节能控制装置、控制方法及包含该装置的电源适配器 |
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| 申请号 | CN201210027797.5 | 申请日 | 2012-02-08 | 公开(公告)号 | CN103248204A | 公开(公告)日 | 2013-08-14 |
| 申请人 | 台达电子企业管理(上海)有限公司; | 发明人 | 顾元强; 汪国军; 焦德智; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种节能控制装置、控制方法及包含该节能控制装置的电源适配器。该节能控制装置包括：机械 开关 ，具有第一端和第二端，该第二端为机械开关的输出端； 控制器 ，其输入端连接至机械开关的输出端，其输出端输出一开关控制 信号 ；以及电源转换器，接收控制器输出的开关 控制信号 ，并根据该开关控制信号工作，当连接 电缆 插入电缆 接口 或从电缆接口拔出时，机械开关的第一端和第二端 接触 或分离。采用本发明，在电源适配器的电缆接口设置一机械开关，通过机械开关的闭合与断开来检测连接电缆插入电缆接口或从该电缆接口拔出，进而使电源转换器运行于正常模式或节能的打嗝模式。本发明不仅设计简单、成本较低，而且负载检测的可靠性高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种节能控制装置，适用于一电源适配器，其特征在于，所述节能控制装置包括： |
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| 说明书全文 | 节能控制装置、控制方法及包含该装置的电源适配器技术领域[0001] 本发明涉及一种电源适配器，尤其涉及该电源适配器的节能控制装置和控制方法。 背景技术[0002] 电源适配器(Power Adapter)一般用作小型便携式电子设备或电子电器的供电电源变换设备，按其输出类型可分为交流输出方式和直流输出方式，或者按连接方式可分为插入式和桌面式。在人们的日常生活中，尤以直流输出方式的电源适配器应用更为普遍，诸如电话子母机、游戏机、语言复读机、随身听、笔记本电脑、平板电脑、蜂窝电话等电子设备。 [0003] 现有技术中，为了降低电源适配器的能耗，往往在没有负载的条件下使电源适配器中的核心部件(如，电源转换器)工作于Hiccup模式(亦称为打嗝模式)。一般地，当电子设备与电源适配器连通时，表明该电源适配器已携带有负载，而当电子设备与电源适配器分离时，表明该电源适配器并未携带负载或处于空载状态，由此可知，对于电源适配器的负载检测是实施节能的重要环节。当前典型的负载检测方式主要分为两种，其一是检测电缆接口的ID接脚的电压信号，以确定电源适配器中的电源转换器的连接线缆是否插入电子设备。例如，ID接脚上的电压为低电平时，检测电路发送一控制信号至PWM控制器，以便使电源转换器运行于正常工作模式。一旦该ID接脚上的电压变为高电平，该检测电路发送另一控制信号至PWM控制器，以便使电源转换器从正常工作模式切换至打嗝模式，以达到节能的效果。其二是检测电压接脚与接地端之间的阻抗，通过阻抗的电阻值来判断电源适配器是否从电子设备移除。但是，无论采用上述哪种方式，均需使用很多的电子元件，并占用更多的PCB布板空间，进而会增加电源适配器的制造成本。 [0004] 有鉴于此，如何设计一种新型的电源适配器，以较低的成本来可靠地检测电源适配器是否与电子设备电性分离，从而调整电源转换器的工作模式达到节能目的，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。 发明内容[0006] 依据本发明的一个方面，提供了一种节能控制装置，适用于一电源适配器，所述节能控制装置包括： [0008] 一控制器，具有一输入端和一输出端，所述控制器的输入端连接至所述机械开关的输出端，所述控制器的输出端输出一开关控制信号；以及 [0009] 一电源转换器，连接至所述控制器的输出端，接收所述控制器输出的所述开关控制信号，并根据所述开关控制信号工作， [0010] 其中，当一连接电缆插入所述电缆接口时，所述机械开关输出一第一信号给所述控制器，所述控制器输出与所述第一信号相对应的一第一开关控制信号，藉由所述第一开关控制信号控制所述电源转换器工作在正常模式；当一连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述机械开关输出一第二信号给所述控制器，所述控制器输出与所述第二信号相对应的一第二开关控制信号，藉由所述第二开关控制信号控制所述电源转换器工作在打嗝模式。 [0011] 所述机械开关的第一端连接至一接地电压，所述机械开关的第二端连接至一直流电压。 [0012] 当所述连接电缆插入所述电缆接口时，所述机械开关的第一端和第二端接触；当所述连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述机械开关的第一端和第二端分离。 [0013] 当所述连接电缆插入所述电缆接口时，所述第一信号为一低电位；当所述连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述第二信号为一高电位。 [0014] 当所述连接电缆插入所述电缆接口时，所述第一信号为一高电位；当所述连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述第二信号为一低电位。 [0015] 所述电缆接口为一USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口。在一实施例中，所述机械开关设置于所述USB接口内，当所述连接电缆插入所述USB接口时，所述机械开关的第一端和第二端接触，当所述连接电缆从所述USB接口拔出时，所述机械开关的第一端和第二端彼此分离。 [0016] 所述电缆接口为一圆形插孔结构。 [0017] 所述控制器为一PWM控制器。 [0018] 依据本发明的另一个方面，提供了一种电源适配器，包括： [0019] 一输入端，电性连接至一供电电源，用于接收来自所述供电电源的一交流电或一直流电； [0020] 一输出端，包括一电缆接口，所述电缆接口设置一机械开关，其中，所述机械开关具有一第一端和一第二端，且所述第二端为机械开关的输出端； [0021] 一控制器，具有一输入端和一输出端，所述控制器的输入端连接至所述机械开关的输出端，所述控制器的输出端输出一开关控制信号；以及 [0022] 一电源转换器，连接至所述控制器的输出端，接收所述控制器输出的所述开关控制信号，并根据所述开关控制信号工作， [0023] 其中，当一连接电缆插入所述电缆接口时，所述机械开关输出一第一信号给所述控制器，所述控制器输出与所述第一信号相对应的一第一开关控制信号，藉由所述第一开关控制信号控制所述电源转换器工作在正常模式；当一连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述机械开关输出一第二信号给所述控制器，所述控制器输出与所述第二信号相对应的一第二开关控制信号，藉由所述第二开关控制信号控制所述电源转换器工作在打嗝模式。 [0024] 所述机械开关的第一端连接至一接地电压，所述机械开关的第二端连接至一直流电压。 [0025] 当所述连接电缆插入所述电缆接口时，所述机械开关的第一端和第二端接触；当所述连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述机械开关的第一端和第二端分离。 [0026] 当所述连接电缆插入所述电缆接口时，所述第一信号为一低电位；当所述连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述第二信号为一高电位。 [0027] 所述电缆接口为一USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口。所述机械开关包括一弹性结构，所述机械开关设置于所述USB接口内，当所述连接电缆插入所述电缆接口时，所述弹性结构产生形变从而所述机械开关的第一端和第二端接触，当所述连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述弹性结构恢复到初始状态从而所述机械开关的第一端和第二端彼此分离。 [0028] 所述控制器为一PWM控制器。 [0029] 依据本发明的又一个方面，提供了一种用于电源适配器的节能控制方法，该电源适配器包括一电缆接口，该方法包括： [0030] 提供一机械开关于所述电缆接口，其中，所述机械开关具有一第一端和一第二端，所述第二端为机械开关的输出端； [0031] 提供一控制器，并将所述控制器的输入端连接至所述机械开关的输出端，藉由所述控制器的输出端输出一开关控制信号； [0032] 提供一电源转换器，以接收所述控制器输出的所述开关控制信号，并根据所述开关控制信号工作。 [0033] 当一连接电缆插入所述电缆接口时，所述机械开关输出一第一信号给所述控制器，所述控制器输出与所述第一信号相对应的一第一开关控制信号，藉由所述第一开关控制信号控制所述电源转换器工作在正常模式。 [0034] 当一连接电缆从所述电缆接口拔出时，所述机械开关输出一第二信号给所述控制器，所述控制器输出与所述第二信号相对应的一第二开关控制信号，藉由所述第二开关控制信号控制所述电源转换器工作在打嗝模式。 [0035] 所述电缆接口为一USB接口或一圆形插孔结构。 [0036] 采用本发明的节能控制装置和控制方法，在电源适配器的电缆接口设置一机械开关，通过机械开关的闭合与断开来检测连接电缆插入电源适配器的电缆接口或从该电缆接口拔出，进而使电源转换器运行于正常模式或节能的打嗝模式，以达到节能的目的，相比于现有技术，该节能控制装置不仅设计简单、成本较低，而且负载检测的可靠性高。附图说明 [0037] 读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中， [0038] 图1示出依据本发明的一个方面，用于电源适配器的节能控制装置的结构框图； [0039] 图2示出图1中的节能控制装置的一实施例的电路原理图。 [0040] 图3示出图1的节能控制装置中，设置于电源适配器的电缆接口的机械开关的一实施例的示意图； [0041] 图4示出图1的节能控制装置中，设置于电源适配器的电缆接口的机械开关的另一实施例的示意图；以及 [0042] 图5示出依据本发明的另一个方面，用于电源适配器的节能控制方法的流程示意图。 具体实施方式[0043] 为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。 [0044] 下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。 [0045] 图1示出依据本发明的一个方面，用于电源适配器的节能控制装置的结构框图。 [0046] 参照图1，该节能控制装置包括一机械开关100、一电源转换器102和一控制器104。其中，机械开关100设置于电源适配器的一电缆接口106，并且该机械开关100具有一第一端S1和一第二端S2，第二端S2为机械开关100的输出端，控制器104具有一输入端和一输出端，控制器104的该输入端连接至机械开关100的输出端S2，并且控制器104的该输出端用来输出一开关控制信号。电源转换器102是电源适配器的核心部件，用于将供电电源所提供的交流电或直流电转换为电子设备所需的直流电。然而，本领域的技术人员应当理解，在其他的一些具体实施例中，本发明的电源转换器还可以是一AC-AC电源转换器。电源转换器102连接至控制器104的输出端，接收控制器104输出的该开关控制信号，并根据该开关控制信号工作。更为详细地，当连接电缆插入电缆接口106时，机械开关100的第二端S2即输出端输出一第一信号给该控制器104的输入端，该控制器104根据该第一信号输出一第一开关控制信号，藉由该第一开关控制信号控制电源转换器102工作在正常模式。 当连接电缆从电缆接口106拔出时，机械开关100的第二端S2即输出端输出一第二信号给该控制器104的输入端，该控制器104根据该第二信号输出一第二开关控制信号，藉由该第二开关控制信号控制电源转换器102工作在打嗝模式(hiccup mode)。 [0047] 本领域的技术人员还应当理解，通过图1不仅可以清晰地示出用于电源适配器的节能控制装置的结构框图，同样也可以清晰地说明包含该节能控制装置的电源适配器的结构框图。为描述简便起见，此处不再赘述。 [0048] 图2为如图1所示的节能控制装置的一实施例的电路原理图。如图2所示，机械开关100的第一端S1接地，第二端S2(即机械开关的输出端)耦接至一预设的直流电压Vcc及控制器104的输入端。在本实施例中，当连接电缆插入电缆接口106时，机械开关100闭合，机械开关100的第一端S1和第二端S2接触，因机械开关的第一端S1接地则机械开关的输出端S2被拉低到地电位，即机械开关100输出的所述第一信号为一低电位信号给控制器104的输入端，控制器104根据所述第一信号输出所述第一开关控制信号控制电源转换器102运行在带负载时的正常模式。当连接电缆从电缆接口106拔出时，机械开关100关断，机械开关100的第一端S1和第二端S2彼此分离，因机械开关100的所述第二端S2连接至一预设的直流电压Vcc则机械开关的输出端S2被抬高至电位Vcc，即机械开关100的输出端输出的所述第二信号为一高电位信号给控制器104的输入端，控制器104根据所述第二信号输出所述第二开关控制信号控制电源转换器102运行在空载时的打嗝模式(hiccup mode)。 [0049] 在本发明一实施例中，控制器104的输入端为一使能端，当所述使能端为低电位时，控制器104输出所述第一开关控制信号控制电源转换器102运行在带负载时的正常模式；当所述使能端为高电位时，控制器104输出所述第二开关控制信号控制电源转换器102运行在空载时的打嗝模式(hiccup mode)。 [0050] 需要特别指出的是，在本发明的用于电源适配器的节能控制装置中，机械开关100的第二端S2耦接至一直流电压Vcc，当连接电缆插入电缆接口106时，机械开关100的第一端S1和第二端S2接触，机械开关100的第二端S2即输出端为一低电位，以及当连接电缆从电缆接口106拔出时，机械开关100的第一端S1和第二端S2彼此分离，机械开关100的第二端S2即输出端为一高电位。与此同时，藉由机械开关100的第二端S2的电位改变，来检测电源适配器是处于加载状态还是处于空载状态，然后再根据表征加载状态或空载状态的第一开关控制信号或第二开关控制信号来控制电源转换器102工作于正常模式或者打嗝模式。相比于现有技术，本发明的节能控制装置仅需设置一结构简单的机械开关，即可轻松检测出电源适配器的负载状态，进而使电源转换器处于节能模式。 [0051] 在本发明实施例中，当连接电缆插入电缆接口106时，机械开关100输出一低电位信号给控制器104，控制器104输出所述第一开关控制信号控制电源转换器102运行在带负载时的正常模式。当连接电缆从电缆接口106拔出时，机械开关100输出一高电位信号给控制器104，控制器104输出所述第二开关控制信号控制电源转换器102运行在空载时的打嗝模式(hiccup mode)。 [0052] 在本发明另一实施例中，可设计成当连接电缆插入电缆接口106时，机械开关100输出一高电位信号给控制器104，控制器104输出所述第一开关控制信号控制电源转换器102运行在带负载时的正常模式。当连接电缆从电缆接口106拔出时，机械开关100输出一低电位信号给控制器104，控制器104输出所述第二开关控制信号控制电源转换器102运行在空载时的打嗝模式(hiccup mode)。 [0053] 在本发明一实施例中，所述控制器104为一PWM控制器，所述第一开关控制信号为一第一脉宽控制信号，所述第一脉宽控制信号控制电源转换器102运行在带负载时的正常模式；所述第二开关控制信号为一第二脉宽控制信号，所述第二脉宽控制信号控制电源转换器102运行在空载时的打嗝模式。 [0054] 图3示出图1的节能控制装置中，设置于电源适配器的电缆接口的机械开关的一实施例的示意图。 [0055] 参照图3，该电缆接口为一USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口。机械开关100设置于USB接口内，当连接电缆插入该USB接口时，机械开关100的第一端和第二端接触，当连接电缆从USB接口拔出时，机械开关100的第一端和第二端彼此分离。 [0056] 在一具体实施例中，该USB接口包括一检测接脚203，为机械开关100的第二端S2也即输出端，该检测接脚203连接至控制器104的所述输入端及所述直流电压Vcc，该USB接口还包括接脚205、206和207均连接至接地电压，其即为机械开关100的第一端S1。则当连接电缆插入USB接口时，机械开关100的第一端S1和第二端S2接触，机械开关100的输出端输出一低电位，此低电位信号不影响控制器104，电源转换器102仍然工作在正常模式；当连接电缆从USB接口拔出时，机械开关100的第一端S1和第二端S2彼此分离，机械开关100的输出端输出一高电位，此高电位信号使控制器104输出一开关控制信号控制电源转换器102工作在打嗝模式也即节能模式。 [0057] 在本发明另一实施例中，所述机械开关100包括一弹性结构201，当连接电缆插入该电缆接口时，该弹性结构201产生形变从而机械开关100的第一端S1和第二端S2接触，当连接电缆从该电缆接口拔出时，弹性结构201恢复到初始状态从而机械开关100的第一端S1和第二端S2彼此分离。 [0058] 图4示出图1的节能控制装置中，设置于电源适配器的电缆接口的机械开关的另一实施例的示意图。 [0059] 参照图4，该电缆接口为一圆形插孔结构。该电缆接口内设置一机械开关100(图4中标记为301)以检测连接电缆是否插入该圆形插孔结构内。在一具体实施例中，该圆形插孔结构还包括一检测接脚303，其即为机械开关100的第二端S2也即输出端，该检测接脚 303连接至控制器104的所述输入端及所述直流电压Vcc，该圆形插孔结构还包括接脚305，连接至接地电压，其即为该机械开关100的第一端S1。 [0060] 类似于图3，该机械开关100包括一弹性结构，设置于该圆形插孔结构的内侧，当连接电缆插入该圆形插孔结构时，该弹性结构产生形变从而使机械开关100的第一端S1和第二端S2接触，当连接电缆从该圆形插孔结构拔出时，该弹性结构恢复到初始状态从而使机械开关100的第一端S1和第二端S2彼此分离，以检测连接电缆是否插入该圆形插孔结构内，也即检测电源适配器工作于加载状态还是空载状态。 [0061] 图5示出依据本发明的另一个方面，用于电源适配器的节能控制方法的流程示意图。参照图5，在该节能控制方法中，首先执行步骤S41，提供一机械开关于电源适配器的电缆接口，该机械开关具有一第一端和一第二端，其中，该第二端为机械开关的输出端。然后执行步骤S43，提供一控制器，将该控制器的输入端连接至机械开关的输出端，藉由该控制器的输出端输出一开关控制信号。接着，在步骤S45中，提供一电源转换器，以接收该控制器输出的开关控制信号，并根据开关控制信号工作。 [0062] 在一具体实施例中，当连接电缆插入该电源适配器的电缆接口时，机械开关输出一第一信号给控制器，控制器输出与该第一信号相对应的一第一开关控制信号，藉由该第一开关控制信号控制该电源转换器工作在正常模式。例如，所述第一信号为一低电位。又如，所述第一信号为一高电位。 [0063] 在另一具体实施例中，当连接电缆从该电源适配器的电缆接口拔出时，机械开关输出一第二信号给控制器，该控制器输出与该第二信号相对应的一第二开关控制信号，藉由该第二开关控制信号控制电源转换器工作在打嗝模式。例如，所述第二信号为一低电位。又如，所述第二信号为一高电位。 [0064] 采用本发明的节能控制装置和控制方法，在电源适配器的电缆接口设置一机械开关，通过机械开关的闭合与断开来检测连接电缆插入电源适配器的电缆接口或从该电缆接口拔出，进而使电源转换器运行于正常模式或节能的打嗝模式，以达到节能的目的，相比于现有技术，该节能控制装置不仅设计简单、成本较低，而且负载检测的可靠性高。 [0065] 上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。 |
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