[发明专利]离线电源

说明书

技术领域

根据本发明的至少一个实例通常涉及向低功率设备提供低电压电源。

背景技术

在家庭自动化和节能市场中，对“智能插座”以及更高成本且节能的其他智能电源产品的需求正在快速增长。比如，当“智能插座”检测到耦合到插座的设备已进入待机模式时，这种“智能插座”可以阻止能量流向插座。另外，多个“智能插座”也可以被联网在一起，以更有效地控制到多个插座的功率分配。

发明内容

根据本发明的多个方面针对电源系统，该电源系统包括输入线路、整流器、开关、电容器和控制电路，其中，所述输入线路配置为接收输入AC功率；所述整流器具有耦合到输入线路的输入和输出；所述开关具有耦合到整流器的输出的第一端和选择性地耦合到电感器的第二端；所述电容器耦合到电感器；所述控制电路耦合到电感器和电容器；其中，所述控制电路被配置为：控制所述开关以便将所述整流器的输出选择性地耦合到所述电感器以产生第一DC功率电平；当接收到所述第一DC功率电平时在第一操作模式下操作；检测整流的AC功率的相位角；以及响应于所述相位角的检测，转换到第二操作模式。

根据一个实施方式，控制电路还被配置成：当从接收来自电容器的第二DC功率电平时，在所述第二操作模式下操作。在另一个实施方式中，所述第一操作模式是工作操作模式，且所述第二操作模式是待机操作模式，并且其中所述第一DC功率电平大于所述第二DC功率电平。

根据另一个实施方式，控制电路包括耦合到电感器和电容器的处理器以及耦合到开关和电容器的控制器。在一个实施方式中，处理器被配置为在待机操作模式下将选定的处理器任务暂停。在另一个实施方式中，电源系统还包括过零点(zero-crossing)标志线，其被耦合到处理器并被配置成检测所整流的AC功率的相位角。另一个实施方式中，开关被控制器控制以便将整流器的输出选择性地耦合到电感器从而向电感器提供电压脉冲。

根据一个实施方式，开关是场效应晶体管。在一个实施方式中，所述开关以处于5MHz-20MHz范围内的切换频率被控制电路操作。在另一个实施方式中，电感器的值在10uH-500uH的范围内。在一个实施方式中，电容器的值在1nF至10μF的范围内。

根据一个实施方式，所述整流器、开关、电感器和控制电路被集成在单个芯片内。

根据本发明的另一方面针对向耦合到AC输入线路的处理器提供DC功率的方法，该方法包括：接收来自耦合到AC输入线路的AC电源的输入AC功率；整流所述输入AC功率以产生整流的AC功率；通过将所整流的AC功率选择性地耦合到电感器，由所整流的AC功率产生第一DC功率电平；向电容器和处理器提供所述第一DC功率电平并在第一操作模式下操作处理器；检测所整流的AC功率的相位角；以及响应于所述相位角的检测，将所述处理器转换到第二操作模式。

根据一个实施方式，将所述处理器转换到第二操作模式包括将所述处理器转换到待机操作模式，并且使所述电容器放电以在第二操作模式下向处理器提供小于所述第一DC功率电平的第二DC功率电平。在一个实施方式中，该方法还包括当处理器在所述待机操作模式下时将选定的处理器任务暂停。

根据另一个实施方式，检测包括监测耦合到处理器的过零点标志线，并确定对应于所整流的AC功率的相位角范围的过零点窗口，所述相位角范围包括在其处所整流的AC功率具有零电压值的相位角。在一个实施方式中，该方法还包括响应于过零点窗口已经过去的判定，将所述处理器转换到第一操作模式。

根据一个实施方式，产生包括使用具有固定频率和随相位角的变化而变化的占空比的控制信号将所整流的AC功率选择性地耦合到电感器。在一个实施方式中，将所整流的AC功率选择性地耦合到电感器包括使用控制信号控制开关以向电感器提供来自所整流的AC功率的电压脉冲。

根据本发明的多个方面还针对处理器系统，该处理器系统包括输入线路、处理器和装置，其中，所述输入线路被配置为接收输入AC功率，所述输入AC功率具有周期性波形，所述周期性波形包括在其处波形的电压小于阈值电压的部分；所述处理器被配置为在来源于所述输入AC功率的DC功率下操作；所述装置用于检测波形的电压并且在检测到电压大于压阈值时控制处理器以在第一操作模式下操作，以及用于在检测到电压等于或小于电压阈值时在第二操作模式下操作。

附图说明

附图不旨在按比例绘制。在附图中，用同样的数字表示在各图中示出的每个相同的或几乎相同的组件。为清楚起见，并非每个组件都可以标记在每个附图中。在附图中：