一種實現(xiàn)關(guān)機零功耗的電路的制作方法
【專利說明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電源的開關(guān)電路，尤其是可實現(xiàn)關(guān)機“零”功耗的開關(guān)機電路，SP關(guān)機后只有開關(guān)機檢測電路在待機守候，其他主電源關(guān)閉。
二、【背景技術(shù)】
[0002]通常所見電子設(shè)備，無論臺式PC機、工控機，甚至PAD開關(guān)機為輕觸開關(guān)控制，其關(guān)機電路通常設(shè)計為不斷電的、守候式電路，故關(guān)機后設(shè)備會一直消耗電能。例如臺式PC機關(guān)機功耗:1?2W;電視機、電視機機頂盒、路由器等家電，關(guān)機功耗:0.5?2W，”關(guān)機”電流達(dá)到mA甚至數(shù)十mA，一年耗電5?15度。
[0003]電子設(shè)備通常采用輕觸式開關(guān)機on/off按鍵，即一鍵輕觸式開機on和關(guān)機off，這種電子設(shè)備關(guān)機off后處于待機狀態(tài)，此時待機狀態(tài)的工作電源輸出沒有全為0，工作電源存在一定的輸出電流，此輸出功耗通常較大(1?2W);由于待機狀態(tài)處于守候狀態(tài)，再按下on/off鍵后，設(shè)備又能正常啟動并工作。
[0004]通常電子設(shè)備待機功耗有1?2W，比如采用Intel ATOM系列主板的ITX-D2550/D2600/D2700等，研華的S0M7562，Intel 13/15系列主板ITX-13/I5等，其待機功耗約1W多。
[0005]通常電子設(shè)備可以劃分為:主系統(tǒng)(主板，包括中央處理器)、系統(tǒng)工作電源、電源適配器/電池、及開關(guān)機按鍵。如圖1。電源適配器一般是外置，電池一般為內(nèi)置，也可二者同時使用。系統(tǒng)工作電源一般也有二種，一種是DC-DC，圖中DC-DC的輸出為12V/5V/3.3V;另外一種是線性電源，也可以二者同時使用。本發(fā)明對上述情況都適用。
[0006]關(guān)機后待機功耗似乎并不大，關(guān)機功耗沒有引起廠家對其太多關(guān)注，乃至采取降耗處理。
[0007]開關(guān)機電路幾乎存在于所有電子設(shè)備(每家每戶或工作單位均有多臺套電子設(shè)備)中，所以電子設(shè)備在關(guān)機后待機損耗的總體量能是巨大的!從我國人口眾多而又資源日益匱乏的現(xiàn)狀來看，節(jié)能減排將是一項長期的國策。在十二五規(guī)劃中，更是強調(diào)了節(jié)能形勢的嚴(yán)峻性和節(jié)能技術(shù)的重要性。尋求可實現(xiàn)關(guān)機“零”功耗的技術(shù)，對我國節(jié)能減排工作的有著非?，F(xiàn)實的重要的意義。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)電子設(shè)備關(guān)機后的“零”功耗，從而實現(xiàn)節(jié)能。關(guān)機后待機功耗極其微小，可測電流(功耗)為數(shù)uA，幾乎為“零”功耗。尤其適用于PAD、臺式電腦、工控機和等電子設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是，實現(xiàn)關(guān)機“零”功耗的電路，在電子設(shè)備通過增加電源檢測控制電路，如圖2，使主機關(guān)機后主系統(tǒng)供電電源輸出為0，同時電源檢測控制電路處于待機守候，此時待機狀態(tài)功耗(圖2的“輸入”端功耗)極低，通常功耗電流為數(shù)uA，折合功耗為數(shù)uW?數(shù)十uW(功耗=電流X電壓)，替代了原來的待機狀態(tài)功耗(圖1的“輸入”端功耗)電流為數(shù)100mA，折合功耗為1?2W功耗，小了 100000倍以上，故稱之為“零”功耗電路。“零”功耗電路不影響原有正常的正常開機和關(guān)機動作。不同以往，按下開關(guān)機鍵產(chǎn)生的觸發(fā)信號，不再單純地作為開關(guān)機信號，而是作為電源檢測控制電路的一個觸發(fā)信號；系統(tǒng)工作電源的使能信號，不再是常態(tài)有效，而是隨狀態(tài)變化而變化，受控于電源檢測控制電路。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方案:一種實用的電源檢測控制電路，包括一個開關(guān)管、二個二極管和一個電阻。開關(guān)管漏極接系統(tǒng)工作電源的使能端。且使能端接第一二極管D1的反向，第一二極管D1的正向接至系統(tǒng)輸出的狀態(tài)信號，開關(guān)管的源極接系統(tǒng)工作電源的輸入端，開關(guān)管的柵極通過一電阻接開關(guān)管的源極，開關(guān)管的柵極還接第二二極管D2正向端，第二二極管D2反向端接至0N/0FF開關(guān)信號端。
[0011]開關(guān)管導(dǎo)通時，將輸入源極導(dǎo)通到漏極，系統(tǒng)工作電源的使能有效;反之，不導(dǎo)通時，輸入源極與漏極斷開，輸入與使能斷開。
[0012]二極管D1為單向?qū)ㄗ饔?，將系統(tǒng)工作“狀態(tài)信號”-一接D1的正向端信號的高電平信號，導(dǎo)通到接D1的反向端信號一-DC-DC的使能端，可以起到工作狀態(tài)維持、自舉的作用；當(dāng)然，系統(tǒng)無工作“狀態(tài)信號”低電平信號時，二極管D1不導(dǎo)通，不起作用。
[0013]二極管D2為單向?qū)ㄗ饔茫瑢㈤_機時按鍵產(chǎn)生的0N/0FF信號接D2的反向的低電平信號，傳遞到接D2的正向的開關(guān)管P-M0SFET柵極，從而使開關(guān)管柵極拉低，開關(guān)管導(dǎo)通;當(dāng)然，無按鍵操作時，0N/0FF為高電平信號，二極管D2不導(dǎo)通，不起作用。
[0014]增加電源檢測控制電路，其主要功能為關(guān)機時處于低功耗待機，開機后提供供電電源正常工作的使能。其有效輸入有二:其一為開關(guān)機的0N/0FF信號(當(dāng)按下按鍵時0N/0FF為高低電平變化信號)，其二為主系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(當(dāng)系統(tǒng)工作與不工作時的高低電平變化信號)。
[0015]當(dāng)系統(tǒng)不工作時，“狀態(tài)信號”(低電平)無效，按鍵0N/0FF(高電平)無效，系統(tǒng)工作電源的使能無效;系統(tǒng)工作電源無輸出；僅電源檢測控制電路維持監(jiān)控，處于極低功耗(數(shù)uA，即數(shù)uW)狀態(tài)---即零功耗狀態(tài)。
[0016]電源檢測控制電路輸出為系統(tǒng)工作電源的使能信號。如圖2。
[0017]注:狀態(tài)信號:主系統(tǒng)工作狀態(tài)信號，分為“工作”，和“不工作”二種狀態(tài)，通?！肮ぷ鳌睜顟B(tài)為高電平;反之，“不工作”狀態(tài)為低電平。一般電子設(shè)備都具有工作狀態(tài)信號，如PAD、PC機的工作狀態(tài)指示燈信號。
[0018]本發(fā)明有益效果:對于臺式機和工控機來說，關(guān)機后整個設(shè)備只有開關(guān)機電路在待機工作。對于此類設(shè)備，本發(fā)明可實現(xiàn)關(guān)機“零”功耗。對于筆記本或其他較為復(fù)雜的嵌入式設(shè)備，機器在關(guān)機后，仍然要求正常工作的有開關(guān)機電路、電壓監(jiān)控電路和溫度監(jiān)控電路等。對于此類設(shè)備，本發(fā)明可降低關(guān)機功耗，同樣實現(xiàn)節(jié)約能源。無論臺式機和工控機，無論原待機功耗有多少，采用本發(fā)明電路，待機功耗都只有數(shù)uA，幾乎“零”功耗。
[0019]幾乎所有的電子電器設(shè)備，都必須存在一個開關(guān)機電路，除了臺式機和工控機，推而廣之，比如:手機、電腦、電視機、機頂盒、洗衣機和熱水器等等，在我們的生活和工作中，由于開關(guān)機電路造成的能源消耗是非常巨大的。本發(fā)明不僅僅是針對于工控機設(shè)備實現(xiàn)的關(guān)機零功耗，對于如何實現(xiàn)其他電子電氣設(shè)備的關(guān)機零功耗或關(guān)機低功耗，也有重要參考價值。
三、【附圖說明】
[0020]圖1工控機等電子設(shè)備的電路框圖。
[0021 ]圖2增加“零”功耗控制的工控機電路框圖。
[0022]圖3實現(xiàn)“零”功耗控制的工控機電路。
[0023]圖4實現(xiàn)“零”功耗控制的信號時序圖。
[0024]圖5設(shè)備開機的流程。
[0025]圖6設(shè)備關(guān)機的流程。
五、【具體實施方式】
[0026]圖1中只將有關(guān)主題部分的電路抽象出來，包括輕觸式開關(guān)按鍵控制，適配器、電池(內(nèi)置方式或外接方式)和系統(tǒng)工作電源。圖2中紅(淡)色部分一電源檢測控制及狀態(tài)信號、使能信號、on/off信號，為增加的“零”功耗控制功能電路框圖。實現(xiàn)“零”功耗控制的一種實用電路，主要包括P-M0SFET、二個二極管、和電阻。注:“T”為關(guān)機延時時間。
[0027]系統(tǒng)工作電源是典型DC-DC型的開關(guān)電源，具有使能的高電壓使開關(guān)電源開始工作;反之，使能的低電壓使開關(guān)電源斷電。
[0028]如圖3所示，一種實用的電源檢測控制電路用于工控機等電子設(shè)備，包括一個P-M0SFET(開關(guān)管的典型型號，切斷時工作電流最低)、二個二極管、和一個電阻;如圖3。
[0029]P-M0SFET其為開關(guān)作用，當(dāng)柵極為低電平時，其源柵極壓差為高電壓，其開關(guān)狀態(tài)為導(dǎo)通，即源極和漏極導(dǎo)通，M0SFET正常導(dǎo)通，將“輸入”端的高電平信號，從源極導(dǎo)通到漏極，并且導(dǎo)通到DC-DC的使能端，DC-DC的使能將“有效”；反之，當(dāng)其柵極為高電平時，其源柵極壓差為低電壓，其開關(guān)狀態(tài)為斷開，即源極和漏極斷開，M0SFET不導(dǎo)通，DC-DC的使能與“輸入”斷開。
[0030]D1為單向?qū)ㄗ饔?，將輸入的主系統(tǒng)工作“狀態(tài)信號”導(dǎo)通到使能端，可以起到工作狀態(tài)維持、自舉。
[0031]D2為單向?qū)ㄗ饔?，將輸入?N/0FF開機時有效低電平信號導(dǎo)通到P-M0SFET柵極，從而M0S管導(dǎo)通。
[0032]電阻為該M0S管的柵極典型上拉電阻。
[0033]實現(xiàn)“零”功耗控制的信號的時序圖如圖4。
[0034]本發(fā)明適合嵌入式終端、臺式機、筆記本電腦和工控機等終端產(chǎn)品。
[0035]使用了本發(fā)明后，對于關(guān)機后設(shè)備可以實現(xiàn)關(guān)機“零”功耗。對于其他較復(fù)雜的開關(guān)機智能終端或設(shè)備，也可實現(xiàn)關(guān)機待機時降低功耗。
[0036]本發(fā)明涉及的電路實用、易行、成本低、且穩(wěn)定、可靠。
【主權(quán)項】
1.一種實用的電源檢測控制電路，其特征是包括一個開關(guān)管、二個二極管和一個電阻；開關(guān)管漏極接系統(tǒng)工作電源的使能端，且使能端接第一二極管D1的反向，第一二極管D1的正向接至系統(tǒng)輸出的狀態(tài)信號，開關(guān)管的源極接系統(tǒng)工作電源的輸入端，開關(guān)管的柵極通過一電阻接開關(guān)管的源極，開關(guān)管的柵極還接第二二極管D2正向端，第二二極管D2反向端接至ON/OFF開關(guān)信號端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的電源檢測控制電路，其特征是開關(guān)管為P-MOSFET。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的電源檢測控制電路，其特征是第一二極管D1單向?qū)ǎ瑢⑤斎氲南到y(tǒng)工作電源工作狀態(tài)信號即高電平導(dǎo)通到使能端，起到工作狀態(tài)維持、自舉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的電源檢測控制電路，其特征是第二二極管D2單向?qū)?，將開機時按鍵產(chǎn)生的Ο N/0 F F低電平信號，傳遞到開關(guān)管柵極，從而使開關(guān)管柵極拉低，開關(guān)管導(dǎo)通;無按鍵操作時，ON/OF F為高電平信號，第二二極管D2不導(dǎo)通，不起作用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的電源檢測控制電路，其特征是系統(tǒng)正常工作時，“狀態(tài)信號”為有效，則系統(tǒng)工作電源維持，則系統(tǒng)工作維持。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用的電源檢測控制電路，其特征是系統(tǒng)不工作時，“狀態(tài)信號”處于低電平無效，按鍵ΟΝ/OFF處于高電平無效，系統(tǒng)工作電源的使能無效;系統(tǒng)工作電源無輸出;僅電源檢測控制電路維持監(jiān)控，處于數(shù)u A，即數(shù)u W極低功耗狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明一種實現(xiàn)關(guān)機零功耗的電路，一種實用的電源檢測控制電路，包括一個開關(guān)管、二個二極管和一個電阻；開關(guān)管漏極接系統(tǒng)工作電源的使能端，且使能端接第一二極管D1的反向，第一二極管D1的正向接至系統(tǒng)輸出的狀態(tài)信號，開關(guān)管的源極接系統(tǒng)工作電源的輸入端，開關(guān)管的柵極通過一電阻接開關(guān)管的源極，開關(guān)管的柵極還接第二二極管D2正向端，第二二極管D2反向端接至ON/OFF開關(guān)信號端。
【IPC分類】H02M1/00
【公開號】CN105449990
【申請?zhí)枴緾N201510812143
【發(fā)明人】嚴(yán)緯華
【申請人】南京熊貓電子股份有限公司, 南京熊貓通信科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月20日