控制單元根據按鍵狀態(tài)信息控制開關控制單元開閉。
[0005]作為一種優(yōu)選方案，所述小功率變壓器單元包括連接端子CN1、線圈LI和線圈L2，大功率變壓器單元包括連接端子CN2、連接端子CN3、線圈L3、線圈L4，連接端子CN1、CN2、CN3采用連接端子VH-3，線圈LI的兩端分別連接在連接端子CNl的I腳和3腳上，線圈L2兩端通過連接AC/DC轉換器后與小功率電源相連接，線圈L3兩端分別連接到連接端子CN3的I腳和3腳接口上，連接端子CN3的3腳連接至連接端子CNl的I腳上，連接端子CN3的I腳通過連接開關控制單元后連接至連接端子CNl的3腳上，連接端子CNl與執(zhí)行單元相連接，線圈L4的兩端分別連接到連接端子CN2的I腳和3腳上，連接端子CN2連接大功率電源。線圈L1、L2構成小功率變壓器，線圈L3、L4構成大功率變壓器，大功率變壓器的導通受開關控制單元控制。在待機狀態(tài)時開關控制單元斷開，只有小功率變壓器處于通電狀態(tài)，當按下按鍵單元對工作臺進行距離調整是，開關控制單元閉合，大功率變壓器也通電，恢復供電。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，所述開關控制單元包括繼電器J2、二極管D12、三極管Q4、三極管Q6，繼電器J2又包括有線圈H2和觸點開關K2，觸點開關連接在連接端子CN3的I腳與連接端子CNl的3腳之間，線圈H2兩端并聯在二極管D12上，二極管D12正極接地，二極管D12負極分別連接至三極管Q4的集電極和按鍵單元輸出端，三極管Q4的發(fā)射極連接電源，三極管Q4的基極連接三極管Q6的集電極，三極管Q6的發(fā)射極接地，三極管Q6的基極連接控制單元輸出端。繼電器線圈H2與按鍵單元輸出端連接，且通過三極管Q12、Q6與控制單元輸出端連接，這樣在按鍵單元有按鍵按下時，H2導通，繼電器J2工作使得觸點開關K2閉合，大功率變壓器通電，同時在按鍵單元有按鍵按下時，控制單元檢測到該信息并發(fā)出工作指令，使得線圈H2與電源導通，保持了繼電器J2的工作狀態(tài)。三極管Q4的發(fā)射極連接電源為14V直流電源。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述按鍵單元包括若干按鍵，各按鍵相并聯，形成的并聯電路輸入端連接電源，輸出端連接到開關控制單元上，在每個按鍵與輸出端連接的一端上分別連接至按鍵信號采集單元上。每個按鍵還通過正向連接一個二極管后連接至開關控制單元。每個按鍵在按下后都使得與開關控制單元連接的電路導通，按鍵信號采集單元分別采集每個按鍵的信號。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述按鍵信號采集單元包括采集電路和采集芯片，每個按鍵與輸出端連接的一端上分別連接采集電路后連接到采集芯片上，采集電路包括三極管Q1、三極管Q3、電阻Rl、電阻R4、電容Cl，三極管Ql的基極連接至對應按鍵的一端上，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接到三極管Q3的基極，三極管Q3的集電極接地，三極管Q3的發(fā)射極通過連接電阻Rl后連接電源，電阻R4 —端連接三極管Q3發(fā)射極，電阻R4另一端連接到采集芯片上，采集芯片連接至控制單元。每個按鍵通過連接一個采集電路后連接至采集芯片，采集電路進行信號采集并傳送給采集芯片，采集芯片收到數據后發(fā)送給控制單元。采集芯片采用STM8S105芯片。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，系統還包括通訊傳輸單元，所述按鍵信號采集單元通過連接通訊傳輸單元后與控制單元相連接。通訊傳輸單元在邏輯上作為信號驅動，增加了對回路的保護作用。
[0010]因此，本發(fā)明的優(yōu)點是:支持兩種電源對一個設備供電，且支持兩種電源平穩(wěn)切換，設備工作時采用大功率電源供電，待機時采用小功率電源供電，通過供電切換，大大減低了待機功耗，節(jié)省了能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1是本發(fā)明電路的一種框示圖；
附圖2是本發(fā)明中大功率變壓器單元、小功率變壓器單元、開關控制單元相連接的一種電路結構意圖；
附圖3是本發(fā)明中按鍵單元的一種電路結構示意圖；
附圖4是本發(fā)明中按鍵信號采集單元的一種電路結構示意圖；
附圖5是本發(fā)明中控制單元的一種電路結構示意圖；
附圖6是本發(fā)明中通訊傳輸單元的一種電路結構示意圖。
[0012]1-低功率變壓器單元2-大功率變壓器單元3-開關控制單元4-按鍵單元5-按鍵信號采集單元6-控制單元7-通訊傳輸單元8-執(zhí)行單元9-采集電路。

【具體實施方式】
[0013]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
[0014]實施例:
本實施例一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，應用在調整設備的執(zhí)行單元上8，執(zhí)行單元對調整設備位置進行調節(jié)，系統對執(zhí)行單元進行供電控制。如圖1所示，系統包括有小功率變壓器單元1、大功率變壓器單元2、開關控制單元3、按鍵單元4、按鍵信號采集單元5、控制單元6、通訊傳輸單元7，小功率變壓器單元電源輸入端連接小功率電源，小功率變壓器單元輸出端連接執(zhí)行單元電源輸入端，大功率變壓器單元電源輸入端連接大功率電源，大功率變壓器單元電源輸出端通過連接開關控制單元后連接到執(zhí)行單元電源輸入端。控制單元具有兩輸出端分別連接到開關控制單元和執(zhí)行單元控制端上，控制單元對開關控制單元工作進行控制以及對執(zhí)行單元工作進行控制。按鍵單元輸出端連接到開關控制單元上，按鍵信號采集單元連接在按鍵單元上，按鍵信號采集單元輸出端連接至控制單元輸入端，為了加強對回路的保護，將通訊傳輸單元連接在按鍵信號采集單元與控制單元連接之間線路上。
[0015]如圖2所示，小功率變壓器單元I包括連接端子CNl、線圈LI和線圈L2，大功率變壓器單元2包括連接端子CN2、連接端子CN3、線圈L3、線圈L4，連接端子CN1、CN2、CN3采用連接端子VH-3，線圈LI的兩端分別連接在連接端子CNl的I腳和3腳上，線圈L2兩端通過連接AC/DC轉換器后與小功率電源相連接，AC/DC轉換器具有AC輸入端、AC輸出端、電源輸入端和電源輸出端，線圈L2兩端連接在AC輸入端和AC輸出端上，電源輸入端和電源輸出端連接+14V電源。線圈L3兩端分別連接到連接端子CN3的I腳和3腳接口上，連接端子CN3的3腳連接至連接端子CNl的I腳上，連接端子CN3的I腳通過連接開關控制單元后連接至連接端子CNl的3腳上，連接端子CNl與執(zhí)行單元相連接，線圈L4的兩端分別連接到連接端子CN2的I腳和3腳上，連接端子CN2連接大功率電源，大功率電源可以為市電。開關控制單元3包括繼電器J2、二極管D12、三極管Q4、三極管Q6，繼電器J2又包括有線圈H2和觸點開關K2，觸點開關連接在連接端子CN3的I腳與連接端子CNl的3腳之間，線圈H2兩端并聯在二極管D12上，二極管D12正極接地，二極管D12負極分別連接至三極管Q4的集電極和按鍵單元4輸出端，三極管Q4的發(fā)射極連接電源，三極管Q4的基極連接三極管Q6的集電極，三極管Q6的發(fā)射極接地，三極管Q6的基極連接控制單元6輸出端。
[0016]如圖3所示，按鍵單元4包括若干按鍵，各按鍵相并聯，形成的并聯電路輸入端連接電源+14V，輸出端連接到開關控制單元上，具體為連接到線圈H2正極端上。本實施例以設置7個按鍵為例，7按鍵分別為控制移動距離的I按鍵S1、2按鍵S2、3按鍵S3、4按鍵S4，以及UP按鍵S5、down按鍵S6和set按鍵S7，每個按鍵一端連接到并聯電路輸入端位置，另一端分別正向連接一個二極管后連接到并聯電路輸出端位置，另外在每個按鍵與并聯電路輸出端連接的一端分別設有線路連接至按鍵信號采集單元5上。
[0017]如圖4所示，按鍵信號采集單元5包括采集電路9和采集芯片，采集芯片采用STM8S105芯片，每個按鍵與并聯電路輸出端連接的一端分別連接采集電路后連接到采集芯片的2、19、20、25、26、27、28腳上，各采集電路結構相同，以圖中該電路圖為例，采集電路包括三極管Ql、三極管Q3、電阻R1、電阻R4、電容Cl，三極管Ql的基極連接至對應按鍵的一端上，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接到三極管Q3的基極，三極管Q3的集電極接地，三極管Q3的發(fā)射極通過連接電阻Rl后連接電源，電阻R4 —端連接三極管Q3發(fā)射極，電阻R4另一端連接到采集芯片上，采集芯片的16腳和17腳分別連接通訊傳輸單元7，通訊傳輸單元連接控制單元6。
[0018]如圖5所示，控制單元包括控制芯片，該控制芯片采用STM8S105S6T6芯片，控制芯片11腳連接至開關控制單元，具體為連接到三極管Q6的基極上。控制芯片的42、43腳分別連接通訊傳輸單元上。
[0019]如圖6所示，通訊傳輸單元由兩個結構相似的第一通訊傳輸電路和第二通訊傳輸電路構成。第一通訊傳輸電路包括電阻R16、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R31、電容C9、電容C13、電容C15、電容C16、三極管Q17、三極管Q20，三極管Q17集電極分別連接電阻R18、電阻R16—端，電阻R18另一端連接+5V電源，電阻R16另一端分別連接至電容C9 一端和采集芯片的17腳，電容C9另一端接地，三極管Q17發(fā)射極地接，三極管Q17基極分別連接電阻R19、電阻R20 —端，電阻R20另一端接地，在電阻R19另一端形成COMl端點,第一通訊傳輸電路的COMl端點與第二通訊傳輸電路的COMl端點相連接。電容C13 —端連接COMl端點，電容C13另一端接地。三極管Q20發(fā)射極分別連接電源+5V和電阻R29 —端，電阻R29另一端連接三極管Q20基極，電阻R31 —端連接三極管Q20基極，電阻R31另一端分別連接電容C16—端和采集芯片的16腳，電容C16另一端接地，三極管Q20集電極分別連接電阻R27、電阻R28、電容C15 —端，電阻R28和電容C15的另一端分別接地，電阻27另一端連接電阻R26 —端，電阻R26另一端形成COM端點，第一通訊傳輸電路的COM端點與第二通訊傳輸電路的COM端點相連接。第二通訊傳輸電路包括電阻R58、電阻R59、電阻R62、電阻R65、電阻R63、電阻R66、電阻R56、電阻R57、電容C31、電容C32、電容C33、電容C29、三極管Q31、三極管Q29，三極管Q31集電極分別連接電阻R58、電阻R59 —端，電阻R58另一端連接+5V電源，電阻R59另一端分別連接至電容C31 一端和控制芯片的43腳，電容C31另一端接地，三極管Q31發(fā)射極地接，三極管Q31基極分別連接電阻R62、電阻R65 —端，電阻R65另一端接地，在電阻R62另一端形成COMl端點，與第一通訊傳輸電路COMl端點連接。電容C32 —端連接COMl端點，電容C32另一端接地。三極管Q29發(fā)射極分別連接電源+5V和電阻R56 —端，電阻R56另一端連接三極管Q29基極，電阻R57 —端連接三極管Q29基極，電阻R57另一端分別連接電容C29 —端和控制芯片的42腳，電容C29另一端接地，三極管Q29集電極分別連接電阻R63、電阻R66、電容C33一端，電阻R66和電容C33的另一端分別接地，電阻63另一端形成COM端點，與第一通訊傳輸電路的COM端點連接。
[0020]在執(zhí)行單元待機狀態(tài)時，本系統只有小功率變壓器單元處于通電狀態(tài)，大功率變壓器單元通過開關控制單元處于截止工作狀態(tài)，執(zhí)行單元處于低功耗狀態(tài)。
[0021 ] 在按下按鍵單元的按鍵時，使得繼電器線圈H2導通，觸發(fā)繼電器J2，觸點開關K2閉合，使得大功率變壓器單元導通，此時恢復整個系統供電。另外，按鍵信號采集單元對按鍵信號進行采集，并識別按鍵內容，經過通訊傳輸單元后通報給控制單元的控制芯片，控制芯片發(fā)送信號給控制開關單元，三極管Q6、Q4依次導通，電源+5V與先前H2導通，使得繼電器J2保持工作狀態(tài)，大功率變壓器單元保持通電，系統處于大功率輸出狀態(tài)。同時控制芯片根據按鍵內容發(fā)送信號給執(zhí)行單元，控制執(zhí)行單元進行動作。
[0022]在執(zhí)行單元執(zhí)行到位以后，控制芯片接收到執(zhí)行到位信號，控制芯片發(fā)送停止信號到開關控制單元，即線圈H2與電源斷開，繼電器J2不工作，大功率變壓器單元截止，系統恢復到低功耗狀態(tài)。
[0023]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0024]盡管本文較多地使用了低功率變壓器單元、大功率變壓器單元、開關控制單元、按鍵單元等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權利要求】
1.一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，連接在執(zhí)行操作的執(zhí)行單元上，其特征在于:包括有小功率變壓器單元(I)、大功率變壓器單元(2)、開關控制單元(3)、按鍵單元(4)、按鍵信號采集單元(5)、控制單元(6)，所述小功率變壓器單元電源輸入端連接小功率電源，小功率變壓器單元輸出端連接執(zhí)行單元電源輸入端，大功率變壓器單元電源輸入端連接大功率電源，大功率變壓器單元電源輸出端通過連接開關控制單元后連接到執(zhí)行單元電源輸入端，所述控制單元輸出端分別連接到開關控制單元和執(zhí)行單元控制端上，按鍵單元輸出端連接到開關控制單元上，按鍵信號采集單元連接在按鍵單元上，按鍵信號采集單元輸出端連接至控制單元輸入端。
2.根據權利要求1所述的一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，其特征是所述小功率變壓器單元(I)包括連接端子CN1、線圈LI和線圈L2，大功率變壓器單元(2)包括連接端子CN2、連接端子CN3、線圈L3、線圈L4，連接端子CN1、CN2、CN3采用連接端子VH-3，線圈LI的兩端分別連接在連接端子CNl的I腳和3腳上，線圈L2兩端通過連接AC/DC轉換器后與小功率電源相連接，線圈L3兩端分別連接到連接端子CN3的I腳和3腳接口上，連接端子CN3的3腳連接至連接端子CNl的I腳上，連接端子CN3的I腳通過連接開關控制單元后連接至連接端子CNl的3腳上，連接端子CNl與執(zhí)行單元相連接，線圈L4的兩端分別連接到連接端子CN2的I腳和3腳上，連接端子CN2連接大功率電源。
3.根據權利要求2所述的一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，其特征是所述開關控制單元(3)包括繼電器J2、二極管D12、三極管Q4、三極管Q6，繼電器J2又包括有線圈H2和觸點開關K2，觸點開關連接在連接端子CN3的I腳與連接端子CNl的3腳之間，線圈H2兩端并聯在二極管D12上，二極管D12正極接地，二極管D12負極分別連接至三極管Q4的集電極和按鍵單元(4)輸出端，三極管Q4的發(fā)射極連接電源，三極管Q4的基極連接三極管Q6的集電極，三極管Q6的發(fā)射極接地，三極管Q6的基極連接控制單元(6)輸出端。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，其特征是所述按鍵單元(4)包括若干按鍵，各按鍵相并聯，形成的并聯電路輸入端連接電源，輸出端連接到開關控制單元上，在每個按鍵與輸出端連接的一端分別連接至按鍵信號采集單元(5)上。
5.根據權利要求4所述的一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，其特征是所述按鍵信號采集單元(5)包括采集電路(9)和采集芯片，每個按鍵與輸出端連接的一端上分別連接采集電路后連接到采集芯片上，采集電路包括三極管Q1、三極管Q3、電阻R1、電阻R4、電容Cl，三極管Ql的基極連接至對應按鍵的一端上，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接到三極管Q3的基極，三極管Q3的集電極接地，三極管Q3的發(fā)射極通過連接電阻Rl后連接電源，電阻R4 —端連接三極管Q3發(fā)射極，電阻R4另一端連接到采集芯片上，采集芯片連接至控制單元(6)。
6.根據權利要求1或2或3所述的一種基于低功耗電源供電的切換響應系統，其特征是系統還包括通訊傳輸單元(7)，所述按鍵信號采集單元(5)通過連接通訊傳輸單元后與控制單元(6)相連接。
【文檔編號】G05B19/04GK104503263SQ201410521362
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】許雄飛, 郭林忠, 吳明付 申請人:浙江達峰科技有限公司