CN102778849B - 开关机控制电路、电子设备及开关机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开关机控制电路，用于在包括主电源和待机电源的系统中，根据待机电源的工作模式控制主电源是否工作，其特征在于，包括连接在所述主电源和待机电源之间的控制模块，所述控制模块的检测端与所述待机电源工作电压的输出端连接；所述控制模块检测待机电源的输出功率，根据所述输出功率判断待机电源的工作状态，并根据所述工作状态输出相应的控制信号至主电源以开启或关闭所述主电源。还公开一种使用该开关机控制电路的电子设备及一种开关机方法。上述开关机控制电路、电子设备及开关机方法成本较低。

Description

开关机控制电路、电子设备及开关机控制方法

技术领域

本发明涉及电子设备的待机控制技术，特别是涉及一种开关机控制电路、一种使用该开关机控制电路的电子设备以及一种开关机控制方法。

背景技术

在诸多电子设备中，都提供待机模式，与此相适应地，电子设备的电源系统都同时配备主电源和待机（或系统）电源。如图1所示，是一种传统的电源系统的模块结构图。该电源系统包括主电源1和待机电源2，主电源1和待机电源2的电源分别由交流输入经过整流和滤波得到。

在电子设备处于正常工作状态下时，待机电源2处于正常工作模式，其为主电源1提供工作电压，使主电源1能够处于工作状态，从而为各种负载提供正常工作所需电压。在电子设备处于待机状态下时，待机电源2转为待机模式，其将主电源1的工作电压切断，并且只为必要的负载提供所需的电压。

其中待机电源2的模式转换是自动进行的，而待机电源2为主电源1提供的工作电压是否切断是通过外部控制信号对控制器件（如图1所示，通常为一个光耦器件）进行控制来实现的。外部控制信号通常来自电子设备主板上的控制电路。

因此，传统的电子设备中需要设计主板到电源系统的控制线路，并且需要增设光耦等成本较高的控制器件，使得整个电子设备的成本相对较高。

发明内容

基于此，有必要提供一种低成本的开关机控制电路。

此外，还提供一种低成本的电子设备。

以及，一种低成本的开关机控制方法。

一种开关机控制电路，用于在包括主电源和待机电源的系统中，根据待机电源的工作模式控制主电源是否工作，包括连接在所述主电源和待机电源之间的控制模块，所述控制模块的检测端与所述待机电源工作电压的输出端连接；所述控制模块检测待机电源的输出功率，根据所述输出功率判断待机电源的工作状态，并根据所述工作状态输出相应的控制信号至主电源以开启或关闭所述主电源。

在其中一个实施例中，所述控制模块：

包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻未与第二电阻连接的一端作为所述检测端，所述第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；

还包括与所述第二电阻并联的第一电容；

还包括第一开关管，所述第一开关管的控制端通过第三电阻连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，所述第一开关管的输入端作为所述控制模块的输出端，所述第一开关管的输出端接地。

在其中一个实施例中，所述控制模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻未与第二电阻连接的一端连接，所述第一二极管的阳极作为所述检测端。

在其中一个实施例中，所述第一开关管为三极管或场效应管。

在其中一个实施例中，所述控制模块：

包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻未与第二电阻连接的一端作为所述检测端，所述第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；

还包括与所述第二电阻并联的第一电容；

还包括比较器件，所述比较器件的一个输入端通过第三电阻连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，另一个输入端输入基准电压，所述比较器件的输出端作为整个控制模块的输出端。

在其中一个实施例中，所述比较器件为电压比较器或运算放大器。

在其中一个实施例中，还包括开关模块，所述开关模块包括第四电阻和第二开关管，所述第二开关管的输入端与第四电阻一端连接，所述第四电阻的另一端作为所述开关模块的输入端，所述第二开关管的控制端作为所述开关模块的控制端与所述控制模块的输出端连接，所述第二开关管的输出端作为所述开关模块的输出端。

在其中一个实施例中，所述开关模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第四电阻未与第二电阻连接的一端连接，所述第一二极管的阳极作为所述检测端。

一种电子设备，包括主电源、待机电源以及上述的开关机控制电路。

一种开关机控制方法，用于在包括主电源和待机电源的系统中，根据待机电源的工作模式控制主电源是否工作，包括如下步骤：检测所述待机电源的输出功率；根据所述输出功率判断待机电源的工作状态；根据所述待机电源的工作状态输出控制信号至主电源，以开启或关闭所述主电源。

上述实施例的开关机控制电路及方法通过检测待机电源的功率即可判断所处的工作模式，从而实现自动开启或关闭主电源。使用该开关机控制电路的电子设备不需要设计控制电路及相应的线路，可以降低电子设备的成本。

进一步地，功率检测及开关控制可以仅使用简单的基本器件就可以实现，因此电路结构简单，成本较低。

附图说明

图1为一种传统的电源系统的模块结构图；

图2为本发明电子设备优选实施例的内部模块结构图；

图3为图2所示本发明电子设备中一实施例的开关机控制电路原理图；

图4为图2所示本发明电子设备中另一实施例的开关机控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。

一实施例的开关机控制方法，用于在包括主电源和待机电源的系统中，根据待机电源的工作模式控制主电源是否工作，包括如下步骤。

S101：检测待机电源的输出功率。

S102：根据待机电源的输出功率判断待机电源的工作状态。待机电源在不同的工作模式下，会有不同的输出功率。根据检测到的功率即可判定待机电源当前的工作状态。

S103：根据所述待机电源的工作状态输出控制信号至主电源，以开启或关闭所述主电源。

上述方法，通过检测待机电源的输出功率，可以自动判别待机电源的工作模式，进而控制主电源开启或关闭。不需要利用电子设备中主板上的额外电路来提供控制信号，可以简化电路设计。

基于上述方法，提供下述各种实施例的开关机控制电路。

如图2所示，是本发明电子设备优选实施例的内部模块结构图。该电子设备包括主电源10和待机电源20。交流电AC经过整流和滤波后分别提供给主电源10和待机电源20进行电压变换并输出给不同的负载。其中主电源10输出电压给系统负载，待机电源20提供电子设备待机状态下所必须的电压。本实施例的开关机控制电路30则根据待机电源20所处的工作模式控制待机电源20输出使能控制信号至主电源10，以实现自动开启或关闭主电源10。

在电子设备待机和正常工作时，待机电源20分别处于两种工作模式：待机模式和正常工作模式。待机模式下，待机电源20仅提供必要负载的电源供给，其输出的功率较小。在使用开关电源的电子设备中，表现为PWM（Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制）信号的占空比较小，且脉冲周期工作在跳周期模式。在正常工作模式下，待机电源20需要为主电源10提供工作电压，此时待机电源20的输出功率较大。在使用开关电源的电子设备中，表现为PWM信号的占空比较大，且脉冲周期工作在连续模式。

本实施例的开关机控制电路30即通过检测待机电源20输出的功率来检测待机电源20所处的工作模式，进而决定输出何种控制信号至主电源10，从而开启或关闭主电源10。

具体地，如图3所示，开关机控制电路30包括控制模块100及周围器件。结合图2，控制模块100的检测端101与待机电源20工作电压的输出端连接，输出端102输出控制信号至主电源10的控制端。一般地，主电源10可能采用电源管理芯片，该控制端可以是电源管理芯片的使能脚。控制模块100检测待机电源20的输出功率，根据所述输出功率判断待机电源20的工作状态，并根据所述工作状态输出相应的控制信号至主电源10以开启或关闭所述主电源。

本实施例中，控制模块100包括第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1以及第一开关管Q1。

第一二极管D1、第一电阻R1和第二电阻R2依次串接。其中第一二极管D1的阴极与第一电阻R1连接、阳极作为检测端101；第二电阻R2未与第一电阻R1连接的一端接地。

第一电容C1与第二电阻R2并联。

第一开关管Q1的控制端通过第三电阻R3连接至第一电阻R1和第二电阻R2的公共端，第一开关管Q1的输入端作为控制模块100的输出端102与主电源10的控制端连接，第一开关管Q1的输出端接地。本实施例中，第一开关管Q1采用NPN型三极管，其中该NPN型三极管的基极作为第一开关管Q1的控制端、集电极作为第一开关管Q1的输入端、发射极作为第一开关管Q1的输出端。可以理解，第一开关管Q1的输入端也可以通过上拉电阻R5将控制信号输出，也即上拉电阻R5未与第一开关管Q1的输入端连接的一端作为所述输出端102。

在另一实施例中，如图4所示，在前述实施例的基础上增加开关模块200。开关模块200包括第二二极管D2、第四电阻R4和第二开关管Q2。第二开关管Q2的输入端依次与第四电阻R4、第二二极管D2连接，其中第二二极管D2的阴极与第四电阻R4连接、阳极作为开关模块200的输入端201。第二开关管Q2的控制端作为开关模块200的控制端203与控制模块100的输出端102连接。第二开关管Q2的输出端作为开关模块200的输出端202。本实施例中，第二开关管Q2采用PNP型三极管，其中该PNP型三极管的基极作为第二开关管Q2的控制端、集电极作为第二开关管Q2的输出端、发射极作为第二开关管Q2的输入端。

在优选的实施例中，还可以在第二二极管D2的阴极与地之间，以及开关模块200的输出端202与地之间增设滤波电容（图未示）。

以下根据上述电路的具体结构，并结合图2和图4说明开关机控制原理。

当电子设备处于正常工作模式时，待机电源20输出的功率较大，在第一电容C1上形成的电压较大，其足以开启第一开关管Q1使其导通，从而第二开关管Q2导通，在待机电压20输出的工作电压即可传输至主电源10，使主电源10开启并正常工作。

当电子设备处于待机模式时，待机电源20输出的功率较小，在第一电容C1上形成的电压较小，其不足以开启第一开关管Q1使其导通，从而第二开关管Q2截止，则主电源10得不到工作电压，无法工作。

在第一电容C1上形成的电压大小还可以通过第一电阻R1和第二电阻R2的阻值的比值来确定，通过调节该阻值的比值，可使控制模块100正确检测待机电源20的工作模式。

结合图2和图3，在没有开关模块200时，第一开关管Q1的输入端连接至主电源10的控制端。可以理解，待机电源20的工作状态的变化引起的输出功率的变化，导致第一开关管Q1的截止或导通与上述实施例一致，第一开关管Q1输入端的电压变化即可以用于开启或关闭主电源10。

上述实施例的开关机控制电路仅使用简单的基本器件就可以实现自动启动和关闭主电源，电路结构简单，成本较低。同时，使用该开关机控制电路的电子设备也不需要设计控制电路及相应的线路，也可以降低电子设备的成本。

上述实施例中，第一二极管D1和第二二极管D2是防反器件，用于防止电流反向流动。在其他实施例中，第一二极管D1和第二二极管D2也可以省略。

另外，第一开关管Q1也可以使用场效应管、电压比较器或者运算放大器代替。其中电压比较器或者运算放大器要设置相应的参考电压，以进行比较判断。第二开关管Q2也可以使用场效应管代替。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种开关机控制电路，用于在包括主电源和待机电源的系统中，根据待机电源的工作模式控制主电源是否工作，在系统待机和正常工作时，待机电源分别处于两种工作模式：待机模式和正常工作模式；交流电经过整流和滤波后分别提供给主电源和待机电源进行电压变换并输出给不同的负载，其中主电源输出电压给系统负载，待机电源提供电子设备待机状态下所必须的电压，其特征在于，包括连接在所述主电源和待机电源之间的控制模块，所述控制模块的检测端与所述待机电源工作电压的输出端连接；所述控制模块检测待机电源的输出功率，根据所述输出功率判断待机电源的工作状态，并根据所述工作状态输出相应的控制信号至主电源以开启或关闭所述主电源；

所述控制模块：

包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻未与第二电阻连接的一端作为所述检测端，所述第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；

还包括与所述第二电阻并联的第一电容；

还包括第一开关管，所述第一开关管的控制端通过第三电阻连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，所述第一开关管的输入端作为所述控制模块的输出端，所述第一开关管的输出端接地；

所述控制模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻未与第二电阻连接的一端连接，所述第一二极管的阳极作为所述检测端。

2.根据权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，所述第一开关管为三极管或场效应管。

3.根据权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，所述控制模块：

包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻未与第二电阻连接的一端作为所述检测端，所述第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；

还包括与所述第二电阻并联的第一电容；

还包括比较器件，所述比较器件的一个输入端通过第三电阻连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，另一个输入端输入基准电压，所述比较器件的输出端作为整个控制模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的开关机控制电路，其特征在于，所述比较器件为电压比较器或运算放大器。

5.根据权利要求1所述的开关机控制电路，其特征在于，还包括开关模块，所述开关模块包括第四电阻和第二开关管，所述第二开关管的输入端与第四电阻一端连接，所述第四电阻的另一端作为所述开关模块的输入端，所述第二开关管的控制端作为所述开关模块的控制端与所述控制模块的输出端连接，所述第二开关管的输出端输出控制信号至主电源。

6.根据权利要求5所述的开关机控制电路，其特征在于，所述开关模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第四电阻未与第二开关管连接的一端连接，所述第一二极管的阳极作为所述检测端。

7.一种电子设备，其特征在于，包括主电源、待机电源以及如权利要求1～6任一项所述的开关机控制电路。

8.一种开关机控制方法，用于在包括主电源和待机电源的系统中，根据待机电源的工作模式控制主电源是否工作，在系统待机和正常工作时，待机电源分别处于两种工作模式：待机模式和正常工作模式；交流电经过整流和滤波后分别提供给主电源和待机电源进行电压变换并输出给不同的负载，其中主电源输出电压给系统负载，待机电源提供电子设备待机状态下所必须的电压，包括如下步骤：

检测所述待机电源的输出功率；

根据所述输出功率判断待机电源的工作状态；

根据所述待机电源的工作状态输出控制信号至主电源，以开启或关闭所述主电源。