CN100367344C - 显示单元和省电控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供能在省电模式中降低功耗的显示单元和省电控制器。提供向连接到计算机主单元(200)的显示单元(100)供电以便显示图像的电源部分(110)、基于图像信号，执行图像显示的显示部分(120)、基于同步信号，控制电源部分(110)处于接通状态的通电模式和电源部分(110)处于断开状态的省电模式，以及省电终止确定电路(140)，由从计算机主单元(200)提供的用于外围设备的辅助电源驱动，替代为省电控制部分(130)以便基于同步信号，做出是否应当执行从省电模式返回到通电模式的确定，以及在确定应当执行返回到通电模式的情况下，至少使省电控制部分(130)返回到导通状态，以及具有比省电控制部分(130)低的功耗。

Description

显示单元和省电控制器
技术领域
本发明涉及连接到计算机主单元以便显示图像的显示单元，以及用于与显示单元一起使用的省电控制器。
背景技术
在连接到计算机主单元以便显示图像的显示单元中，设计成以如果在打开显示单元的电源后的预定时间周期中，未使用计算机，显示单元进入低功耗的省电模式的方式来省电的显示单元已经投入实际使用。
然而，传统的显示单元即使在省电模式中，通常也消耗3至5W的功率。
从环境保护和资源节省的观点看，在省电模式中，将显示单元的功耗降低到1W或更低的趋势在全世界范围内正日益增加。然而，由于以下所述的原因，当前难以将功耗降低到这种程度。
在当前的显示单元中，使用具有显示最佳屏幕上图像的重要功能，诸如控制显示参数的功能以及检测屏幕调节功能按钮输入信号的功能的微型计算机。主要由这种微型计算机构成的省电控制电路执行省电模式中的控制。
因此，在省电模式中，还需要向主要由微型计算机构成的节省控制电路提供电源。当前，为此，不能避免最低3至5W的功耗。
鉴于上述情形，本发明的目的是提供在省电模式中，具有降低功耗的显示单元以及用于与该显示单元一起使用的省电控制器。
发明内容
为实现上述目的而提供的显示单元是一种连接到计算机主单元来显示图像的显示单元，所述显示单元具有：
电源部分，向显示单元供电；
显示部分，基于从计算机主单元提供的图像信号，执行图像显示；
省电控制部分，基于包含在图像信号中的同步信号，控制电源部分处于接通状态的通电模式和电源部分处于断开状态的省电模式之间的切换；以及
省电终止确定电路，由从计算机主单元提供的用于外围设备的辅助电源驱动，替代为省电控制部分以便基于同步信号，做出有关是否应当执行从省电模式返回到通电模式的确定，以及在确定应当执行返回到通电模式的情况下，至少使省电控制部分返回到接通状态，具有低于省电控制部分的功耗。
在本发明的显示单元中，省电终止确定电路替代为省电控制部分以便检测返回到通电模式的命令。因此，即使在传统技术的省电模式中消耗功率的省电控制部分在省电模式中不需要电源。因此，与传统系统相比，省电模式中的显示单元的功耗显著地降低。
优选地，通过辅助电源，使上述省电终止确定电路部分将省电控制部分返回到接通状态同时使电源部分保持在断开状态；以及
其中，当通过辅助电源，使省电控制部分返回到接通状态时，应当再次做出有关是否应当执行从省电模式返回到通电模式的确定，在确定应当执行返回到通电模式的情况下，使电源部分返回到接通状态，以及在确定应当继续省电模式的情况下，通过辅助电源取消返回到接通状态。
如果如上配置本发明的显示单元，对用于确定省电终止的电路来说，不必具有用于严格确定的功能，以及可以用简单的电路实现省电终止确定。
为实现上述目而提供的省电控制器是一种用在显示单元中的省电控制器，该显示单元具有基于从计算机主单元提供的图像信号，执行图像显示的显示部分，以及用于供电的电源部分，省电控制器控制电源部分处于接通状态的通电模式和电源部分处于断开状态的省电模式之间的切换，省电控制器包括：
省电控制部分，基于包含在图像信号中的同步信号，控制通电模式和省电模式之间的切换；以及
省电终止确定电路，由从计算机主单元提供的用于外围设备的辅助电源驱动，替代为省电控制部分以便基于同步信号，做出有关是否应当执行从省电模式返回到通电模式的确定，以及在确定应当执行返回到通电模式的情况下，至少使省电控制部分返回到接通状态，以及具有低于省电控制部分的功耗。
在本发明的省电控制器中，省电终止确定电路替代为省电控制部分以便检测用于返回到通电模式的命令。因此，即使在传统技术中的省电模式中消耗功率的省电控制部分在省电模式中不需要电源。因此，与传统系统相比，使用本发明的省电控制器的显示单元的省电模式中的功耗显著地降低。
根据本发明，如上所述，能实现降低省电模式中的功耗的显示单元和省电控制器。
附图说明
图1是示意性表示连接本发明的一个实施例中的显示单元的计算机系统的图。
图2是示意性表示本发明的显示单元的实施例的结构的图。
图3是该实施例中的显示单元的电路图。
图4是示意性表示本发明的省电控制器的实施例的图。
具体实施方式
将描述本发明的实施例。
图1是示意性表示连接本发明的一个实施例中的显示单元的计算机系统的图。
如图1所示，该显示单元100通过显示信号电缆101连接到计算机主单元200以便显示图像。通过交流电源电缆102，将交流电提供到显示单元100。
除显示单元100外，将由操作者输入的命令提供给计算机主单元200的键盘201和鼠标202等等也连接到计算机主单元200。
通过交流电源电缆203，还将交流电提供到计算机主单元200。
图2是示意性表示本发明的显示单元的实施例的结构的图。
如图2所示，显示单元100是连接到计算机主单元200以便显示图像并具有电源部分110、显示部分120、省电控制部分130和省电终止确定部140的显示单元。
通过电源部分110，将功率提供到显示单元100。显示部分120基于从计算机主单元200提供的图像信号显示图像。省电控制部分130基于上述同步信号，控制电源部分110处于接通状态的通电模式和电源部分110处于断开状态的省电模式之间的切换。通过从计算机主单元200提供的用于外围设备的辅助电源，驱动省电终止确定部分140，以及替代作为省电控制部分130以便基于同步信号确定是否应当从省电模式返回到通电模式。
在该实施例的显示单元100中，当省电终止确定部140确定应当返回到通电模式时，通过辅助电源，使省电控制部分130返回到接通状态同时使电源部分110维持在断开状态。当省电控制部分130通过辅助电源返回到接通状态时，基于同步信号，再次做出有关是否应当从省电模式返回到通电模式的确定。当确定应当返回到通电模式时，省电控制部分130使电源部分110返回到接通状态。当确定应当继续省电模式时，省电控制部分130通过辅助电源取消返回到接通状态。
图3是该实施例中的显示单元的电路图。
如图3所示，显示单元100具有：输入交流电的交流输入端1、接通/断开交流电源的电源开关2、整流交流电的整流器6、准备用在显示单元部分中的控制功率流的功率准备(powerpreparation)部分7、VGA(视频图形阵列)连接器9，通过该连接器，接收从计算机主单元提供的用于外围设备的图像信号和辅助电源、显示部分/显示控制部分8，基于由R(红)、G(绿)和B(蓝)视频信号、HS(水平同步)信号和VS(垂直同步)信号形成以及经VGA连接器9从计算机主单元提供的图像信号，执行图像显示、显示模式/参数设置控制部分24，设置和控制用于图像显示的显示模式和参数、省电控制部分21，基于同步信号，控制电源部分110处于接通状态的通电模式和电源部分110处于断开状态的省电模式之间的切换，以及省电终止确定电路140。
在该实施例中，将包含来自VGA连接器9的+5V端子的电源用作外围设备的电源。
为便于说明，通过假定仅存在一个如上所述的省电模式的实施例，描述该实施例。
在该显示单元100中的交流输入端1、电源开关2、整流器6和功率准备部分7对应于根据本发明所引用的电源部分的例子。在该显示单元100中的显示部分/显示控制部分8和显示模式/参数设置控制部分24对应于根据本发明所引用的显示部分的例子。
由第一继电器mg1的线圈3、第二继电器mg2的b触点以及第一继电器mg1的a触点5、第一触发器10、第二继电器mg2的线圈11、第一晶体管12、第一与门13、或门14、第二触发器15、第二与门16、第三触发器17、第二晶体管18、第三继电器3的线圈19、第三继电器mg3的触点20、防反向电流二极管22和第三继电器mg3的b触点23组成省电终止确定电路140。
将这一省电终止确定电路14配置成以低于省电控制部分130操作的功耗操作。
在该实施例的显示单元中，具有线圈和触点的机械继电器用作第一继电器mg1、第二继电器mg2和第三继电器mg3的每一个。
现在将描述该实施例中的显示单元的操作。
首先，描述该显示单元100的初始操作。“初始操作”表示当经VGA连接器9，使显示单元100连接到计算机单元上时以及当显示单元100的电源开关2处于断开状态的同时，接通用于计算机主单元的电源时的显示单元100的操作。
经VGA连接器，从计算机主单元为显示单元100提供由R(红)、G(绿)和B(蓝)视频信号、HS(水平同步)信号和VS(垂直同步)信号形成的图像信号和用于外围设备的+5V的辅助电源。即使当电源部分110处于断开状态，省电终止确定电路140通过经VGA连接器9提供的辅助电源操作。
省电终止确定电路140的第一触发器10的输出Q维持在电平0，只要未接收来自省电控制部分21的*PSCL(省电时钟)信号。因此，在这种情况下，第一晶体管12和第二继电器mg2的线圈11不操作以及第二继电器mg2的b4触点维持在连接状态。*PSCL信号是用于使省电终止确定电路140的第一触发器10启动切换到省电模式的命令的信号。
在省电终止确定电路140中，第一触发器10的输出Q和来自VGA连接器9的VS(垂直同步信号)均输入到第一与门13。由于第一触发器10的输出Q为电平0，第一与门13的输出为0电平。这一输出被输入到第二触发器15的时钟端CL。因此，第二触发器15的输出Q为电平0。将这一输出Q和来自VGA连接器9的HS(水平同步信号)均输入到第二与门16以便产生将输入到第三触发器的时钟端CL的电平0输出。
由此，使第三触发器17的输出Q为电平0，因此，第二晶体管18和第三继电器mg3的线圈19不操作。由此，使第三继电器mg3的a触点20和b触点23分别设置在断开状态和连接状态。因此，经第三继电器mg3的b触点32，从功率准备部分7向省电控制部分21提供功率。
在这一初始操作中，将从第三触发器17输出的电平0省电返回信号25输入到省电控制部分21。
接着，将描述从接通显示单元100的电源开关2到显示单元100进入省电模式的时间的显示单元100的操作。
当在经第三继电器mg3的b触点23，从功率准备部分7向省电控制部分21提供功率的状态下，接通电源开关2时，由于如上所述，第二继电器mg2的b触点4处于连接状态，通过从交流输入端1提供的交流电，使第一继电器mg1的线圈3操作。由此，连接第一继电器mg1的a触点5以便通过整流器6，从交流输入端1向功率准备部分7提供交流电。由此，在功率准备部分7中生成控制功率流。
将在功率准备部分7中准备的一个控制功率流提供到显示部分/显示控制部分8和显示模式/参数设置控制部分24，以及使在功率准备部分7中准备的另一功率流经第三继电器mg3的b触点23和防反向电流二极管22，提供到省电控制部分21，由此允许显示单元操作以便显示。省电控制部分21发送出在通电时复位的复位信号以便执行各种寄存器等等的设置、复位、初始化等等。
当经VGA连接器9，从计算机主单元200(见图2)提供视频信号R、G和B、水平同步信号HS和垂直同步信号VS时，省电控制部分21基于水平同步信号HS和垂直同步信号VS，做出是否应当转换到省电模式还是应当继续通电模式的确定，以及进一步做出是否指定从省电模式返回到通电模式的省电返回信号25的电平的确定。如上所述，由于在省电返回信号25处于电平0的情况下，省电控制部分21确定不执行从省电模式返回到通电模式，确定显示模式以及经显示模式/参数设置控制部分24，向显示部分/显示控制部分8发送出最佳显示参数。
从VGA连接器9，为显示部分/显示控制部分8提供视频信号和同步信号以及基于从显示模式/参数设置控制部分24发送的最佳显示参数，执行图像显示。
接着，将描述在从通电模式切换到省电模式时的显示单元100的操作。
在计算机主单元200(见图2)，在等于或长于预定时间周期的时间中，未使用计算机的情况下，停止从计算机主单元200发送出水平同步信号和垂直同步信号。根据使显示单元100(见图2)从通电模式改变到省电模式的命令，执行该操作。
在该例子中，已经描述了通过停止发送出水平同步信号和垂直同步信号，使计算机200改变到省电模式的命令的例子。然而，本发明不限于这一例子。可以根据用于改变到省电模式的命令，停止发送出水平同步信号和垂直同步信号其中之一。
在传统显示单元的情况下，当从计算机主单元接收用于改变到省电模式的命令时，在显示单元上停止电源部分到显示部分/显示控制部分的电源供给。然而，在这种情况下，电源部分仍然处于导通状态以及通过整流器和电源部分，继续向显示模式/参数设置控制部分和省电控制部分供电。在这种情况下，开始检测水平同步信号和垂直同步信号的操作以及等待用于从计算机主单元发送用于返回到省电模式的命令。
在该实施例的显示单元100中，省电控制部分21确定当检测到来自计算机主单元100的水平同步信号和垂直同步信号停止时，从计算机主单元接收到用于改变到省电模式的命令，以及将*PSCL信号输入到省电终止确定电路140的第一触发器10的设置端S。由此，使第一触发器10的输出Q改变到电平1以便导通第一晶体管12。由此，第二继电器mg2的线圈11设置在通电状态中以便断开第二继电器mg2的b触点4。
由此，使第一继电器mg1的线圈3设置在非通电状态以便断开第一继电器mg1的a触点5。由此停止向整流器6和其他后续部分供电以便实现转变到省电模式。在这种情况下，来自电源部分110的电源变为0。
当经VGA连接器9，将垂直同步信号VS从计算机主单元发送到第一与门13时，第一与门13允许垂直同步信号VS从此通过，因为第一触发器10的输出Q变为电平1，由此使垂直同步信号输入到第二触发器15的时钟端CL。
显示单元100维持上述状态，只要未从计算机主单元发送从省电模式返回到通电模式的命令。
接着，将描述从省电模式返回到通电模式时的显示单元100的操作。
当计算机主单元200(见图2)检测某一特定事件，例如使用键盘的输入操作或使用鼠标的指示操作，从计算机主单元200发出水平同步信号和垂直同步信号作为使显示单元100从省电模式返回到通电模式的命令。
传统的显示单元配置成当省电控制单元检测到来自计算机主单元、用于返回到通电模式的命令时，确定应当执行从省电模式返回到通电模式，以及开始用于返回到通电模式的操作。
在该实施例的显示单元中，不为省电控制部分21供电，因此，当水平同步信号HS和垂直同步信号VS到达VGA连接器9时，省电控制部分21不操作。然而，该实施例中的显示单元100配置成省电终止确定电路140替代为省电控制部分21以便基于同步信号，确定是否应当从省电模式返回到通电模式，以及当省电终止确定电路140确定应当返回到通电模式时，使省电控制部分21返回到接通状态。
即，当来自计算机主单元的水平同步信号HS和垂直同步信号VS到达VGA连接器9时，省电终止确定电路140的第一与门13允许垂直同步信号VS从此通过，因为此时，第一触发器10的输出Q维持在电平1。由此，垂直同步信号VS输出到第二触发器15的时钟端CL。由此，使第二触发器15的输出Q改变成电平1并输入到第二与门16。由于还将水平同步信号HS输入到第二与门16，使第二AND门16的输出输入到第三触发器17的时钟端CL以便使第三触发器17的输出Q改变成电平1。通过第三触发器17的输出Q，导通第二晶体管18以便将第三继电器mg3的线圈19设置在通电状态，从而断开第三继电器mg3的b触点23以及连接第三继电器mg3的a触点20。还将第三触发器17的输出Q作为省电返回信号25输入到省电控制部分21来用作从省电模式返回到通电模式时的确定信号，如下所述。
由此，连接第三继电器mg3的a触点20以便经VGA连接器9，从计算机主单元，将+5V辅助电源供给省电控制部分21，从而使省电控制部分21返回到接通状态。由于建立通过第三继电器mg3的b触点23的连接以及由于存在防反向电流二极管22，仅将+5V辅助电源提供到省电控制部分21。
即，在该实施例中的显示单元100配置成当省电终止确定电路140确定应当返回到通电模式时，通过辅助电源，使省电控制部分21返回到接通状态同时使电源部分110维持在断开状态。在该实施例中的显示单元100还配置成当通过辅助电源，使省电控制部分21返回到接通状态时，基于同步信号，再次做出是否应当执行从省电模式返回到通电模式的确定，在确定应当执行返回到通电模式时，使电源部分110返回到接通状态，以及在确定应当继续省电模式时，通过辅助电源取消返回到接通状态。
即，在通过由第二触发器15和第三触发器17构成的省电终止确定电路140的确定结果不正确的情况下，省电控制部分21通过复位省电终止确定电路140，输出取消省电控制部分21返回到接通状态的*PEPS(复位省电)信号。
例如，在尽管第三触发器17的输出Q为电平1，但在检测到水平同步信号和垂直同步信号后，在预定时间周期期间不稳定地提供水平同步信号和垂直同步信号的情况下，省电控制部分21输出*REPS信号。在接收*REPS信号的省电终止确定电路140中，通过或门14的输出，复位第二触发器15和第三触发器17；断开第二晶体管18；将继电器mg3的线圈19设置在非通电状态中；连接第三继电器mg3的b触点23；以及断开第三继电器mg3的a触点20，从而取消省电控制部分21返回到接通状态。
如果在预定时间周期期间，稳定地提供水平同步信号和垂直同步信号，省电控制部分21确定应当执行从省电模式完全返回到通电模式，以及向省电终止确定电路140发出表示终止省电模式的＊PSEND信号。
当＊PSEND信号输入到第一触发器的复位端R时，来自第一触发器10的输出变为电平0以便断开第一晶体管12以及将第二继电器mg2的线圈11设置在非通电状态，从而连接第二继电器mg2的b触点4以及连接第一继电器mg1的触点5以便完全转变到通电模式。然后，通过整流器6，将交流电供给功率准备部分7以及在功率准备部分7中准备控制功率流。
这一控制功率提供到显示部分/显示控制部分8、显示模式/参数设置控制部分24以及经第三继电器mg3的b触点23和防反向电流二极管22供给省电控制部分21，从而允许显示单元操作以便显示。省电控制部分21在上电时发出复位信号以便执行寄存器等等的设置、复位、初始化。
经OR门14，还将*PSEND信号输入到第三触发器17的复位端R以便将第三触发器17的输出Q设置到电平0。由此，使第二晶体管18断开以便使第三继电器mg3的线圈19设置在非通电状态。连接第三继电器mg3的b触点23以及断开第三继电器mg3的a触点20。结果，停止经VGA连接器9，将+5V辅助电源从计算机主单元供给省电控制部分21。
因此，显示单元100恢复图像显示。
如上所述，在该实施例的显示单元100中，省电终止确定电路140替代为省电控制部分21以便检测用于返回到通电模式的命令。因此，在省电模式中，不需要向省电控制部分21供电。因此，与传统系统相比，显著地降低省电模式中显示单元的功耗。
接着，将描述本发明的省电控制器。
图4是示意性表示本发明的省电控制器的实施例的结构的图。
如图4所示，这一省电控制器330是控制显示单元300中在省电时的电源的设备，显示单元300具有基于从计算机主单元200提供的图像信号，显示图像的显示部分320和向显示部分320供电的电源部分310。这一省电控制器330具有省电控制部分340和省电终止确定电路350。
省电控制部分340基于同步信号，控制电源部分310处于接通状态的通电模式和电源部分310处于断开状态的省电模式之间的切换。省电终止确定电路350由从计算机主单元200提供的用于外围设备的辅助电源驱动，并替代为省电控制部分340以便基于同步信号，确定是否应当执行从省电模式返回到通电模式。当省电终止确定电路350确定应当执行返回到通电模式时，至少使省电控制部分340返回到接通状态。省电终止确定电路350被配置成以低于省电控制部分340操作的功耗操作。
这一省电控制部分340和这一省电终止确定电路350具有与参考图2和3所示的显示单元100中的省电控制部分130和省电终止确定电路140相同的结构以及用与上述省电控制部分130和省电终止确定电路140相同的方式操作。因此，将不重复它们的详细描述。
在上述每个实施例的描述中，已经描述了从VGA连接器提供的辅助电源，即从计算机主单元提供的以便驱动省电终止确定电路的用于外围设备的辅助电源的例子。然而，本发明不限于这一例子。例如，可以从接口，诸如USB连接器或DVI(数字可视接口)连接器，提供辅助电源。
在上述每个实施例的描述中，已经描述了使用具有线圈的机械继电器和作为第一继电器mg1、第二继电器mg2和第三继电器mg3的每一个的触点的例子。然而，可以使用半导体开关，诸如晶闸管或光电耦合器来代替机械继电器，因为第一触发器10和第三触发器17的输出Q均是能直接通过其控制端或通过电平转换，控制半导体开关的TTL逻辑输出。
可以通过利用来自第一触发器10和第三触发器17的TTL逻辑输出，直接导通/断开整流器6。
尽管在该实施例中，将省电终止确定电路配置成在从省电模式返回到通电模式时，仅使省电控制部分返回到接通状态，该配置还可以是例如使整个单元返回到接通状态。

Claims (3)

1.一种连接到计算机主单元以显示图像的显示单元，包括：
电源部分，向所述显示单元供电；
显示部分，基于从所述计算机主单元提供的图像信号，执行图像显示；
省电控制部分，基于包含在所述图像信号中的同步信号，控制所述电源部分处于接通状态的通电模式和所述电源部分处于断开状态的省电模式之间的切换；以及
省电终止确定电路，由从所述计算机主单元提供的用于外围设备的辅助电源驱动，基于所述同步信号，做出是否应当执行从所述省电模式返回到所述通电模式的确定，以及在确定应当执行返回到通电模式的情况下，至少使所述省电控制部分返回到接通状态，以及具有低于所述省电控制部分的功耗。
2.如权利要求1所述的显示单元，其中，当所述省电终止确定电路确定应当执行返回到所述通电模式时，通过辅助电源使所述省电控制部分返回到接通状态同时使所述电源部分保持在断开状态；以及
其中，当通过辅助电源使所述省电控制部分返回到接通状态时，所述省电控制部分基于所述同步信号，再次做出是否应当执行从所述省电模式返回到所述通电模式的确定，在确定应当执行返回到通电模式的情况下，使所述电源部分返回到接通状态，以及在确定应当继续所述省电模式的情况下，通过辅助电源取消返回到接通状态。
3.一种用在显示单元中的省电控制器，所述显示单元具有基于从计算机主单元提供的图像信号，执行图像显示的显示部分，以及供电的电源部分，所述省电控制器控制所述电源部分处于接通状态的通电模式和所述电源部分处于断开状态的省电模式之间的切换，所述省电控制器包括：
省电控制部分，基于包含在所述图像信号中的同步信号，控制所述通电模式和所述省电模式之间的切换；以及
省电终止确定电路，由从所述计算机主单元提供的用于外围设备的辅助电源驱动，替代为所述省电控制部分以便基于所述同步信号，确定是否应当执行从所述省电模式返回到所述通电模式，以及在确定应当执行返回到所述通电模式的情况下，至少使所述省电控制部分返回到接通状态，以及具有低于所述省电控制部分的功耗。
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