一種電器待機啟動裝置及電視機與電腦電源的制作方法
【專利摘要】一種電器待機啟動裝置及電視機與電腦電源，其特征在于，包含第一低壓直流電源(E1)，第二低壓直流電源(E2)，控制處理單元(U4)，啟動回路(E4)，強電通斷電子開關(K1)，強電通斷控制單元。電器啟動裝置能使整個電視、電腦等電器系統(tǒng)的待機交流總功耗為零，完全實現(xiàn)電器與交流強電的隔離，在實現(xiàn)待機零功耗、低碳環(huán)保的同時延長了電器壽命、確保了電器系統(tǒng)的安全。
【專利說明】一種電器待機啟動裝置及電視機與電腦電源

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電器待機【技術領域】，特別涉及一種電器待機啟動裝置以及采用所述電 器待機啟動裝置的電視機與電腦電源。

【背景技術】
[0002] 在目前的電器如電視產品中一般都設置有待機電路，主要目的是當電器處于待 機狀態(tài)時能夠接受接收開機啟動指令，實現(xiàn)方便的電器啟動。這樣在電器待機狀態(tài)時，就 會產生電器的待機功耗，而且這些電器還帶有一些附屬設備，它們也會產生待機功耗，如電 視機帶的機頂盒與音響，電腦帶的打印機與顯示器。國際能源署的統(tǒng)計顯示，待機能耗約 占家庭用電量的3% -13%，我國有關統(tǒng)計機構的調查數(shù)據(jù)也顯示，家電的待機能耗已占 到家庭用電量的10%，是名副其實的"電老虎"?，F(xiàn)已有節(jié)能插座解決這個問題，如申請?zhí)?為200710191292. 1電視智能化電源管理器，200920176576. 8 -種智能安全節(jié)能的待機自 動斷電裝置。但是目前社會宣傳還不能使普通百姓對電器待機能耗的嚴重性產生足夠的認 識，加上節(jié)能插座作為一個獨立的產品需要用戶付出一定的額外購置成本，導致節(jié)能插座 的使用比例很少。同時，這些裝置還存在一些其它不足，如結構復雜、成本高、本身還存在一 定的待機能耗。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明是對申請?zhí)枮?00920176576. 8 -種智能安全節(jié)能的待機自動斷電裝置的 改進，提出一種本身待機功耗為零的電器遙控啟動裝置。采用的技術總方案是：首先，按照 耗電的特點，將待機啟動裝置的組成單元與供電依賴關系進行調整與優(yōu)化，使得調整與優(yōu) 化后的待機耗電單元減少，在本方案中調整后只有啟動回路處在待機耗電的位置，其它電 路單元的供電依次受前級單元的控制，在待機時不耗電或僅從儲能元件獲取微弱的非在線 交流電能；第二關鍵點，將處在待機耗電位置的啟動回路的耗電大大減少。優(yōu)化后的供電 關系是：啟動回路（E4)控制第一低壓直流電源（E1)的供電，第一低壓直流電源（E1)控制 第二低壓直流電源（E2)的供電，第二低壓直流電源（E2)提供控制處理單元（U4)與被控電 器的供電?？刂铺幚韱卧║4)的輸出端連接第一低壓直流電源（E1)的控制端，控制處理 單元（U4)的輸入端連接電器的工作狀態(tài)信號端，控制處理單元（U4)依據(jù)電器的工作狀態(tài) 信號輸出維持或關斷第一低壓直流電源（E1)的控制輸出信號。在供電依賴關系確定后，減 少待機功耗的成效完全決定于啟動回路的功耗，本發(fā)明提出了一種低待機功耗的紅外遙控 啟動回路與無待機功耗的手動啟動回路。其中，手動啟動回路的常開按鈕待機時未接通、耗 電為零，紅外遙控啟動回路用電池或電容供電，只有很微小的紅外接收管反向暗電流低于 0. 1 μ A通過，控制處理單元（U4)選用待機功耗電流小于0. 3 μ A的單片機，相當于5伏100 毫安時的小電池可以待機250000小時，折合10416天，折合28年多，5伏100毫安時的電 能量是萬分之五度電。獲得的積極有益效果是：所述裝置的待機交流功耗為零，總功耗幾乎 為零。
[0004] 進一步，將控制電器強電電源通斷的電器待機啟動裝置內置于電器機殼內部，電 器自身電源主板與控制主板密切融合，這樣可以減化裝置結構、減少元器件、節(jié)省成本，例 如第二低壓直流電源（E2)供電直接來源于被控電器電源板的低壓直流，監(jiān)測被控電器的 工作狀況信號直接與其主控板的相關引腳相連，省去第二低壓直流電源（E2)與檢測被控 電器工作狀況的元器件。
[0005] 同時，還在電器機殼外部增設一到多個的受控強電電源輸出插孔用于向電器外部 的附屬設備供電，當關閉電器的強電電源時這些受控插座也一同被關斷，如電視機附屬的 機頂盒，電腦附屬的顯示器、打印機等。這樣，人們在唾手可得的條件下就會自然地使用它， 獲得低功耗電器待機啟動裝置帶來的益處，使低功耗電器待機啟動裝置取得更好的推廣效 果、獲得更好的推廣社會效益。
[0006] 下面進一步說明本發(fā)明所述電器待機啟動裝置的技術方案實現(xiàn)細節(jié)：
[0007] 提供多種零待機功耗或微待機功耗的啟動回路，根據(jù)不同類型的電器選用不同類 型的啟動回路。例如電腦不需要遙控啟動，可只設置手動啟動回路；電視機和柜式空調可以 設置手動啟動回路與紅外遙控啟動；壁掛式空調機，只需設置遙控啟動回路。其中（1)、手 動啟動回路包括常開按鈕與相串聯(lián)的限流電阻，接入市電強電電源輸入相線（L)與 單向可控硅（D2)的控制極之間，在待機時是斷開的、無功耗；（2)、紅外遙控啟動回路為紅 外接收管與電阻串聯(lián)接入低壓直流電源中，待機時紅外接收管的暗電流低于〇. 1 μ A，可選 用NEC的8位單片機78K0KX2-L作為紅外信號解碼處理，單片機78K0KX2-L的待機功耗電 流可低達0. 3 μ A，以5伏電源計算，紅外遙控啟動回路低于2微瓦。這樣所獲得的積極效果 是：不需要遙控啟動的電器如電腦真正做到零功耗待機。
[0008] 設置獨立的兩套低壓直流電源，其中為強電通斷電子開關提供低壓直流電源的第 一低壓直流電源（Ε1)在待機時無電源輸出所以無功耗，第二低壓直流電源（Ε2)在待機時 只提供紅外遙控啟動回路的能耗，當啟動電器后第二低壓直流電源（Ε2)由被控電器的低 壓直流電源提供。
[0009] 強電通斷控制單元的執(zhí)行元件為常開電磁繼電器，待機時無功耗，可以徹底關斷 被控強電回路，但是開通與維持的控制電流是單向可控硅（D2)的控制極電流，低于1 μ Α。
[0010] 待機時，控制處理單元（U4)處于功耗電流可低達0. 3μ Α的睡眠狀態(tài)，當被控電器 啟動后，電源板輸出的低壓直流電源才會喚醒控制處理單元進入工作狀態(tài)。
[0011] 基于以上電器待機啟動的技術方案，本發(fā)明提出了一種采用電容提供待機能耗的 電視機，包括機殼，機殼上有市電電源輸入插座，機殼內有電源板（U1)、主控板（U3)，電源 板（U1)上有市電強電電源輸入相線（L)、待機時的5伏直流電源輸出接點（5VSB)，主控板 (U3)上有表示工作狀態(tài)的信號接點（PS-ΟΝ)與紅外遙控信號輸入接點（IR);
[0012] 所述電視還有如上所述的電器待機啟動裝置，電器待機啟動裝置的強電電源受控 輸出相線（L0)連接電視電源板的市電強電電源輸入相線（L)，電視機的機殼后部還有一到 多個輔助強電電源被控輸出插座（U7、U8);運行過程中，通過多個輸入端口獲取電視機電 源板（U1)與電視機主控板（U3)上的狀態(tài)的信號，當發(fā)現(xiàn)電視機處于待機時，第一輸出端口 (01)輸出低電平斷開常開繼電器（K1)同時控制處理單元（U4)即刻進入低功耗運行模式， 切斷強電電源受控輸出相線（L0)的電源，電視電源板的市電強電電源輸入相線（L)與機殼 后部的輔助強電電源被控輸出插座（U7、U8)的電源被切斷，電視機及附屬設備的待機功耗 被消除，只有2微瓦的微小電容能量消耗。
[0013] 基于以上電器待機啟動的技術方案，本發(fā)明還提出了一種基于以上電器待機啟 動裝置的電腦電源，可以替代目前通用的ATX電腦電源，替換后使得整臺電腦成為無休眠 (Hibernation)與關機（Shutdown)功耗的電腦，同時電腦附屬的顯示器、打印機的待機功 耗已一同得到解決，具有極大的通用型與推廣價值。
[0014] 所述電腦電源包括機殼，機殼后部有強電電源輸入插座，機殼內有電腦通用的ATX 電腦電源電路，ATX電腦電源電路有市電強電電源輸入相線（L)及指示電源輸出穩(wěn)定正常 的信號引腳（PW-0K)，電腦主板（U3)發(fā)出通知電腦電源主機工作狀態(tài)的信號引腳（PS-ΟΝ)， 電腦電源的待機5伏直流電源輸出接點（5VSB);電腦主板上的反映電腦工作狀態(tài)的信號引 腳（PS-ΟΝ)、反映電腦關機與休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)、與機箱前面板上的開機鍵相 連接的開機接點（PWR+、PWR-)。
[0015] 電腦電源設置有如權利要求1至8中任一項權利要求所述的電器待機啟動裝置， 電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出相線（L0)連接ATX電腦電源電路（U1)的市電強電 電源輸入相線（L)。
[0016] 機殼后部有強電電源輸入插座，機殼內有電腦通用的ATX電腦電源電路（Ul)，ATX 電腦電源電路（U1)有強電電源輸入相線及標準的電腦電源線引腳，包括：指示電源輸出穩(wěn) 定正常的信號引腳（PW-0K)，表示電腦主機工作狀態(tài)的信號引腳（PS-0N)，電腦電源的待機 5伏直流電源輸出接點（5VSB);電腦主板（U3)有反映電腦工作狀態(tài)的信號引腳（PS-0N)， 反映電腦關機與休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)，與機箱前面板上的開機鍵相連接的開機接 點（PWR+、PWR_);
[0017] 所述電腦電源設置有電器待機啟動裝置，電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出 相線（L0)連接ATX電腦電源電路（U1)的強電電源輸入端；
[0018] 所述電腦電源的機殼后部有一到多個輔助強電電源被控輸出插座（U7、U8)為電 腦附屬設備供電，第二電子開關（K2)，通過控制處理單元（U4)的第二輸出端口（02)控制的 第二電子開關（K2)的觸點回路置于強電電源受控輸出相線（L0)與輔助強電電源被控輸出 插座（U7、U8)之間；
[0019] 電器待機啟動裝置的第二低壓直流電源（E2)可以不含儲能元件，反映電腦工作 狀態(tài)的信號引腳（PS-ΟΝ)與控制處理單元（U4)的電器工作狀態(tài)信號的第一輸入端口（II) 相連，反映電腦關機或休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)與控制處理單元（U4)的電器工作狀 態(tài)信號的第二輸入端口（12)相連；
[0020] 所述電腦電源設置有常開按鍵（B1)，所述常開按鍵（B1)是雙路開關，包括第一路 觸點開關（Bl_l)和第二路觸點開關（Bl_2)，第一路觸點開關（Bl_l)置于手動啟動回路中， 第二路觸點開關（Bl_2)的作用與普通電腦機箱前面的開機鍵相同，與電腦主板（U3)的開 機接點（PWR+、PWR-)連接，所述的雙路開關（B1)安裝于電腦機箱前面的開機按鍵下面位 置；
[0021] 所述電腦電源設置有開機開關三極管（Q2)，控制處理單元（U4)的第三輸出端口 (03)通過限流電阻（R8)與開機開關三極管（Q2)的基極相連，NPN型開機開關三極管（Q2) 的集電極、發(fā)射極與第二路觸點開關（Bl_2)的兩引腳并聯(lián)后接于電腦主板（U3)的開機鍵 接點（PWR+、PWR_)之間，開關三極管（Q2)的集電極接開機鍵接點的正極（PWR+);
[0022] 控制處理單元（U4)得電啟動后首先通過第一輸出端口（01)輸出高電平，持續(xù)保 持電腦電源板（U1)的強電供電，接著通過控制處理單元（U4)的第三輸出端口（03)輸出一 個持續(xù)時間約l〇ms的正脈沖，模擬在普通電腦上在電腦電源待機有電的情況下按下開機 鍵對電腦主板的開機效果。因為在第一次開通電源電路（U1)按下開機鍵（B1)的瞬間，電 腦主板（U3)還未上電，這時按下開機鍵（B1)的動作接通的第二路觸點開關（Bl_2)還不能 產生對電腦主板（U3) -個上升沿的開機效果，因此在控制處理單元（U4)得電啟動通過輸 出端口補上這個效果；
[0023] 運行過程中，通過多個輸入端口獲取電腦的運行狀態(tài)，當處于待機時關斷電源機 殼后部的強電電源輸出插座的電源；當處于休眠狀態(tài)或處于關機狀態(tài)時，同時關斷電腦電 源板的強電電源與電源機殼后部的強電電源輸出插座的電源，這時所有的待機功耗被消 除，包括控制處理單元（U4)的功耗也為零。
[0024] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：電器啟動裝置能使整個電視、電腦 等電器系統(tǒng)的待機交流總功耗為零，完全實現(xiàn)電器與交流強電的隔離，在實現(xiàn)待機零功耗、 低碳環(huán)保的同時延長了電器壽命、確保了電器系統(tǒng)的安全。
[0025] 結合附圖閱讀實施方式的詳細說明，將使本發(fā)明的特點和優(yōu)點變得更加清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是采用電容供電待機啟動的電視機電路原理圖。
[0027] 圖2是手動開機啟動的電腦電源電路原理圖。

【具體實施方式】
[0028] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0029] 實施例一，如圖1所不，以電視廣品為例進彳丁說明。
[0030] 一種用于電視機的電器待機啟動的裝置，采用電容供電，控制的電器對象是電視 機，電視機機殼上有市電電源輸入插座，機殼內有電源板（U1)、主控板（U3)，電源板（U1)上 有強電電源輸入相線、待機時的5伏直流電源輸出接點（5VSB)，主控板（U3)上有表示工作 狀態(tài)的信號接點（PS-ΟΝ)與紅外遙控信號輸入接點（IR)。
[0031] 機殼內還有所述的電器待機啟動裝置，電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出相 線（L0)連接電視電源板的強電電源輸入相線，電視機的機殼后部還有一到多個輔助強電 電源被控輸出插座（U7、U8)連接于電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出相線（L0)，電源 板（U1)的5伏直流電源輸出接點（5VSB)連接隔離二極管（D4)的正極后與第二低壓直流 電源（E2)正極接點（V2)相連；
[0032] 控制處理單元（U4)的第一輸入端口（II)與電源板（U1)的5伏直流電源輸出接點 (5VSB)相連讀取第二低壓直流電源（E2)獲取電源板（U1)的供電情況，控制處理單元（U4) 的第二輸入端口（12)與紅外遙控接收器（U5)的輸出接點連接，控制處理單元（U4)的第三 輸入端口（13)與電視機主控板（U3)上的表示工作狀態(tài)的信號接點（PS-ΟΝ)連接；控制處 理單元（U4)的第一輸出端口（01)通過光電隔離器（U2)與強電通斷控制單元的控制點可 控硅D2的控制極連接，控制處理單元（U4)的第二輸出端口（02)通過光電隔離器（U2)與 電視機主控板（U3)的紅外遙控信號輸入接點（IR)連接；
[0033] 控制處理單元（U4)將收到的紅外遙控接收器（U5)的信號轉成標準的紅外接收 頭信號通過第二輸出端口（02)發(fā)往電視機主控板（U3);手動啟動回路中的手動按鈕（B1)、 紅外遙控接收管（D3)安裝于機殼前端；第一低壓直流電源E1中裝有10F/5. 5V法拉電容。
[0034] 所述電視機的微功耗待機啟動過程是這樣的：如圖1中所示，在待機時，紅外遙控 接收器只有紅外接收管的低于〇. 1 μ A的暗電流通過，控制處理單元（U4)選用NEC的8位單 片機78K0KX2-L處于待機狀態(tài)，其待機功耗電流低于0. 3 μ A，總待機功耗電流低于0. 4 μ A， 第二低壓直流電源（Ε2)以5伏向其供電，功耗低于2微瓦。當用戶操作遙控器開機時，紅 外接收管受紅外光激發(fā)其電阻值呈規(guī)律性變化形成電壓脈沖向單片機78K0KX2-L發(fā)送，單 片機從待機的睡眠中被激活，即是控制處理單元（U4)開始系列的工作：控制強電通斷的第 一輸出端口（01)輸出高電平，輸入回路與第一輸出端口（01)相連的光電f禹合隔離器（U2) 的輸出回路開通，因此市電強電電源輸入相線（L)與第一低壓直流電源（E1)中的單向可控 硅（D2)的控制極通過電阻R7與二極管D7連通，第一低壓直流電源（E1)輸出額定的電源， 電磁繼電器（K1)的線圈得電常開輸出觸點閉合，電視機電源板（U1)的強電輸入端得電，電 源板（U1)開始工作輸出低壓直流5VSB，第一低壓直流電源獲得外部電源輸入，在此后，控 制處理單元（U4)、紅外遙控接收器U5、電視機主控板U3由電視機電源板（U1)供電，整個過 程從用戶按遙控器開始在100毫秒-200毫秒內完成。
[0035] 控制處理單元（U4)得電啟動后首先通過其第一輸出端口（01)輸出高電平，開通 光電耦合管，通過R7、U2、D7通路給單向可控硅D2提供控制極電流，維持電磁繼電器（K1) 的閉合來持續(xù)保持電視機電源板（U1)供電。一般人們操作遙控器啟動按鈕開機動作會持 續(xù)1秒以上，在機器指示燈沒反應時持續(xù)的時間會更長，因此當松開按鈕時候，控制處理單 元（U4)利用電源板（U1)的供電而不是儲能電池 P1的供電已在前100毫秒-200毫秒內將 強電回路保持下來了，至此電視機的強電開通成功。
[0036] 在這個啟動強電的過程中，控制處理單元（U4)通過第一輸入端口（II)讀取電源 板的5VSB接點電平來監(jiān)測啟動進程，當5VSB高電平出現(xiàn)500毫秒電源系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，通 過第二輸出端口〇2向電視機主控板U3的紅外遙控信號輸入接點IR轉發(fā)開機指令，在此 后電視機在主控板U3的控制下像普通電視機一樣運行，用戶的遙控指令通過紅外接收管、 控制處理單元（U4)的解碼處理成標準的信號發(fā)給電視機主控板U3解釋、執(zhí)行，遙控命令 的解釋、執(zhí)行全部由電視機主控板U3完成。
[0037] 當用戶通過遙控器發(fā)送關機命令后，電視機主控板U3自動會控制完成相關部件 的關閉工作，并通過PS-ΟΝ引腳輸出低電平通知電源板（U1)與電器待機啟動裝置的控制處 理單元（U4)。電源板（U1)收到關機通知后做相應的工作，如關閉除5VSB外的其它輸出電 源，這時電視機保留5VSB的電源輸出、處于傳統(tǒng)的待機狀態(tài)，在用戶沒有手動切斷強電輸 入的情況下就產生了電視機的待機能耗，若電視機附帶有機頂盒、音響功放的情況下，待機 能耗可達20瓦以上。
[0038] 但是在電視機設置有所述的電器待機啟動裝置后，控制處理單元（U4)通過第三 輸入端口 13檢測到主控板上表不工作狀態(tài)的信號引腳PS-ΟΝ輸出低電后，延時1秒-5秒 后，通過〇1端口輸出低電平關斷第一低壓直流電源（E1)，電磁繼電器（K1)的線圈失電常 開輸出觸電斷開，所有與電器待機啟動裝置的強電受控端相連的強電電源被斷開，包括機 電源板、電視機殼后部設置的供附帶設備使用的強電電源輸出插座。這時，電視機與附帶設 備徹底與市電強電斷開，免除待機的安全隱患，延長電器壽命，待機功耗為零、節(jié)能環(huán)保。
[0039] 在關閉強電受控電源與電視機后，控制處理單元（U4)再次進入待機狀態(tài)，與紅外 接收器總功耗電流為〇. 4 μ A，通過計算，若儲能電源選擇10F/5. 5V法拉電容一只，充滿電 后為5V，放電到3V時控制處理單元（U4)的最低要求工作電壓，待機的持續(xù)時間t可以通過 電荷等量關系計算：t. I = C. AV, t = 10X (5-3. 〇V(0. 4ΧΚΓ6) = 10X2/0. 4X106 秒=/ (3600 X 24)天=723天，也即是說兩次看電視的時間間隔超過723天，紅外遙控啟動將不會 啟動成功，這種情況應該很少見，可以增大電容或換為可充電電池。假若儲能電源換成500 毫安時的普通電池，持續(xù)時間是500XKTV(0. 4ΧΚΓ6)小時=1.25X 106小時=52083天 =142年，遠遠超過電視機的使用壽命。
[0040] 另一方面，手動啟動方式還可作為最后的保底啟動方式。如果由于某種原因確實 導致儲能元件P1的電量不夠不能成功啟動電視機，這時只需使用手動啟動即可，觀看電視 的同時儲能元件P1(電容或可充電電池）即可自動充電，下次使用即可正常啟動。
[0041] 下面簡述手動啟動過程如下：
[0042] 如圖1，在手動啟動回路中，當按下常開按鈕B1，第一路觸點開關和第二 路觸點開關（Bl_2)均被接通，其中第一路觸點開關使市電強電電源輸入相線（L) 通過限流電阻R5、R6與單向可控硅（D2)的控制極連通，第一低壓直流電源（E1)輸出額定 的電源，電磁繼電器（K1)的線圈得電常開輸出觸點閉合，后續(xù)過程與紅外遙控啟動過程類 同。推薦單向可控硅（D2)選微觸發(fā)電流系列，如MCR16系列（觸發(fā)電流Ι6Τ:30-60μΑ)、 2Ρ6Μ系列（觸發(fā)電流IGT :200uA)，電阻R5、R6的阻值大于1Μ，使觸發(fā)電流低于300 μ Α，確 保在各種情況下，即使按鈕引腳裸露或人手有水的情況下人身的絕對安全（美國的安全工 頻交流電流標準是16mA，我國的是14mA。人體在工頻交流1mA或直流5mA人體就有麻的感 覺）。
[0043] 實施例二，如圖2所示，以電腦電源為例進行說明。
[0044] 一種基于以上電器待機啟動裝置的電腦電源，可以使得整臺電腦成為無休眠 (Hibernation)與關機（Shutdown)功耗的電腦，同時消除電腦附屬的顯示器、打印機的待 機功耗，具有極大的通用型與推廣價值。
[0045] 所述電腦電源包括機殼，機殼，機殼后部有強電電源輸入插座，一到多個輔助強電 電源被控輸出插座（U7、U8)為電腦附屬設備供電，連接于電器待機啟動裝置的強電電源受 控輸出相線（L0)，機殼內有電腦通用的ATX電腦電源電路（U1)，ATX電腦電源電路（U1)有 強電電源輸入相線及表不電源輸出穩(wěn)定正常的信號引腳（PW-0K)，表不電腦主機工作狀態(tài) 的信號引腳（PS-0N)，電腦電源的待機5伏直流電源輸出接點（5VSB);電腦主板（U3)有反 映電腦工作狀態(tài)的信號引腳（PS-0N)，反映電腦關機與休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)，與 機箱前面板上的開機鍵相連接的開機接點（PWR+、PWR_)。
[0046] 機殼內還有所述的電器待機啟動裝置，控制處理單元（U4)的第二輸出端口（02) 控制的第二電子開關（K2)的觸點回路置于強電電源受控輸出相線（L0)與輔助強電電源被 控輸出插座（U7、U8)之間。
[0047] 電器待機啟動裝置的第二低壓直流電源（E2)可以不含儲能元件，反映電腦工作 狀態(tài)的信號引腳（PS-ΟΝ)與控制處理單元（U4)的電器工作狀態(tài)信號的第一輸入端口（II) 相連，反映電腦關機或休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)與控制處理單元（U4)的電器工作狀 態(tài)信號的第二輸入端口（12)相連。
[0048] 所述電腦電源設置有常開按鍵（B1)，所述常開按鍵（B1)是雙路開關，包括第一路 觸點開關（Bl_l)和第二路觸點開關（Bl_2)，第一路觸點開關（Bl_l)置于手動啟動回路中， 第二路觸點開關（Bl_2)的作用與普通電腦機箱前面的開機鍵相同，與電腦主板（U3)的開 機接點（PWR+、PWR_)連接，所述的雙路開關（B1)安裝于電腦機箱前面的開機按鍵位置。
[0049] 所述電腦電源設置有開機開關三極管（Q2)，控制處理單元（U4)的第三輸出端口 (03)通過限流電阻（R8)與開機開關三極管（Q2)的基極相連，NPN型開機開關三極管（Q2) 的集電極、發(fā)射極與第二路觸點開關（Bl_2)的兩引腳并聯(lián)后接于電腦主板（U3)的開機鍵 接點（PWR+、PWR_)之間，開關三極管（Q2)的集電極接開機鍵接點的正極（PWR+)。
[0050] 控制處理單元（U4)得電啟動后首先通過第一輸出端口（01)輸出高電平，持續(xù)保 持電腦電源板（U1)的強電供電，接著通過控制處理單元（U4)的第三輸出端口（03)輸出一 個持續(xù)時間約l〇ms的正脈沖，模擬在普通電腦上在電腦電源待機有電的情況下按下開機 鍵對電腦主板的開機效果；因為在第一次開通電源電路（U1)按下開機鍵（B1)的瞬間，電腦 主板（U3)還未上電，這時按下開機鍵（B1)的動作接通的第二路觸點開關（Bl_2)還不能產 生對電腦主板（U3) -個上升沿的開機效果，因此在控制處理單元（U4)得電啟動通過輸出 端口補上這個效果；運行過程中，通過多個輸入端口獲取電腦的運行狀態(tài)，當處于待機時關 斷電源機殼后部的強電電源輸出插座的電源；當處于休眠狀態(tài)或處于關機狀態(tài)時，同時關 斷電腦電源板的強電電源與電源機殼后部的強電電源輸出插座的電源，這時所有的待機功 耗被消除，包括控制處理單元（U4)的功耗也為零。
[0051] 下面簡述使用所述電腦電源的電腦開機過程。
[0052] 如圖2中所示，在待機時，當按下常開按鈕B1，第一路觸點開關的作用使市 電強電電源輸入相線（L)通過電阻R5、R6與單向可控硅（D2)的控制極連通，第一低壓直流 電源（E1)輸出額定的電源，電磁繼電器（K1)的線圈得電常開輸出觸點閉合，ATX電腦電源 電源板（U1)的強電輸入端得電，電源板（U1)開始工作輸出低壓直流5VSB，第一低壓直流電 源獲得外部電源輸入，控制處理單元（U4)得電啟動開始工作。
[0053] 控制處理單元（U4)得電啟動后首先通過其第一輸出端口（01)輸出高電平，開通 光電耦合管，通過R7、U2、D7通路給單向可控硅D2提供控制極電流，維持電磁繼電器（K1) 的閉合來持續(xù)保持電視機電源板（U1)供電。一般人們操作啟動按鈕開機的動作會持續(xù)約 1秒時間，因此當松開按鈕時候，控制處理單元（U4)利用電源板（U1)的供電已在前100毫 秒-200毫秒內將強電回路保持下來了，至此電腦電源的強電開通成功。
[0054] 控制處理單元（U4)得電啟動后的第二件事是通過控制處理單元（U4)的第三輸出 端口（03)輸出一個持續(xù)時間約10ms的正脈沖，模擬電腦電源板（U1)以上電時手動按下第 二路觸點開關（Bl_2)的對主板的開機效果。在普通電腦里，這個開機啟動脈沖是在電源板 (U1)已經有電源輸出情況下，由人工點擊機箱面板上的開機按鈕完成的，機箱面板上的開 機按鈕直接連接電腦主板（U3)的開機鍵接點（PWR+、PWR_)的。在本發(fā)明中電腦主板（U3) 的開機鍵接點（PWR+、PWR_)還與開機開關三極管（Q2)連接，開關三極管（Q2)的基極通過 限流電阻（R8)與控制處理單元（U4)的第三輸出端口（03)相連受其控制。
[0055] 第三輸出端口（03)輸出的這個正脈沖產生一個電腦主板（U3)的復位開機過程， 至此以后的電腦啟動過程與配置傳統(tǒng)ATX電源的電腦完全一致。對同樣軟件與硬件配置的 電腦配置，時間本發(fā)明提出的啟動裝置啟動時間的增加在1 〇〇ms-200ms之間，對一人體驗 一般沒有感覺。
[0056] 電腦主板（U3)收到開機指令后，向電源電路U1發(fā)出PS-ΟΝ (低電平有效）有效信 號，電源電路U1收到PS-ΟΝ低電平后，就開通12V、24V給電腦主板U3供電，當電源穩(wěn)定后， 電源電路U1給電腦主板U3輸出PW-0K高電平表示電源輸出成功，到此，電源電路U1與電 腦主板U3開機啟動任務的交互過程已經完成，經過一段電腦主板U3的獨立開機過程，整過 電腦的開機過程即告完成。
[0057] 在接下來電腦的運行中，控制處理單元（U4)的任務就是監(jiān)視輸入口的電平狀態(tài)， 做出適當?shù)妮敵?，有選擇性的開通或關閉電腦電源板U1與附屬設備的強電電源。
[0058] 電腦從開機到關機的全過程中，共經歷4種狀態(tài)：工作（Active)、待機（Standby)、 休眠（Hibernation)、關機（Shutdown)。
[0059] 電腦的待機（Standby)是將當前處于運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)保存在內存中，電源要向內 存供電，在電腦待機時不能完全關閉電腦的電源，按鍵盤可以激活系統(tǒng)，電腦迅速從內存 中調入待機前狀態(tài)進入系統(tǒng)，這是重新開機最快的方式，但是系統(tǒng)并未真正關閉，適用短暫 關機。休眠（Hibernation)是將當前處于運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)保存在硬盤中，整機將完全停止 供電，在休眠時可以完全斷開電腦的電源。
[0060] 4種狀態(tài)的區(qū)分要根據(jù)電腦主板U3上的2個信號引腳電平確定，1、PS-0N低電 平時候，電腦處于工作（Active)狀態(tài)，2、PS-0N高電平且PS-KEY高電平，電腦處于待機 (Standby)狀態(tài)。3、PS-ΟΝ高電平且PS-KEY低電平，電腦處于休眠（Hibernation)狀態(tài)或 處于關機（Shutdown)狀態(tài)。當5伏直流電源5VSB無輸出，表示整個電腦電源關閉，只在這 時功耗才為零，傳統(tǒng)ATX電源的電腦在不拔插座的情況下永遠不會達到這種狀態(tài)。
[0061] 當電腦處于待機，可以關閉外設，但不能斷開電腦電源板（U1)的強電輸入，仍然 需要提供5伏直流電源5VSB ;當用戶敲擊鍵盤，電腦再返回工作（Active)狀態(tài)，PS-0N信 號變成有效?？刂铺幚韱卧║4)應該通過同時監(jiān)測PS-ON、PS-KEY兩個信號，做出決定開 通外設插座U7、U8的電源。電腦處于待機時，電腦不能斷電，如果電腦的外設如顯示器、打 印機與主機連在同一個接線板上，這時不能關閉整個接線板，即是有心人想做到低碳也只 能分別從接線板上將外設拔下，主機返回工作時再插上，很麻煩，一不小心就會將電腦主機 電源弄掉電。當電腦電源升級為所述的電腦電源后，當主機處于待機時，自動切斷外設插座 U7、U8的電源，當主機返回工作，自動接通外設插座U7、U8的電源。
[0062] 按照上述電腦4類運行狀態(tài)的情況分析，控制處理單元（U4)的控制第一輸出端口 (01)的原則總結如下：
[0063] 得電運行后首先第一輸出端口（01)輸出高電平閉合常開繼電器（K1)維持強電 回路、第二輸出端口（02)輸出高電平閉合常開繼電器（K2)，維持電腦主機與附帶設備的強 電電源回路。2、通過第三輸出端口（03)輸出一個上升沿信號，給電腦主板（U3)的發(fā)出開 機信號。3、延時10秒等待電腦主板（U3)與電源板（U1)的交互準備啟動過程，監(jiān)視第一 輸輸入端口 Il(PS-ON)、第二輸輸入端口 I2(PW-KEY)，按下列規(guī)則確定第一輸出端口（01) 與第二輸出端口（02)的電平：1)、當?shù)诙斴斎攵丝?12 (PW-KEY)低電平，表示電腦處于休 眠（Hibernation)狀態(tài)或處于關機（Shutdown)狀態(tài)，這時主機、附帶設備均可關斷強電電 源，第一輸出端口（01)輸出低電平關斷常開繼電器（K1) ;2)、當?shù)谝惠斴斎攵丝?II (PS-0N) 高電平、第二輸輸入端口 12 (PW-KEY)高電平表示電腦處于待機（Standby)狀態(tài)，這時維持 主機電源、關斷附帶設備電源，第一輸出端口（01)輸出高電平閉合常開繼電器（K1)，第二 輸出端口（02)輸出低電平關斷常開繼電器（K2) ;3)、當PS-ΟΝ低電平表示電腦處于工作 (Active)狀態(tài)，這時維持主機電源與附帶設備電源，第一輸出端口（01)輸出高電平閉合常 開繼電器（K1)，第二輸出端口（02)輸出高電平閉合常開繼電器（K2)。
[0064] 在已經開通電腦主機強電后，在所有電腦的4種狀態(tài)下，用戶點按雙路按鈕B1，第 一路觸點Bl_l觸發(fā)單向可控硅（D2)的控制極，對已經開通的強電電路不產生影響，第二路 觸點Bl_2與普通電腦機箱的開機按鍵作用一致，對用戶來說，沒有任何差異。至此，所述電 腦電源取得了休眠（Hibernation)與關機（Shutdown)電腦主機零功耗，待機、休眠與關機 時外設零功耗，開關電腦的操作方式無任何變化的效果。
[0065] 如上所述的電腦電源與目前普通的ATX電源完全兼容，要替換目前的AXT電源，只 需做兩件小的地方改動：1、從電腦主板上引入鍵盤接口或鼠標接口的電源引腳作為當?shù)诙?輸輸入端口 I2(PW-KEY)的信號。2、將機箱前面板開機按鍵換為兩路觸點開關B1_1、B1_2， 增加的一路觸點開關Bl_l的兩端連接啟動回路的限流電阻R5、R6。采用如上的改進，就可 以從源頭上消除電腦的休眠、關機功耗與電腦外設的待機功耗。
【權利要求】
1. 一種電器待機啟動裝置，包括市電強電電源輸入相線（L)與零線（N)、強電電源受控 輸出相線（L0)，電器電源板（U1)的強電電源輸入相線與低壓直流電源輸出接點（5VSB)，電 器控制板（U3)的電器工作狀態(tài)信號接點（PS-ΟΝ)與遙控信號輸入接點（IR);其特征在于， 包含第一低壓直流電源（E1)，第二低壓直流電源（E2)，控制處理單元（U4)，啟動回路（E4), 強電通斷電子開關（K1);第一低壓直流電源（E1)與強電通斷電子開關（K1)組成強電通斷 控制單元，強電通斷電子開關（K1)的觸點回路置于市電強電電源輸入相線（L)與強電電源 受控輸出相線（L0)之間，強電電源受控輸出相線（L0)與電器電源板（U1)強電電源輸入相 線連接； 強電通斷控制開關（K1)是電磁繼電器，其常開觸點回路接于市電強電電源輸入相線 (L)與電器電源板（U1)的強電電源輸入相線之間，線圈回路接于第一低壓直流電源（E1)的 正極與地之間； 第一低壓直流電源（E1)受啟動回路（E4)與控制處理單元（U4)的控制，有選擇性地輸 出或斷開直流電源，包含單向可控硅（D2)，單向可控硅（D2)的控制極作為控制第一低壓直 流電源（E1)輸出通斷的控制極； 第二低壓直流電源（E2)通過與電器電源板（U1)的低壓直流輸出接點連接，在電器啟 動后獲得低壓直流電源，連接控制處理單元（U4)的電源輸入端為其提供電源； 控制處理單元（U4)的輸入信號端口包括一到多個用于輸入遙控接收器輸出信號與電 器工作狀態(tài)信號的多個輸入端口：第一輸入端口（II)、第二輸入端口（12)、第三輸入端口 (13)，輸出端口包括用于輸出控制強電通斷的第一輸出端口（01)與一到多個用于向電器 輸出控制信號的第二輸出端口（02)、第三輸出端口（03)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，所述啟動回路（E4)是遙控 啟動回路，或手動啟動回路，或遙控啟動回路與手動啟動回路的組合； 手動啟動回路包括第一限流電阻（R5)、第二限流電阻（R6)與串聯(lián)在兩者之間的手動 按鈕（Bl_l)，手動啟動回路接入市電強電電源輸入相線（L)與單向可控硅（D2)的控制極之 間； 遙控啟動回路（E4)包括遙控接收器（U5)，光電耦合隔離器（U2)，控制處理單元（U4) 的輸入端口與輸出端口；遙控接收器（U5)的輸出引腳接入控制處理單元（U4)的接收遙控 接收器輸出信號的端口，控制處理單元（U4)的控制強電通斷的第一輸出端口（01)通過光 電耦合隔離器（U2)與第一低壓直流電源（E1)中的單向可控硅（D2)的控制極相連；遙控接 收器（U5)與光電耦合隔離器（U2)輸入回路的電源由第二低壓直流電源（E2)提供。
3. 根據(jù)權利要求2所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，所述遙控接收器是紅外接 收頭，或是紅外接收管，或是藍牙接收頭，或是超聲波接收頭，或是聲控接收頭。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，所述遙控接收器是紅外遙 控接收器（U5)，包括紅外接收管（D3)與分壓電阻（R2)串聯(lián)組成，其連接點為信號輸出點， 接于第二低壓直流電源（E2)之間，紅外接收管（D3)的負極接第二低壓直流電源（E2)的正 極處于反向偏置。
5. 根據(jù)權利要求1所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，所述第一低壓直流電源 (E1)包含第一降壓電容（C1)、第一整流二極管（D1)、第一濾波電容（C2);第一降降壓電容 (C1)的一端與市電強電電源輸入相線（L)相連，另一端同時與第一整流二極管（D1)的負 極、單向可控硅（D2)的正極相連；第一整流二極管（D1)的正極、第一濾波電容（C2)的負極 與市電強電電源輸入零線（N)相連作為第一低壓直流電源（E1)的電源負極；單向可控硅的 負極、第一濾波電容（C2)的正極連接作為第一低壓直流電源（E1)的電源正極（VI)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，第二低壓直流電源（E2)包 括儲能元件（P1)、限流電阻（R3)、隔離二極管（D4)，儲能元件（P1)的正極與限流電阻（R3) 串聯(lián)后連接隔離二極管（D4)的負極，隔離二極管（D4)的正極與電器低壓直流輸出電源正 極相連，儲能元件（P1)的負極與電器的低壓直流電源負極相連；儲能元件（P1)可以是充電 電池，或者是大容量法拉電容，或者是充電電池與大容量法拉電容的組合，或者是非充電電 池。
7. 根據(jù)權利要求1所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，所述控制處理單元（U4)是 單片機，或者是可編程器件PLD，或者是專用集成電路，或者是邏輯門器件與RC電阻電容元 件的組合。
8. 根據(jù)權利要求1所述的電器待機啟動裝置，其特征在于，強電通斷控制單元是雙向 可控娃，串接于市電強電電源輸入相線（L)與強電電源受控輸出相線（L0)之間，雙向可控 硅的控制極連接遙控啟動回路（E4)、手動輔助啟動回路與強電電源開通維持回路。
9. 一種電視機，包括機殼，機殼上有市電電源輸入插座，機殼內有電源板（U1)、主控板 (U3)，電源板（U1)上有強電電源輸入相線、待機時的5伏直流電源輸出接點（5VSB)，主控板 (U3)上有表示工作狀態(tài)的信號接點（PS-ΟΝ)與紅外遙控信號輸入接點（IR); 其特征在于，所述電視機還有如權利要求1至8中任一項權利要求所述的電器待機 啟動裝置，電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出相線（L0)連接電視電源板的強電電源 輸入相線，電視機的機殼后部還有一到多個輔助強電電源被控輸出插座（U7、U8)連接于 電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出相線（L0)，電源板（U1)的5伏直流電源輸出接點 (5VSB)連接隔離二極管（D4)的正極后與第二低壓直流電源（E2)正極接點（V2)相連； 控制處理單元（U4)的第一輸入端口（II)與電源板（U1)的5伏直流電源輸出接點 (5VSB)相連讀取第二低壓直流電源（E2)獲取電源板（U1)的供電情況，控制處理單元（U4) 的第二輸入端口（12)與紅外遙控接收器（U5)的輸出接點連接，控制處理單元（U4)的第三 輸入端口（13)與電視機主控板（U3)上的表示工作狀態(tài)的信號接點（PS-ΟΝ)連接；控制處 理單元（U4)的第一輸出端口（01)通過光電隔離器（U2)與強電通斷控制單元的控制點可 控硅D2的控制極連接，控制處理單元（U4)的第二輸出端口（02)通過光電隔離器（U2)與 電視機主控板（U3)的紅外遙控信號輸入接點（IR)連接； 控制處理單元（U4)將收到的紅外遙控接收器（U5)的信號轉成標準的紅外接收頭信號 通過第二輸出端口（02)發(fā)往電視機主控板（U3);手動啟動回路中的手動按鈕（B1)、紅外遙 控接收管（D3)安裝于機殼前端。
10. -種電腦電源，包括機殼，機殼后部有強電電源輸入插座，機殼內有電腦通用的 ATX電腦電源電路（U1)，ATX電腦電源電路（U1)有強電電源輸入相線及表示電源輸出穩(wěn)定 正常的信號引腳（PW-0K)，表示電腦主機工作狀態(tài)的信號引腳（PS-0N)，電腦電源的待機5 伏直流電源輸出接點（5VSB);電腦主板（U3)有反映電腦工作狀態(tài)的信號引腳（PS-0N)，反 映電腦關機與休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)，與機箱前面板上的開機鍵相連接的開機接 點（PWR+、PWR_); 其特征在于，在所述電腦電源還設置有如權利要求1至8中任一項權利要求所述的電 器待機啟動裝置，電器待機啟動裝置的強電電源受控輸出相線（L0)連接ATX電腦電源電路 (U1)的強電電源輸入端； 所述電腦電源的機殼后部有一到多個輔助強電電源被控輸出插座（U7、U8)為電腦附 屬設備供電，第二電子開關（K2)，通過控制處理單元（U4)的第二輸出端口（02)控制的第二 電子開關（K2)的觸點回路置于強電電源受控輸出相線（L0)與輔助強電電源被控輸出插座 (U7、U8)之間； 電器待機啟動裝置的第二低壓直流電源（E2)可以不含儲能元件，反映電腦工作狀態(tài) 的信號引腳（PS-ΟΝ)與控制處理單元（U4)的電器工作狀態(tài)信號的第一輸入端口（II)相 連，反映電腦關機或休眠狀態(tài)的信號引腳（PS-KEY)與控制處理單元（U4)的電器工作狀態(tài) 信號的第二輸入端口（12)相連； 所述電腦電源設置有常開按鍵（B1)，所述常開按鍵（B1)是雙路開關，包括第一路觸點 開關和第二路觸點開關（Bl_2)，第一路觸點開關置于手動啟動回路中，第二 路觸點開關（Bl_2)的作用與普通電腦機箱前面的開機鍵相同，與電腦主板（U3)的開機接 點（PWR+、PWR_)連接，所述的雙路開關（B1)安裝于電腦機箱前面的開機按鍵下面位置； 所述電腦電源設置有開機開關三極管（Q2)，控制處理單元（U4)的第三輸出端口（03) 通過限流電阻（R8)與開機開關三極管（Q2)的基極相連，NPN型開機開關三極管（Q2)的集 電極、發(fā)射極與第二路觸點開關（Bl_2)的兩引腳并聯(lián)后接于電腦主板（U3)的開機鍵接點 (PWR+、PWR_)之間，開關三極管（Q2)的集電極接開機鍵接點的正極（PWR+)。
【文檔編號】G05B19/042GK203909524SQ201320799552
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年12月8日 優(yōu)先權日:2013年12月8日
【發(fā)明者】張紅碧, 許小燕 申請人:張紅碧, 許小燕