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CN111049384A - 用于控制面板的低功耗电力转换电路 - Google Patents

用于控制面板的低功耗电力转换电路 Download PDF

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CN111049384A
CN111049384A CN201911415992.3A CN201911415992A CN111049384A CN 111049384 A CN111049384 A CN 111049384A CN 201911415992 A CN201911415992 A CN 201911415992A CN 111049384 A CN111049384 A CN 111049384A
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CN
China
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direct current
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吴生红
江儒龙
孙顺根
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Shanghai Bright Power Semiconductor Co Ltd
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Shanghai Bright Power Semiconductor Co Ltd
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Abstract

一种用于控制面板的低功耗电力转换电路，包括一整流模块、一变压模块、一光耦合器及一控制芯片，该整流模块接收一交流电并输出一第一直流电力，该变压模块具有一输入侧及一输出侧，该变压模块接收该第一直流电力后降压转换而输出一第二直流电力给一负载，该光耦合器包括一接收侧以及一发射侧，该光耦合器从该接收侧取得该第二直流电力并从该发射侧输出一反馈信号，该控制芯片包括一漏极端、一电源端及一反馈端，该漏极端耦接该变压模块的该输入侧，该电源端耦接该变压模块的该输出侧，该反馈端耦接该光耦合器的该发射侧，以取得关联于该第二直流电力的该反馈信号，该控制芯片的一工作电流根据该反馈信号而调整，以降低该控制芯片的一待机功耗。

Description

用于控制面板的低功耗电力转换电路
技术领域
本发明有关一种电力转换电路，尤指一种用于控制面板的低功耗电力转换电路
背景技术
墙壁开关(In-wall switch)，又称控制面板，广泛且大量地存在于各种领域和装置。随着电器用品的需求发展以及居家智能化的趋势，智能控制面板已渐渐取代传统控制面板。
以智能控制面板来说，需要在面板中设置智能模块，以提供智能控制的功能。智能模块所需的电力则涉及了从市电的交流电转换为直流电的技术。习知电力转换电路例如美国专利公告第US 7,375,994号、第US 7,710,748号以及第US7,990,127号等。
传统的电力转换电路中，存在待机功耗高、动态特性差以及系统复杂等缺点，有待改进之必要。
发明内容
本发明的主要目的在于解决习知应用于控制面板的电力转换电路，存在待机功耗高、动态特性差以及系统复杂等问题。
为达上述目的，本发明提供一种用于控制面板的低功耗电力转换电路，其特征在于包括：一整流模块，接收一交流电并输出一第一直流电力；一变压模块，耦接至该整流模块，该变压模块具有一耦接至该第一直流电力的输入侧以及一输出侧，该变压模块接收该第一直流电力后降压转换而从该输出侧输出一第二直流电力给一负载；一光耦合器，耦接至该变压模块和该负载之间且包括一耦接至该第二直流电力的接收侧以及一发射侧，该光耦合器从该接收侧取得该第二直流电力并根据该第二直流电力从该发射侧输出一反馈信号；以及一控制芯片，包括一漏极端、一电源端以及一反馈端，该漏极端耦接该变压模块的该输入侧，该电源端耦接至该变压模块的该输出侧，该反馈端耦接至该光耦合器的该发射侧，以从该光耦合器取得关联于该第二直流电力的该反馈信号，该控制芯片的一工作电流根据该反馈信号而调整，以降低该控制芯片的一待机功耗。
在一实施例中，其特征在于该控制芯片还具有一采样端，该采样端经由一采样电阻取得该第二直流电力。
在一实施例中，其特征在于该变压模块的该输出侧并联连接有一电容。
在一实施例中，其特征在于，该第二直流电力的电压值介于2.5V至5V之间。
在一实施例中，其特征在于，该变压模块还包括至少一耦接至该输出侧的二极管，用以调整该第二直流电力。
在一实施例中，其特征在于，该变压模块的该输出侧包括一耦接至该负载的次级绕组以及一耦接至该控制芯片的该电源端的辅助绕组。
在一实施例中，其特征在于，该变压模块还包括一耦接至该次级绕组的第一二极管以及一耦接至该辅助绕组的第二二极管。
在一实施例中，其特征在于，该光耦合器的该接收侧包括一耦接至该变压模块的该输出侧和该负载之间的第一端以及一耦接至一参考地的第二端。
在一实施例中，其特征在于，该光耦合器的该第二端和该参考地之间耦接至该交流电。
在一实施例中，其特征在于，当该第二直流电力高于一预定值后，由该第二直流电力经由该电源端供电至该控制芯片。
承上所述，本发明利用该电源端耦接该变压模块的该输出侧和该负载之间，当刚启动或该第二直流电力较低时，将由系统中的JFET作为该控制芯片的供电来源；当启动一段时间或该第二直流电力较高于一定值时，将由该第二直流电力作为该控制芯片的供电来源，此可降低待机功耗；其次，该电力转换电路省去了传统上需要另外设置一给电至该控制芯片的交流转直流转换器或直流转直流转换器；此外，该控制芯片的该工作电流是根据该第二直流电力而调整，透过实时取得该第二直流电力的变化而调整该控制芯片的该工作电流，让该电力转换电路具备良好的动态特性，当该第二直流电力发生变化时，该控制芯片可以实时响应；利用该光耦合器的设置，实现了电源隔离下实时监测。
附图说明
图1为本发明一实施例的电路架构示意图。
图2为本发明另一实施例的电路架构示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：
本发明揭露一种低功耗电力转换电路，应用在一控制面板中，本文中所述两个或多个组件的耦接可以为组件和组件之间的直接电性连接，或者为组件和组件之间还有其他组件而形成的电性连接。请参阅图1，为本发明一实施例的电路架构示意图，包括一整流模块10、一变压模块20、一控制芯片30以及一光耦合器40。
该整流模块10包括一整流单元11以及一耦接至该整流单元11的输入电容12，该整流模块10如图1所示可以为一桥式整流器，该整流模块10接收一交流电AC并输出一第一直流电力DC1，该变压模块20耦接至该整流模块10，该变压模块20包括一变压单元21、一输出电容22、一第一二级管23以及一第二二级管24，该变压单元21包括一输入侧以及一输出侧，该输入侧具有一初级绕组21a，该输出侧包括一次级绕组21b以及一辅助绕组21c，该输出电容22并联连接该次级绕组21b，该第一二级管23串联连接于该次级绕组21b和该输出电容22之间，该第二二级管24串联连接于该辅助绕组21c，且该第二二级管24进一步串联连接一电阻25。该初级绕组21a接收该第一直流电力DC1后降压转换而从该输出电容22输出一第二直流电力DC2给一负载50，该第一二级管23和该第二二级管24可调节该输出侧的输出电压。
该控制芯片30包括一漏极端31、一电源端32、一反馈端33、一采样端34以及一接地端35，该漏极端31耦接该变压单元21的该输入侧，该电源端32和该辅助绕组21c以及该光耦合器40之间形成一共同节点N，藉此透过该光耦合器40耦接该变压单元21的该输出侧和该负载50之间，使得该控制芯片30可透过该第二直流电力DC2供电。该反馈端33耦接至该光耦合器40，而从该变压单元21的该输出侧和该负载50之间取得该第二直流电力DC2，该控制芯片30的一工作电流根据该第二直流电力DC2而调整，以降低该控制芯片30的一待机功耗。在本实施例中，该控制芯片30的该反馈端33和该接地端35之间并联连接有一电阻36和一电容37，该控制芯片30的该采样端34耦接有一采样电阻38，以采样该第二直流电力DC2，且该第二直流电力的电压值介于2.5V至5V之间。
该光耦合器40包括一接收侧40a以及一发射侧40b，该变压模块20和该负载50之间形成一第一节点N1，该接收侧40a包括一第一端401a和一第二端401a，该第一端401耦接该第一节点N1以接收该第二直流电力DC2，该第二端401a连接至一参考地，且该接收侧40a并联有一电阻41。该发射侧40b的一第一端401b耦接至该共同节点N，该发射侧40b的一第二端402b耦接至该反馈端33，该光耦合器40从该接收侧40a取得该第二直流电力DC2并根据该第二直流电力DC2从该发射侧40b输出一反馈信号给该反馈端33。在本实施例中，该光耦合器40的该发射侧40b进一步串联连接有一钳位二极管60和一电阻61。藉由该光耦合器40的设置，实现了电源隔离下实时监测。
请参阅图2，为本发明另一实施例的电路架构示意图，相较于图1的实施例，本实施例中，该光耦合器40的该接收侧40a的该第二端401a和该参考地之间形成一第二节点N2，该第二节点N2耦接回该交流电AC。
根据本发明一实施例，当启动时，会先由该控制面板的电路中的JFET供电给该控制芯片30，上电后，该第二直流电力DC2逐渐上升，一旦上升至一门坎值后，JFET将关断，而由该第二直流电力DC2供电给该控制芯片30，当过载或短路保护时，该第二直流电力DC2下降，而将切换为由JFET供电给该控制芯片30，此时，JFET的供电电压小于正常状态时的该第二直流电力DC2；当过载或短路保护解除时，该第二直流电力DC2上升，将切换为由该第二直流电力DC2供电给该恒压控制芯片20，并关断JFET供电，以减少待机功耗。根据本发明一实施例，该第二直流电力DC2介于3.3V至5.5V之间，本发明的低功耗电力转换电路的待机功耗可以低于1.5mW。
承上所述，本发明利用该电源端耦接该变压模块的该输出侧和该负载之间，当刚启动或该第二直流电力较低时，将由系统中的JFET作为该控制芯片的供电来源；当启动一段时间或该第二直流电力较高于一定值时，将由该第二直流电力作为该控制芯片的供电来源，此可降低待机功耗；其次，该电力转换电路省去了传统上需要另外设置一给电至该控制芯片的交流转直流转换器或直流转直流转换器；此外，该控制芯片的该工作电流是根据该第二直流电力而调整，透过实时取得该第二直流电力的变化而调整该控制芯片的该工作电流，让该电力转换电路具备良好的动态特性，当该第二直流电力发生变化时，该控制芯片可以实时响应；利用该光耦合器的设置，实现了电源隔离下实时监测。

Claims (10)

1.一种用于控制面板的低功耗电力转换电路，其特征在于，包括：
一整流模块，接收一交流电并输出一第一直流电力；
一变压模块，耦接至该整流模块，该变压模块具有一耦接至该第一直流电力的输入侧以及一输出侧，该变压模块接收该第一直流电力后降压转换而从该输出侧输出一第二直流电力给一负载；
一光耦合器，耦接至该变压模块和该负载之间且包括一耦接至该第二直流电力的接收侧以及一发射侧，该光耦合器从该接收侧取得该第二直流电力并根据该第二直流电力从该发射侧输出一反馈信号；以及
一控制芯片，包括一漏极端、一电源端以及一反馈端，该漏极端耦接该变压模块的该输入侧，该电源端耦接至该变压模块的该输出侧，该反馈端耦接至该光耦合器的该发射侧，以从该光耦合器取得关联于该第二直流电力的该反馈信号，该控制芯片的一工作电流根据该反馈信号而调整，以降低该控制芯片的一待机功耗。
2.如权利要求1所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该控制芯片还具有一采样端，该采样端经由一采样电阻取得该第二直流电力。
3.如权利要求1所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该变压模块的该输出侧并联连接有一电容。
4.如权利要求1所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该第二直流电力的电压值介于2.5V至5V之间。
5.如权利要求1所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该变压模块还包括至少一耦接至该输出侧的二极管，用以调整该第二直流电力。
6.如权利要求1所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该变压模块的该输出侧包括一耦接至该负载的次级绕组以及一耦接至该控制芯片的该电源端的辅助绕组。
7.如权利要求6所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该变压模块还包括一耦接至该次级绕组的第一二极管以及一耦接至该辅助绕组的第二二极管。
8.如权利要求7所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该光耦合器的该接收侧包括一耦接至该变压模块的该输出侧和该负载之间的第一端以及一耦接至一参考地的第二端。
9.如权利要求8所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，该光耦合器的该第二端和该参考地之间耦接至该交流电。
10.如权利要求1所述的低功耗电力转换电路，其特征在于，当该第二直流电力高于一预定值后，由该第二直流电力经由该电源端供电至该控制芯片。
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