Настоящее изобретение относится к схеме электропитания для оборудования видеодисплея, в частности к схеме электропитания для видеодисплея, использующей источник электропитания (SMPS) коммутируемого режима и схему коррекции коэффициента мощности, которая может уменьшить потребление мощности схемой коррекции коэффициента мощности, во время управления дисплеем с целью экономии электропитания.
Описание связанной области техники
В настоящее время большинство схем электропитания для оборудования видеодисплея стремятся обеспечить источниками электропитания (SMPS) коммутируемого режима, так как постоянное или переменное напряжение электропитания легко может быть преобразовано в постоянные напряжения электропитания различных уровней посредством SPMS (См. US, 476528, 1988).
Некоторые схемы электропитания, имеющие SMPS, могут иметь схему коррекции коэффициента мощности. Схема коррекции коэффициента мощности, которая улучшает коэффициент мощности подаваемого электропитания путем коррекции формы волны тока, подаваемого на SMPS, который должен иметь почти синусоидальную форму, вообще подключается параллельно к входу SMPS. Оборудование видеодисплея, обеспеченное SMPS и схемой коррекции коэффициента мощности, выполняет управление дисплеем посредством микрокомпьютера с целью экономии электропитания. Другими словами, в случае, когда пользователь не использует оборудование видеодисплея в течение некоторого времени или вводит команду для управления дисплеем с целью экономии электропитания, оборудование видеодисплея понижает напряжение, подаваемое на катод электронно-лучевой трубки (CRT) от SMPS до заранее определенного уровня для осуществления управления дисплеем с целью уменьшения потребления электропитания, что приводит к уменьшению ненужного потребления электропитания, вызванного нормальной работой SMPS.
На фиг. 1 показана обычная схема подачи электропитания оборудования видеодисплея, обладающая функцией экономии электропитания. Рассмотрим фиг. 1, известная схема электропитания содержит схему выпрямителя 1 для выпрямления подаваемого переменного напряжения электропитания, схему коррекции коэффициента мощности 2 для регулирования формы волны выпрямленного постоянного напряжения электропитания для получения другого переменного напряжения электропитания, форма волны которого схожа с формой синусоидальной волны, SMPS 3 для преобразования напряжения электропитания, подаваемого через схему коррекции коэффициента мощности 2, в постоянные напряжения электропитания (B+1-B+n) различных уровней и микрокомпьютер 4 для определения, когда необходимо осуществлять управление дисплеем с целью экономии электропитания оборудования видеодисплея и для передачи сигнала управления высокого или низкого уровня на SMPS 3.
Схема коррекции коэффициента мощности 2 содержит катушку L1, диод D1, емкость C1, транзистор Q1 и схему управления коррекцией коэффициентом мощности 2a. Схема выпрямителя 1 может быть легко построена путем использования известных схем, с учетом их выпрямительных характеристик.
Далее будет описана работа известной схемы подачи электропитания на оборудование видеодисплея, обладающей описанной выше функцией экономии электропитания.
Входное переменное напряжение электропитания выпрямляется посредством схемы выпрямителя 1. Затем оно подается через емкость C1 и диод D1 схемы коррекции коэффициента мощности 2 на SMPS 3. На этом этапе напряжение электропитания Vcc1, выделенное посредством схемы деления (не показана) из напряжения электропитания, передаваемого с первичной стороны SМPS 3, непрерывно подается на схему коррекции коэффициента мощности 2a. Схема коррекции коэффициента мощности 2a непрерывно подает импульсный сигнал, имеющий заранее определенный период и уровень на базу транзистора Q1. Благодаря этому транзистор Q1 выполняет работу по включению/выключению в соответствии с импульсным сигналом, подаваемым на базу.
Если транзистор Q1 находится во "включенном" состоянии, то ток от транзистора Q1 подается на катушку L1. Если транзистор Q1 находится в "выключенном" состоянии, то ток, протекающий через катушку L1, пройдя через диод D1, накапливается в емкости C1. Благодаря этому корректируется и становится почти синусоидальной форма волны тока, соответствующего напряжению электропитания, подаваемому на SMPS 3. То есть мощность P описывается следующим выражением:
P = V•I•cos θ ,
где V - напряжение, I - ток, a cos θ - коэффициент мощности.
В соответствии с периодом времени между включением и выключением транзистора Q1 форма волны тока, соответствующего электропитанию, подаваемому на SMPS 3, принимает форму коммутируемой средней величины транзистора Q1, которая имеет почти синусоидальную форму. Следовательно, cos θ приблизительно становится равным 1, благодаря чему улучшается коэффициент мощности.
Микрокомпьютер 4 определяет, используется ли оборудование видеодисплея или получена ли команда на управление дисплеем с целью экономии электропитания в заранее определенных интервалах. Если микрокомпьютер 4 установит, что текущее состояние является нормальным состоянием, т.е. что оборудование видеодисплея используется нормально, то микрокомпьютер 4 передаст сигнал высокого уровня на SMPS 3 так, что на электронно-лучевую трубку (CRT) будет подаваться нормальное рабочее напряжение. Если микрокомпьютер 4 установит, что должно выполняться управление дисплеем с целью экономии электропитания, например, из-за того, что пользователь не использует оборудование видеодисплея в течение некоторого времени, то он передаст сигнал низкого уровня на SMPS 3. Таким образом, SMPS 3 подает сигнал напряжения более низкого уровня, чем заранее определенный уровень на оборудование видеодисплея с целью минимизации расхода мощности.
В известной схеме подачи электропитания, обладающей указанной выше функцией экономии электропитания, однако, микрокомпьютер 4 управляет выходом SMPS 3 во время осуществления управления дисплеем с целью экономии электропитания, для предотвращения ненужного расхода мощности. Однако мощность, расходуемая самой схемой коррекции коэффициента мощности 2a, не экономится, так как схема коррекции коэффициента мощности 2a принимает напряжение электропитания Vcc1 от первичной стороны SMPS 3. Поэтому известная схема подачи электропитания для оборудования видеодисплея не может эффективно выполнять управление расходом электропитания для уменьшения ненужного расхода мощности.
Краткое описание изобретения
Целью настоящего изобретения является предоставление схемы подачи электропитания на оборудование видеодисплея, имеющего импульсный источник электропитания (SMPS) и схему коррекции коэффициента мощности, которая может уменьшить потребление мощности схемой коррекции коэффициента мощности во время выполнения управления дисплеем с целью экономии потребляемой мощности.
Для достижения упомянутой выше цели, схема подачи электропитания на оборудование видеодисплея в соответствии с настоящим изобретением содержит:
устройство выпрямителя для выпрямления входного переменного напряжения электропитания;
устройство коррекции коэффициента мощности для коррекции формы волны тока, соответствующего выпрямленному напряжению электропитания, подаваемому от устройства выпрямителя для получения другого переменного напряжения электропитания, имеющего синусоидальную форму волны тока, в соответствии с первым источником питания постоянным напряжением;
устройство электропитания для преобразования переменного напряжения электропитания, подаваемого от устройства коррекции коэффициента мощности в постоянные напряжения электропитания различных уровней, включая первое постоянное напряжение электропитания, подаваемое на устройство коррекции коэффициента мощности;
устройство управления для выявления необходимости осуществления управления дисплеем для экономии электропитания оборудования видеодисплея и для передачи сигнала управления; а также
устройство коммутации для периодической коммутации первого постоянного напряжения электропитания, подаваемого на устройство коррекции коэффициента мощности в соответствии с сигналом управления, принимаемым от устройства управления.
На чертежах:
указанная выше цель, другие свойства и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после описания его предпочтительных исполнений со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 является диаграммой схемы известной схемы электропитания для оборудования видеодисплея, обладающего функцией управления расходом потребляемой мощности;
фиг. 2 является диаграммой схемы подачи электропитания на оборудование видеодисплея, обладающего функцией экономии мощности в соответствии с настоящим изобретением.
Детальное описание предпочтительных исполнений
На фиг. 2 показана схема электропитания для оборудования видеодисплея, обладающая функцией управления расходуемой мощностью в соответствии с настоящим изобретением. Обратимся к фиг. 2, схема подачи электропитания настоящего изобретения включает схему выпрямителя 10 для выпрямления подаваемого переменного напряжения электропитания, схему коррекции коэффициента мощности 20 для коррекции формы волны тока, соответствующего выпрямленному напряжению электропитания, получаемому от схемы выпрямителя 10, для получения другого переменного напряжения электропитания, имеющего почти синусоидальную форму тока, SMPS 30 для преобразования переменного напряжения электропитания, получаемого от схемы коррекции коэффициента мощности 20 в постоянные напряжения электропитания (B+1-B+) различных уровней, микрокомпьютер 40 для выявления необходимости осуществления управления дисплеем с целью экономии мощности и для передачи сигнала управления высокого или низкого уровня, и коммутирующую часть 50 для периодической коммутации электропитания Vcc2, подаваемого на схему коррекции коэффициента мощности 20 от SMPS 30 в соответствии с высоким или низким уровнем сигнала управления, передаваемого от микрокомпьютера 40.
Схема коррекции коэффициента мощности 20 содержит катушку L2, диод D2 для выпрямления переменного напряжения электропитания, подаваемого через катушку L2, схему управления коррекцией коэффициента мощности 20a для приема напряжения электропитания Vcc2, передаваемого от первичной части SMPS 30 и для передачи импульсного сигнала возбуждения заранее определенного уровня, транзистор Q1, который непрерывно устанавливается во включенное и выключенное состояние в соответствии с сигналом возбуждения схемы управления коррекцией коэффициента мощности 20a, и емкость C2, которая заряжается выходным сигналом диода D2.
Коммутирующая часть 50 содержит транзистор Q3, который устанавливается во включенное или выключенное состояние в соответствии с высоким или низким уровнем сигнала управления, передаваемого от микрокомпьютера 40, фотосоединитель PD1, состоящий из светодиода D3 и фототранзистора Q5, для управления подачей электропитания Vcc2 для запуска схемы управления коррекцией коэффициента мощности 20a.
Теперь будет описана работа схемы электропитания для оборудования видеодисплея настоящего изобретения в соответствии с описанной выше конструкцией.
Подаваемое переменное напряжение электропитания выпрямляется схемой выпрямителя 10, и выпрямленное напряжение электропитания подается на SMPS 30 через емкость C2 и диод D2 схемы коррекции коэффициента мощности 20. На этом этапе напряжение электропитания Vcc2, выделенное схемой деления (не показана) из постоянного напряжения электропитания, подаваемого с первичной стороны SMPS 30, непрерывно подается на схему управления коррекцией коэффициента мощности 20a. Схема управления коррекцией коэффициента мощности 20a непрерывно передает на базу транзистора Q2 импульсный сигнал, имеющий заранее определенный период и уровень, вызывая соответственно попеременное включение и выключение транзистора Q2.
Если транзистор Q2 находится во "включенном" состоянии, то ток протекает от транзистора Q2 к катушке L2. Если транзистор Q1 находится в "выключенном" состоянии, то ток, протекающий по катушке L2, накапливается в емкости C2, проходя через диод D2. Благодаря этому форма волны тока, соответствующего переменному напряжению электропитания, которое подается на SMPS 30, корректируется и становится почти синусоидальной. Здесь форма волны тока, соответствующего электропитанию, подаваемому на SMPS 30, принимает форму среднего коммутируемого значения транзистора Q2, которое имеет почти синусоидальную форму. Следовательно, улучшается коэффициент мощности и становится приблизительно равным 1.
Микрокомпьютер 40 определяет, использует ли пользователь оборудование видеодисплея или получена команда на управление дисплеем с целью экономии электропитания в заранее определенных интервалах. Если микрокомпьютер 40 находится в нормальном состоянии, т.е. если он установил, что пользователь соответствующим образом использует оборудование видеодисплея, то он передает сигнал управления высокого уровня на коммутирующую часть 50. Соответственно, транзистор Q3 переводится во включенное состояние, а транзистор Q4, переводится в выключенное состояние. Это вызывает выключение светодиода D3 и фототранзистора Q5. Таким образом, электропитание Vcc2 непрерывно подается на схему управления коррекцией коэффициента мощности 20a схемы коррекции коэффициента мощности 20. SMPS 30 работает для подачи нормального напряжения на CRT под управлением микрокомпьютера 40.
Если микрокомпьютер 40 установит, что текущее состояние является ненормальным, то есть что необходимо осуществить управление с целью экономии электропитания, то он передаст сигнал управления низкого уровня на коммутирующую часть 50. Соответственно, транзистор Q3 будет выключен, а транзистор Q4 будет включен, что вызовет включение светодиода D3 и фототранзистора Q5. Соответственно, электропитание Vcc2, которое должно подаваться на схему управления коррекцией коэффициента мощности 20a схемы коррекции коэффициента мощности 20, замыкается на заземление G1 через фототранзистор Q5.
В это же время микрокомпьютер 40 передает на SMPS 30 сигнал управления для выполнения управления дисплеем с целью экономии электропитания. Таким образом, выполняется управление SMPS 30 для подачи электропитания на CRT с напряжением более низкого уровня, чем заранее определенный уровень для минимизации потребления мощности.
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением, когда выполняется управление дисплеем с целью экономии электропитания в том случае, когда пользователь не использует оборудование видеодисплея в течение некоторого времени, электропитание, которое должно подаваться на схему коррекции коэффициента мощности, может отключаться, что приводит к эффективному уменьшению потребляемой мощности.
Схема электропитания для устройства видеодисплея обладает возможностью уменьшения ненужного потребления мощности, вызванного его потреблением схемой коррекции коэффициента мощности во время управления дисплеем, для получения технического результата - уменьшения потребляемой мощности. Схема подачи электропитания включает часть с выпрямителем, часть коррекции коэффициента мощности, часть управления для установки необходимости управления дисплеем с целью уменьшения потребления мощности видеодисплея и для передачи сигнала управления, а также коммутирующую часть для управления работой части коррекции коэффициента мощности в соответствии с сигналом управления, передаваемым от части управления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
| US 4766528 A, 23.08.98 | |||
| US 4787020 A, 21.11.88 | |||
| RU 94017130 A1, 10.01.96. |
