控制待机功率的系统和方法 【技术领域】
本发明通常涉及一个系统的功率消耗控制，尤其涉及具有用于节能的待机方式的系统的功率消耗控制。背景技术
图5是一个图解说明常规电源控制装置的方框图。图1中的整个系统100包括一个常规电源控制装置，它通过电源单元102给负载104提供电源。如图1所示，在整个系统100中，电源单元102将交流(AC)电源转换成直流(DC)电源，并且给常规系统100的负载104提供直流(DC)电源。
电源单元102是一种开关式电源(SMPS)，而且正常的交流电源输入到电源单元102。通过齐纳二极管114的工作，电源单元102的输出电压电平被控制在12直流电压。因为齐纳二极管114的额定电压是12伏，所以如果齐纳二极管的两端电压超过12伏，就反馈一个电压给控制单元110。通过观察输出电压电平，如果发现电源单元102的输出电压超过12伏，反馈控制单元110将停止电源单元102的工作。
通过观察输出电压电平，如果发现电源单元102的输出电压超过12伏，恒压单元106就降低从电源单元102输出的12伏直流电压，反馈控制单元110将停止电源单元102的工作。
恒压单元106降低从电源单元102输出的12伏直流电压到5伏直流电压，并且将5伏直流电压提供给控制单元108。从恒压单元106输出的5伏直流电压是控制单元108的工作电压。恒压单元106是一种电压调节器，并且通过消耗与输入电压与额定输出电压之间差值相对应地热量，来获得具有所期望电平的输出电压，因此就消除了这个差值。
交流电源检测单元112监视输入到电源单元102的交流电源是否正常，而且提供观测结果给控制单元108。交流电源检测单元112通过交流电源的零点检测来确定输入的交流电源是否正常。另外，因为交流电源的周期是常数，所以负载104的电机旋转速度和电机驱动部件等可以通过零点检测来精密地控制。
图2A到2D是图解说明常规系统100的部分电特性的波形图，即，如图1所示的结点N1到N4的电压。在结点N1，电源单元102的输出电压总是保持在12伏，如图2A所示。在结点N2，恒压单元106的输出电压总是保持在5伏，如图2B所示。在结点N3，交流电源以如图2C中所示的波形的形式输入到交流电源检测单元112。在结点N4，在电源单元102内产生的如2D所示的脉冲信号决定了在结点N1的输出电压的数值。
在图2A到2D中，ta和tb分别表示系统100的工作停止周期的开始时刻和工作重新启动的开始时刻。如果系统100工作，控制单元108就必须被激活。依据所需数据的接收，系统100在tb时刻重新启动。
然而，根据已有技术，当系统100不工作时，12伏的电压连续地提供给恒压单元106，而交流电源连续地提供给交流电源检测单元112。因此，在恒压单元106中，不必要的功率消耗发生在12伏到5伏下降的过程中，而且产生大量的热，所以常规系统100的性能恶化。另外，不必要的功率消耗发生在交流电源检测单元112中，更进一步促使系统的低效率。发明内容
所以，本发明针对已有技术中存在的问题，并且本发明的目的是提供一种控制待机功率的系统和方法，其中当系统转换到待机方式时，电源单元的输出电压降到控制单元的最低工作电压电平，并且切断提供给交流电源检测单元的交流电源。
本发明的其它目的和优点将在下面的描述里部分地阐述，而且通过本发明的实际应用，从描述中将能够更清楚地认识到这些优点。
为了达到上述及其他的目的，本发明提供一种用于控制待机功率的装置，它包括能够控制整个系统工作的控制单元；将交流电压转换成为直流电压，并且输出该直流电压给负载的电源单元；降低电源单元的直流输出电压，并且将降低的输出电压提供给控制单元的恒压单元；以及待机功率产生单元，如果系统转换到待机方式，它将电源单元的直流输出电压从第一电压值降低到低于第一值的第二电压值。
为了达到上述及其他目的，本发明提供一种在系统中控制待机功率的方法，该系统具有控制整个系统工作的控制单元，将交流电压转换成为第一直流电压的电源单元，以及将第一直流电压降低到第二直流电压的恒压单元，其中该方法包括步骤：如果该系统工作停止就计算系统的工作停止时间；以及如果系统的工作停止时间超过预置的参考时间，就将工作方式转换成为待机方式并且将第一直流电压降低到第二直流电压的数值。附图说明
从下面参照附图的详细描述中，本发明的上述及其他目的、特点和优点将变得更清楚，其中：
图1是图解说明常规电源控制装置的方框图；
图2A到2D分别是显示在图1中的结点N1到N4的电压波形图；
图3是根据本发明实施例的用于控制待机功率的装置的方框图；
图4A是图解说明图3所示待机功率控制装置的待机功率产生单元的电路图；
图4B是图解说明图3所示待机功率控制装置的切断电源单元的电路图；
图5A到5F分别是显示在图3中结点N5到N10的电压波形图；
图6是图解说明图3所示待机功率控制装置的工作流程图。具体实施方式
现在将详细地介绍本发明实施例的参考例子，其中参照附图举例说明，在此同样的元件使用同样的参考编号。
参考图3到图6，将描述根据本发明优选实施例的用来控制待机功率的装置和方法如下。
图3是根据本发明实施例的用于控制待机功率的装置的方框图。如图3所示，在包括本发明待机功率控制装置的整个系统300中，在系统300处于待机方式时，通过利用待机功率产生单元316降低电源单元302的输出电压N7，以及在交流电源检测单元312中，通过利用切断电源单元318来切断提供给交流电源检测单元312的电源，来降低在恒压单元306中的不必要的功率消耗，。
如果系统300的工作停止时间超过预置参考时间，同时电源是接通时，本发明的系统300就转换到待机方式，负载304不工作。在待机方式时，系统300的全部组成部件除控制单元308、待机功率产生单元316和切断电源单元318之外都不激活。在待机方式中，如果有外部输入出现，激活的控制单元308就产生一个控制信号以驱动负载304。
系统300的电源单元302将交流电源转换成为直流电压，并且提供直流电压给负载304。开关式电源(SMPS)被用作电源单元302，而且常规的交流电源输入到电源单元302。在系统300的正常工作方式下，电源单元102的输出电压通过齐纳二极管314(它的额定值反向击穿电压是12伏)和反馈控制单元310的操作被限制在直流12伏。因为齐纳二极管314的额定电压是12伏，所以如果在结点N7输出电压超过12伏就有一个电压输入到反馈控制单元310。通过观察输出电压电平，如果发现电源单元302的输出电压超过12伏，反馈控制单元310就停止电源单元302的工作。与正常工作方式不同，在系统300的待机方式时，控制单元308控制待机功率产生单元316以便电源单元302的输出电压被限制在5伏，即，控制单元308的工作电压。
恒压单元306将从电源单元302输出的12伏直流电压降低到5伏直流电压，并且将5伏直流电压提供给控制单元308。从控制单元308输出的5伏直流电压是控制单元308的工作电压。恒压单元306是一种电压调节器，并且通过耗散与输入电压和额定输出电压之间的差值相对应的热量来获得具有所期望的电平的输出电压，因而消除该差值。在本发明的系统300工作于待机方式时，恒压单元306的输入电压是5伏，因此不存在剩余的电压，就是说在恒压单元306中不存在作为热量消耗的电压。因此，在本发明待机方式中，不存在由恒压单元306的工作所引起的热量。
交流电源检测单元312监视正常的交流电源是否输入到电源单元302，而且提供该观察结果给控制单元308。交流电源检测单元312利用交流电源的零点检测来确定输入的交流电源信号是否不正常。另外，因为交流电源的周期是常数，所以负载304的电机转动速度和电机驱动部件等可以通过零点检测精密地控制。系统300转换到待机方式时，控制单元308驱动切断电源单元318致使提供给交流电源检测单元312的电源被切断。
图4A是图解说明图3中待机功率控制装置的待机功率产生单元316的电路图。如图4A所示，晶体管404导通与关断之间的切换是通过结点N5的待机功率控制信号来控制的，该控制信号是从控制单元308输出的。当系统300处于正常工作方式时，结点N5的待机功率控制信号是低电平，因此晶体管404处于关断。当晶体管404处于关断时，齐纳二极管402不导通，所以电源单元302的输出电压在结点N7保持在直流12伏。相反，系统300处于待机方式时，待机功率控制信号在结点N5是高电平，因此晶体管404导通。当晶体管404导通时，额定电压是5伏齐纳二极管402导通，因此在电源单元302的结点N7的输出电被限制在5伏直流。5伏直流电提供给反馈控制单元310。反馈控制单元310监视电源单元302的输出电压，并且关断晶体管404，而在结点N5建立为导通晶体管404所必需的最小电压。
图4B是图解说明图3所示待机功率控制装置的切断电源单元318的电路图。如图4B所示，在连接交流电源检测单元312和交流电源的交流电源传输线320上安装了光敏双向三端晶闸管462。发光二极管452被使用作为光发射装置来驱动晶闸管462。当系统300处于正常工作方式时，在结点N2的切断电源控制信号是高电平，因此晶体管454导通。当晶体管454导通时，发光二极管452导电并且发光，光被传输给晶闸管462，从而晶闸管462导通。当晶闸管462处于导通时，交流电源就提供给交流电源检测单元312。相反，当系统300处于待机方式时，在结点N6处切断电源控制信号是低电平，因此晶体管454关断。当晶体管454关断时，发光二极管452不导通并且不发光，从而晶闸管462关断。当晶闸管462关断时，没有交流电源提供给交流电源检测单元312。电容器460滤除在结点N6的切断电源控制信号。电阻456和458限制了晶体管454的基极电流并且在结点N6建立晶体管454导通所必需的最小电压。连接在发光二极管452与电压电源Vcc之间的电阻453限制通过发光二极管452的电流。
图5A到5F图解说明图3的待机功率控制装置的部分电特性波形图，即，图3中示出了在结点N5到N10处，在正常工作方式与待机方式之间的电压变化。如图5A到5F所示，当系统300处于正常工作方式时，从控制单元308输出的，在结点N5的待机功率控制信号与在结点N6的切断电源控制信号在时间t1以前分别是低电平(L)和高电平(H)。在正常工作方式下，如果在系统300停止工作之后预置时间t消逝，即，t1到t2的间隔过去，系统300在时间t2转换到待机方式。
当系统300切换到待机工作方式时(时间t2)，从控制单元308输出的，在结点N5的待机功率控制信号与在结点N6的切断电源控制信号分别变成低电平(L)和高电平(H)。当待机功率控制信号在结点N5变成高电平时，通过待机功率产生单元316的驱动，电源单元302在结点N7的输出电压从直流12伏下降到直流5伏。在结点N8的由恒压单元306提供给控制单元308的电压总是保持在5伏，与系统300的工作方式(正常运行或待机方式)无关。
在结点N9的交流电源是从切断电源单元318提供给交流电源检测单元312的。当系统300处于正常工作方式时，正常的交流电源是由切断电源单元318提供给交流电源检测单元312的。然而，系统300转换到待机方式时，通过切断电源单元318的终止工作不再提供交流电源给交流电源检测单元312。当系统300再从待机方式切换到正常工作方式时(时间t3)，则提供交流电源给交流电源检测单元312。
在电源单元302中，产生在结点N10的脉冲信号。当系统300转换到待机方式时，脉冲信号的脉冲宽度变窄，所以在结点N7的输出电压保持在直流5伏。此后，当系统300再从待机方式转换到正常工作方式时，在结点N10的脉冲信号的脉冲宽度变宽，因此输出电压N7的大小再保持在直流12伏。
如图5所示，当系统300转换到待机方式时，在结点N7处的电源单元302的输出电压从直流12伏下降到直流5伏，而且经过传输线320提供给交流电源检测单元312的交流电源被切断，所以没有交流电源提供给交流电源检测单元312。因此，在恒压单元306与交流电源检测单元312中不存在电功率的消耗。
图6是说明图3中待机功率控制装置的操作的流程图。如图6所示，在操作步骤S604，系统300的工作停止，而在操作步骤S602，系统300工作，系统300的工作停止时间是在操作步骤S606计算的。
此后，在操作步骤S608确定系统300的工作停止时间是否超过预置的参考时间t。作为在操作步骤S608确定的结果，如果系统300的工作停止时间超过预置参考时间t，通过在操作S610的待机功率产生单元316的操作，在结点N7处电源单元302的输出电压从12伏下降到5伏。因此，提供给恒压单元306的电源功率减少。另外，通过在操作步骤S612，驱动切断电源单元318，以切断提供给交流电源检测单元312的电源，也减少了不必要的功率消耗。同时，当系统300转换到待机方式时，在操作步骤S614待机方式起始。在这种情况下，系统300的全部组成部分除控制单元308、待机功率产生单元316和切断电源单元318之外都不激活。
此后，在操作步骤S616，确定系统300是否重新启动。作为在操作步骤S616确定的结果，在待机方式中出现外部输入时，在操作步骤S618，系统300切换到正常工作方式，而且系统300全部组成部分都被激活。此后，在操作步骤S620，系统300重新设置与待机方式有关的数据，然后在操作步骤S620，根据外部输入执行相应的操作。
因此，本发明的待机功率控制装置和方法，在系统300切换到待机方式以便节约电源能量时，通过将电源单元302的输出电压降低到控制单元308的工作电压，降低了在恒压单元306中的不必要的功率消耗以及热量的产生。
另外，本发明的控制装置与方法抑制了待机方式中不必要的能量消耗，这是通过切断提供给交流电源检测单元的交流电源以至于监视交流电源是否正常来实现的。
虽然已经显示和描述了本发明的几个实施例，但是可以想到那些技术上熟练的人们在不违背本发明原则与精神的情况下，能够在这些实施例中做一些改变，本发明的保护范围是由权利要求和它们的等同条件限定的。