一種開關電源待機狀態低功耗控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種開關電源待機狀態低功耗控制電路，開關電源待機狀態低功耗控制電路包括開關電源工作前狀態檢測裝置、開關電源工作中狀態檢測裝置、開關電源輸入電流控制裝置和電路供電裝置。所述開關電源待機狀態低功耗控制電路能夠自動檢測開關電源的工作狀態并調節開關電源的輸入電流，使開關電源在空載時處于低功耗待機狀態。所述開關電源待機狀態低功耗控制電路采用所述電源工作前檢測裝置和所述電源工作后檢測裝置分別判斷開關電源的負載狀態，并通過MOS管控制電源輸入端的通斷，控制效果穩定準確。所述開關電源待機狀態低功耗控制電路將控制電路分為四個裝置進行優化設計，電路結構簡單清晰，有效降低生產成本和電路復雜程度。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉開關電源待機狀態低功耗控制電路，具體涉及一種在開關電源待機 狀態下能夠有效降低其功耗的自動檢測控制電路。 一種開關電源待機狀態低功耗控制電路

【背景技術】
[0002] 在開關電源【技術領域】，高穩定性和低功耗一直是開關電源設計的重要技術要求。 當開關電源處于空載狀態時，即待機狀態，開關電源的功率開關管和控制芯片依然存在較 高的功耗。許多國家和地區已明確要求電源的待機功耗不得大于1W，但是目前我國電源產 品的待機功耗普遍在3W以上。降低開關電源待機功耗的方案可分為兩類，一類是采用控 制芯片對功率開關管的開關頻率進行控制，另一類是設計輔助電路控制開關電源的工作狀 態。采用控制芯片的方案應用比較靈活，但是成本較高，并且降低功耗的效果有限。設計輔 助電路的方案穩定性較高，節能效果明顯，但是電路結構相對復雜。 實用新型內容
[0003] 為了有效降低開關電源的待機功耗，本實用新型設計了一種開關電源待機狀態低 功耗控制電路，它能夠自動檢測開關電源的工作狀態并調節開關電源的工作電流。針對現 有此類控制電路控制過程不穩定的問題，本實用新型采用電源工作前檢測裝置和電源工作 后檢測裝置分別判斷開關電源的負載狀態，并通過M0S管控制電源輸入端的通斷，使控制 效果穩定準確。針對現有此類控制電路結構復雜和成本較高等問題，本實用新型通過將控 制電路分為四個裝置進行優化設計，使電路結構簡單清晰，生產成本和電路復雜度被有效 降低。
[0004] 本實用新型的技術方案如下：一種開關電源待機狀態低功耗控制電路，其包括開 關電源工作前狀態檢測裝置、開關電源工作中狀態檢測裝置、開關電源輸入電流控制裝置 和電路供電裝置。所述開關電源工作前狀態檢測裝置的輸入端與所述開關電源主電路的輸 出端連接。所述開關電源工作前狀態檢測裝置的輸出端與所述開關電源輸入電流控制裝置 連接。所述開關電源工作中狀態檢測裝置的輸入端與所述開關電源主電路的輸出端連接。 所述開關電源工作中狀態檢測裝置的輸出端與所述開關電源輸入電流控制裝置連接。所述 電路供電裝置的輸入端與市電輸入端連接，所述電路供電裝置的輸出端連接所述開關電源 工作前狀態檢測裝置的供電端口并連接所述開關電源輸入電流控制裝置的供電端口。所述 開關電源輸入電流控制裝置的輸入端與所述電源工作狀態檢測裝置的輸出端連接。所述開 關電源輸入電流控制裝置的輸出端與所述開關電源的輸入端連接。
[0005] 優選的，所述開關電源待機狀態低功耗控制電路中，所述開關電源工作前狀態檢 測裝置的輸入端口是整流電路的輸入端，整流電路的輸出端連接變壓器原邊，變壓器副邊 是所述開關電源工作前狀態檢測裝置的輸出端口。
[0006] 優選的，所述開關電源待機狀態低功耗控制電路中，所述開關電源工作中狀態檢 測裝置的輸入端口是三級晶體管放大電路的輸入端，三級晶體管放大電路的輸出端連接光 電耦合電路的輸入端，光電耦合電路的輸出端是所述開關電源工作中狀態檢測裝置的輸出 端口。
[0007] 優選的，所述開關電源待機狀態低功耗控制電路中，所述開關電源輸入電流控制 裝置的輸入端口是第一驅動M0S管的漏極和源極，第一驅動M0S管的柵極連接第二驅動M0S 管的漏極，第二驅動M0S管的柵極連接主開關M0S管的柵極，主開關M0S管的柵極連接第一 驅動M0S管的漏極，主開關M0S管的漏極和源極串聯在開關電源主電路輸入回路中。
[0008] 優選的，所述開關電源待機狀態低功耗控制電路中，所述開關電源處于空載狀態 時，所述開關電源工作狀態檢測裝置輸出待機信號到所述開關電源輸入電流控制裝置，所 述驅動M0S管使所述主開關M0S管關斷，輸入電流無法流入開關電源變換器，開關電源處于 低功耗待機狀態。
[0009] 優選的，所述開關電源待機狀態低功耗控制電路中，所述開關電源由空載狀態轉 變為帶載狀態時，所述開關電源工作狀態檢測裝置輸出工作信號到所述開關電源輸入電流 控制裝置，所述驅動M0S管使所述主開關M0S管導通，輸入電流流入開關電源變換器，開關 電源處于正常工作狀態。
[0010] 與現有技術相比，本實用新型通過控制主開關M0S管的通斷，使開關電源空載時 處于低功耗待機狀態。輸入電壓為230V時，開關電源的待機功耗僅為0.113W。本實用新 型采用工作前狀態檢測裝置和工作中檢測裝置判斷開關電源的工作狀態，電路結構簡單清 晰，控制效果準確穩定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型電路裝置間關系不意圖；
[0012] 圖2為本實用新型開關電源工作前狀態檢測裝置電路結構圖；
[0013] 圖3為本實用新型開關電源工作中狀態檢測裝置電路結構圖；
[0014] 圖4為本實用新型開關電源輸入電流控制裝置電路結構圖；
[0015] 圖5為本實用新型電路供電裝置電路結構圖；
[0016] 圖6為本實用新型系統整體電路結構圖。

【具體實施方式】
[0017] 為了便于理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行更詳 細的說明。本說明書及其附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例，但是，本實用新型可以 以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的 目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。
[0018] 需要說明的是，當某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一 個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當一個元件連 接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中 的其它元件連接到該另一個元件。
[0019] 本實用新型的裝置關系如圖1所示，開關電源工作前狀態檢測裝置和開關電源工 作中狀態檢測裝置采集開關電源輸出端的電壓和電流，并將開關電源工作狀態信號傳送給 開關電源輸入電流控制裝置。開關電源輸入電流控制裝置根據開關電源工作狀態信號使主 開關MOS管斷開或導通。當開關電源輸出端空載時，開關電源主電路的輸入電流被關斷，開 關電源處于低功耗待機狀態。當開關電源的輸出端加上負載后，開關電源主電路的輸入電 流被導通，開關電源正常工作。
[0020] 如圖2所示，端口 B為開關電源工作前狀態檢測裝置的輸入端。二極管D11、D12、 D13和D14首尾相連組成整流電。二極管D13的陰極與二極管D14的陰極連接在一起并與 端口 B1相連。二極管D11的陰極與二極管D12的陰極連接在一起并與端口 B2相連。二極 管D13的陽極與二極管D12的陰極連接并與變壓器TX1原邊的上端連接。二極管D14的陽 極與二極管D11的陰極連接并與變壓器TX1原邊的下端連接。端口 A為開關電源工作前狀 態檢測裝置的輸出端。變壓器TX1副邊的上端與端口 A1相連，變壓器副邊的下端與端口 A2 連接。
[0021] 如果開關電源啟動時未接入負載，開關電源工作前狀態檢測裝置的輸出端A為高 阻態。該輸出狀態使開關電源輸入電流控制裝置將主開關M0S管Ml關斷，開關電源處于低 損耗待機狀態。如果開關電源啟動時已接入負載，開關電源工作前狀態檢測裝置的輸出阻 抗遠小于空載時，開關電源輸入電流控制裝置將主開關M0S管Ml導通，開關電源正常工作。
[0022] 如圖3所示，端口 D為開關電源工作中狀態檢測裝置的輸入端，端口 D1連接電阻 R3的右端和二極管D21的陰極，端口 D2連接電阻R5的下端。電阻R3的左端連接三極管Q3 的發射極，二極管D21的陽極連接三極管Q3的基極并連接電阻R5的上端。三極管Q1的發 射極、三極管Q2的發射極和三極管Q3的發射極連接成一點，并與電阻R8的上端連接。三 極管Q1的集電極、三極管Q2的集電極和三極管Q3的集電極分別通過電阻R9、電阻R7和 電阻R6連接到端口 D2。光電耦合器U1的上輸入端連接電阻R6的下端，光電耦合器U1的 下輸入端連接三極管Q1的集電極。端口 C為開關電源工作中狀態檢測裝置的輸出端，端口 C1連接光電耦合器U1的上輸出端，端口 C2連接光電耦合器U1的下輸出端。
[0023] 如果在開關電源正常工作過程中移去負載，電阻R3的電壓降低，三極管Q1集電極 電壓升高，進而光電耦合器U1的輸出阻抗降低。開關電源工作中狀態檢測裝置的低輸出阻 抗使開關電源輸入電流控制裝置將主開關M0S管Ml關斷，開關電源進入低損耗待機狀態。 如果開關電源處于帶載正常工作狀態，電阻R3的電壓為高電平，三極管Q1的集電極電壓為 低電平，光電耦合器U1無法被驅動，開關電源的輸入端正常輸入電流，開關電源正常工作。
[0024] 如圖4所示，端口 A是開關電源工作前狀態檢測信號輸入端。二極管D19、二極管 D18、二極管D17和二極管D16組成整流電路，二極管的陽極與端口 A1連接，二極管D18的 陽極與A2連接。電容C7、電阻R2和穩壓二極管D15并聯在一起，并且其上端與M0S管M3 的漏極連接，其下端與M0S管的源極連接。端口 E為開關電源輸入電流控制裝置的供電端 口。二極管D10、二極管D9、二極管D8和二極管D7組成整流電路，二極管D10的陽極與端 口 E1連接，二極管D9的陽極與端口 E2連接。電容C6、電阻R1和穩壓二極管并聯在一起， 并且其上端與M0S管M2的漏極連接在一起，其下端與M0S管M2的源極連接在一起。端口 C為開關電源工作中狀態檢測信號輸入端。端口 C1連接M0S管M2的漏極并且連接M0S管 M3的柵極，端口 C2連接M0S管M2源極并且連接M0S管M3的源極。M0S管M2的柵極連接 M0S管M3的漏極，M0S管M2的漏極連接M0S管Ml的柵極。端口 F為開關電源輸入電流控 制裝置的輸出端口，端口 F1連接M0S管Ml的漏極，端口 F2連接M0S管Ml的源極。
[0025] 當開關電源處于空載狀態時，M0S管M2導通，使M0S管Ml的柵極為低電平，進而 MOS管Ml被關斷，輸入電流無法流入開關電源主電路，開關電源處于低功耗待機狀態。當開 關電源接入負載時，M0S管M3導通，使M0S管M2的柵極為低電平，M0S管M2被關斷。由于 M0S管M2關斷，M0S管Ml的柵極為高電平，進而M0S管Ml導通，輸入電流流入開關電源主 電路，開關電源正常工作。
[0026] 如圖5所示，端口 F為開關電源主電路供電端口。二極管D1、二極管D2、二極管D3 和二極管D4組成整流電路，端口 F1通過電容C1與整流電路的上端連接，端口 F2與整流電 路的下端連接。端口 E為開關電源輸入電流控制裝置的供電端口，端口 E1連接變壓器TX2 副邊的上端口，端口 E2連接變壓器TX2副邊的下端口。變壓器TX2原邊的上端口通過電容 C5連接市電正極輸入端，變壓器TX2原邊的下端口連接市電負極輸入端。端口 G為開關電 源工作前狀態檢測裝置的供電端口，端口 G1連接變壓器TX3副邊的上端口，端口 G2連接變 壓器TX3副邊的下端口。變壓器TX3原邊的上端口通過電容C4連接市電正極輸入端，變壓 器TX3原邊的下端口連接市電負極輸入端。
[0027] 如圖6所示，開關電源待機狀態低功耗控制電路的四個裝置連接在一起并與開關 電源的主電路連接。開關電源輸入交流電電壓范圍是180V~230V。開關電源的輸出為直流 電，輸出電壓為50V，輸出電流為2A。當輸入交流電電壓為230V時，開關電源未加待機狀態 低功耗控制電路的待機功耗為0. 593W，開關電源加入待機狀態低功耗控制電路的待機功耗 為0. 113W。可見，加入待機狀態低功耗控制電路后，開關電源的待機功耗被明顯降低。
【權利要求】
1. 一種開關電源待機狀態低功耗控制電路，其特征在于，包括開關電源工作前狀態檢 測裝置、開關電源工作中狀態檢測裝置、開關電源輸入電流控制裝置和電路供電裝置； 所述開關電源主電路的輸出端連接所述開關電源工作前狀態檢測裝置的輸入端； 所述開關電源工作前狀態檢測裝置的輸出端連接所述開關電源輸入電流控制裝置的 輸入端； 所述開關電源工作中狀態檢測裝置的輸出端連接所述開關電源輸入電流控制裝置的 輸入端； 所述開關電源輸入電流控制裝置的輸出端連接所述開關電源的輸入端； 所述電路供電裝置的輸出端連接所述開關電源工作前狀態檢測裝置的供電端口并連 接所述開關電源輸入電流控制裝置的供電端口。
2. 根據權利要求1所述開關電源待機狀態低功耗控制電路，其特征在于，整流電路的 輸入端口是所述開關電源工作前狀態檢測裝置的輸入端口； 整流電路的輸出端連接變壓器原邊，變壓器副邊是所述開關電源工作前狀態檢測裝置 的輸出端口。
3. 根據權利要求1所述開關電源待機狀態低功耗控制電路，其特征在于，三級晶體管 放大電路的輸入端口是所述開關電源工作中狀態檢測裝置的輸入端口； 三級晶體管放大電路的輸出端連接光電耦合電路的輸入端，光電耦合電路的輸出端是 所述開關電源工作中狀態檢測裝置的輸出端口。
4. 根據權利要求1所述開關電源待機狀態低功耗控制電路，其特征在于，第一驅動MOS 管的漏極和源極是所述開關電源輸入電流控制裝置的輸入端口； 第一驅動MOS管的柵極連接第二驅動MOS管的漏極，第二驅動MOS管的柵極連接主開 關MOS管的柵極，主開關MOS管的柵極連接第一驅動MOS管的漏極； 主開關MOS管的漏極和源極串聯在開關電源主電路輸入回路中。
【文檔編號】H02M7/217GK203851053SQ201420249991
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】邵珠雷, 張元敏, 王紅玲 申請人:許昌學院