CN1026843C - 遥控电源设备 - Google Patents

Abstract

遥控电源有切换元件、主电源、通/断译码器、待机电源和第二译码器等。切换元件有耦合到输入电源的主切换部分和响应切换信号的通/断控制部分。主电源包括主切换部分闭合时接受电源供电的输入端和供电给负荷的输出端。通/断译码器对包括运行和待机的多状态指令译码，提供切换信号。待机电源耦合到电源，在待机期间给通/断译码器供电，而切换元件将主电源从电源断开。第二译码器对指令的其它状态译码。两译码器可配异步工作分立系统时钟发生器。

Description

本发明涉及遥控电源。

电视接收机处于待机工作状态期间其消耗的功率可能在2瓦与20瓦之间。实际消耗的功率取决于接收机待机工作状态的方式。有一种现有技术方法采用了一个小电源，这个小电源有一个电源变压器供电给遥控接收器和译码器。接收机的主电源借助于例如机电式继电器断开。另一种使电视接收机进入待机状态的现有技术方法是卸除切换式电源的负荷，具体作法是抑制水平扫描振荡器的输出信号，从而使电源所激励的行偏转高压发生器不起作用。在切换式电源的另一种方式中，控制电路对经译码的通/断信号作出反应，并激励电源的主切换部分。但这种方式有这样的缺点：切换式电源控制电路在待机期间仍然通电，从而在该期间消耗相当大的功率，达若干瓦的范围。

上述切换式电源的次级一侧空载时，电路处于猝发方式的待机工作状态中，这时电源继续给遥控接收器和译码器提供待机电压。切换式电源在低负荷情况下的效率较差，因此这种电源总的功率消耗会很高。此外，由于电源不断提供高电平的输出电压，加有这些输出电压的水平输出晶体管和其它元件在待机期间都仍然处于这些电压下。从可靠性的角度看，我们不希望有这种情况。

本发明的目的是为了提供一种在待机期间功率消耗极小、在该工作方式下工作的电路较少的遥控电源。

在本发明遥控电源的一个配置方式中，开关元件有一个耦合到输 入电源的主切换部分和一个对通/断切换信号作出反应的通/断控制部分。主电源包括一输入端和一输出端，输入端在主切换部分处于闭合位置时接收来自本地输入电源的供电，输出端则供电给负荷。有一个通/断译码器对指令信号进行译码，以便给开关元件的控制部分提供通/断切换信号，指令信号则有多种状态，包括运行状态和待机状态。第二译码器响应于指令信号，对指令信号的其它状态进行译码。待机电源耦合到输入电源上，在待机期间给通/断译码器提供待机供电。开关元件在待机状态下将主电源从地方电源断开，从而在待机期间实质上没有给主电源供电。

在实施本发明时，通/断译码器可以采用MOS（金属氧化物半导体）器件构成。这样的好处是，可以使待机电源的功率消耗小于1瓦，例如200毫瓦。

在实现本发明的各种配置方式时，还必须保持与交流电源电压的隔离，使人不致触电。为达到所要求的隔离，不隔离的部分包括开关元件的上述两部分、主电源的输入端和通/断译码器。隔离部分包括遥控译码器、主电源的输出端和由主电源供电的负荷。

按照本发明的另一配置方式，两译码器各自都设有系统时钟发生器以提供主时钟信号供译码器工作之用。两发生器彼此异步工作。这种配置方式比两个译码器按系统时钟发生同步的配置方式有利。举例说，当通/断译码器在隔离阻挡层的一侧、遥控译码器在隔离阻挡层另一侧的情况下，要使两个译码器同步工作就需要采用另外的信号耦合器，例如变压器或光耦合器，将同步信号在处于隔离阻挡层两侧的两个译码器之间传递。两个译码器采用异步工作的系统时钟发生器，就无需另设信号耦合器。

图1a示出了实施本发明的遥控电源。

图1b示出了由图1a的遥控电源供电的红外接收器线路。

图2a和2b示出了图1a线路的一部分，详细示出了信号处理器和通/断译码器。

图3示出了包括电视接收机电源细节的图1a线路的一部分。

在图1a所示的电视接收机遥控电源中，未经调节的交流电源输入电压的电源10与电源开关S1的主切换部分T1串联耦合。主切换部分T1包括一个三端双向可控硅开关元件，该开关元件的控制极耦合到包括一光三端双向可控硅开关元件T2的控制部分。

当主切换部分切换到闭合位置时，也就是说，当三端双向可控硅开关元件T1导通时，交流电源电压加到主电源19的输入端19a上，给电源供电，并使输出端19b供电给图1a中总的以负荷8表示的输出端负荷。

三端双向可控硅开关T1的通/断控制信号由信号处理器和通/断译码器16提供，信号处理器和通/断译码器16是对图1b的红外接收二极管D3所收到的红外遥控指令信号进行译码。红外指令信号可由普通的红外发射器产生（图1b中未示出）。用红外脉冲来调制二极管D3的导通，此经调制的导通由包括一红外接收器集成电路U2的红外接收器级14进行处理。在集成电路U2的插脚9处产生串行数据，这些串行数据表示电视观众操纵红外发射器所引发的各种电视接收机的指令信号码。

成串的指令信号以串行数据的形式耦合到译码器16的端子SD1。这些数据在译码器16内加以处理，以确定已发送的是指令信号的运行状态或待机状态。这两种状态中只要有一种经过译码，则在译码器16的通/断（ON/OFF）端子处就有相应的表示导通指令或断开指令的电压电平产生。

举例说，假设电视接收机在待机方式下工作，则三端双向可控硅开关T1打开，即不导通，且主电源19与交流电源10断开，从而使待机期间实质上没有给主电源19供电。对指令信号的运行状态译码时，译码器16通/断端子处的通/断切换信号的电平降低。这时光三端双向可控硅开 关T2中的二极管开始导通，使T2的三端双向可控硅开关部分得到偏压而导通，从而给主三端双向可控硅制开关T1提供选通信号，使T1导通。交流电源10因三端双向可控硅开关T1导通而接到主电源19上，从而加大给负荷8的供电量。

交流电源10还可以通过三端双向可控硅开关T1接上一个去磁电路24，这样做有好处。这样，当开始转入运行工作方式、三端双向可控硅开关T1导通时，电视接收机就进行去磁。

当电视观众想使电视接收机处于待机状态时，就由红外发射器发送红外指令的待机状态信号，由二极管D3加以接收，在红外接收器U2中进行处理，然后作为通/断译码器16的串行数据从集成电路U2的插脚9供到译码器的端子SD1上。指令信号的译码待机状态在译码器16的通/断端子处产生通/断切换信号的断开状态。断开状态，举例说高电平状态，截止光三端双向可控硅开关T2中二极管的导通状态，从而使光三端双向可控硅开关T2的三端双向可控硅开关部分在交流电源电压下一次通过零时不导通。这导致加到三端双向可控硅开关T1的选通脉冲的消除，并使三端双向可控硅开关在交流电源经过零时处于不导通状态。于是交流电源从电视机主电源19断开，使负荷8得不到供电。

同时，去磁电路24得不到供电。这时去磁电路中的PTC（正温度系数）元件就可以冷却下来，从而使去磁电路为下一次当电视接收机切换回到运行工作状态时的去磁操作做好准备。

配备译码器21，并经由电源线11从电源19的输出端19b对其供电，这样做有好处。该译码器在待机状态下保持不供电状态，只有在主电源19获得供电之后的运行状态中才得到供电。遥控信号数据从信号处理器和通/断译码器16的串行输出端子SDO经由光耦合器U3供到译码器21上。在端子SDO处的遥控信号数据含有红外接收器级14所提供的红外指令信号信息。

遥控译码器21获得的供电量提高之后，它对指令信号运行状态和待机以外的状态进行译码，以开始诸如频道选择、音量控制等之类的操作。为达到此目的，遥控译码器21包括一在信号线路15上产生适当控制信号的微处理器。这些信号就传送到执行受控操作的电视接收机适当电路上。

下面接下去介绍待机电源13，这个电源在待机期间提供操作电压VCC，以激励需要对红外指令信号的运行和待机状态进行译码、并产生通/断切换信号的线路。因此在图1中，待机电源13给信号处理器以及通/断译码器16和图1b的红外接收器级14提供操作用电。

待机期间需要供电的电路是那些需要处理红外指令信号和对运行/待机状态进行译码的电路。应用MOS技术就可以用MOS器件制造通/断译码线路。这样，MOS译码线路的耗电量就非常小，VCC待机电压为+5伏、消耗电流为2毫安时约为10毫瓦。红外接收器集成电路U2是个CMOS（互补金属氧化物半导体）集成电路，因而其耗电量在待机期间也非常小，当红外接收器级14消耗2毫安的电流时约为10毫瓦。由于配备分立的通/断译码器16，因而在待机期间可以不用向遥控译码器和微处理器21供电，从而使待机电源13无需给微处理器供电。

由于主电源19在待机期间无需供电，因而在待机期间可以用开关T1将其从交流电源10上断开。这样，与现有技术的电路相比，主电源19在待机期间实质上不消耗功率，且交流电源10的总供电量小于1瓦，即约为200毫瓦。

图3示出了图1a遥控电源的一部分，其中包括了主电源19的细节。图3中，电源19的输入端包括一全波桥式整流器31，该整流器具有输入端子31a和31b，分别连接到三端双向可控硅开关T1和交流电源10远离三端双向可控硅开关的端子上。桥式整流器输出端子31c处经全波整流的电压由电容器32进行滤波，电容器32还连接到桥式整流器的回流端子 31d上。

主电源19可以是切换式的，它包括一具有初级线圈W1和次级线圈W2至W5的变压器TR。初级线圈W1连接有开关晶体管Q3，该晶体管由控制电路33控制。控制电路33的起动电压获自桥式整流器端子31c。

切换式电源以逆向变换器的方式工作，次级线圈两端经调节的电压在回扫期间由形成直流二次供电电压源34-37的电路整流和滤波。二次供电电压源34在起动之后给控制电路33提供操作用电。同样，二次供电电压源35-37给诸如遥控译码器和微处理器21、水平偏转和高压电路38之类的负荷电路以及图3中总的以编号39表示的其它负荷电路（例如电视接收机使用的各种集成电路）提供操作用电。

当图3的光三端双向可控硅开关T2收到来自图1a的译码器16的通/断切换信号的断开状态时，三端双向可控硅开关T1在电源电压下一次通过零时不导通，将交流电源10从切换式电源19的桥式整流器31上断开。由于解除了遥控译码器和微处理器21的通/断译码功能，因而待机电源13工作时无需连接到遥控译码器和微处理器21或切换式电源19的控制电路33。微处理器和控制电路两者在待机期间实质上仍然处于不供电状态。

设计图1a的遥控电源时，必须考虑将其与交流电源10加以隔离，使人不致触电。由于待机期间需加以供电的电路的数目极少，且在待机期间只需用通/断译码功能，因而大大简化了隔离阻挡层隔离侧与不隔离侧之间的分隔。如图1a和1b中所示，下列各元件安置在阻挡层的不隔离侧：信号处理器和通/断译码器16、红外接收器级14、电源开关S1、去磁电路24、主电源19的输入端19a和待机电源13。电视接收机其余电路（除光耦合器U3外）可以放在隔离阻挡层23的隔离侧。这些电路包括电源19的输出端19b以及遥控译码器和微处理器21。

由于通/断译码器16位于不隔离侧，因而交流电源10给译码器的供 电没有越过隔离阻挡层传送。这样的好处是，待机电源中无需设电源隔离变压器。

主电源越过隔离阻挡层传送时是在电源19中从输入端19a至输出端19b发生的。在实施图3的切换式电源时，隔离阻挡层系安置在变压器TR中初级线圈W1与隔离次级电源线圈W3-W5之间的。线圈W2位于不隔离侧，它给切换式电源控制电路33供电。

另外还有这样的好处，即只需一个横贯隔离阻挡层的小信号交叉点。这个交叉点经由光耦合器U3，此光耦合器将串行数据输出端子SDO处产生的遥控指令数据传送到遥控译码器和微处理器21。

通/断信号流动通路完全在隔离阻挡层23的隔离侧，这一点有好处。这样，通/断译码器16所产生的通/断切换信号就通过无需隔离阻挡层的控制部分T2耦合到三端双向可控硅开关T1的控制极上。采用光三端双向可控硅开关作为控制部分T2有好处，因为光三端双向可控硅开关可以装设零压开关电路，这个电路不难给三端双向可控硅开关T1的控制极提供脉冲。

由于待机电源13上待机负荷的功率需求量非常小，小于1瓦，即25毫瓦，因而待机电源13可以装设中等大小的非阻性阻抗，即电容器C1，以减小加到小桥式整流器D1上的电源电压的幅值，从而获取小幅值的直流电压。电容器C1消除两幅值的差值。齐纳二极管D2为稳压器U1提供过电压保护，由稳压器U1提供经调节的待机电压VCC。小限流电阻器R1与电容器C1串联耦合，极大电阻器R2则耦合在该电容器的两端以提供小而连续的放电电流。

图2a和2b示出了图1a线路的一部分，示出了信号处理器和通/断译码器16的细节。在图1b的红外接收器集成电路U2的插脚9处获得的呈串行数据形式的红外指令信号耦合到遥控译码器U4的输入端插脚9上。由于译码器16只需要一个通/断译码功能，因而可以采用象CMOS集成电路 SAA3049之类的简单遥控译码器而不采用复杂的微处理器作为图2b的译码器U4。译码器U4处理遥控串行数据，检查数据的有效性，并将数据在插脚1-6转换成辅助的六位并行形式。

举例说，在发射器中使用集成电路SAA3027时，指令信号的待机状态就作为数字码001100发送出去。指令信号的运行状态以数字码000000至001011中的任一数字码表示。这就是说，按压发射器上若干按钮中的任何一个（例如频道号按钮中任何一个）以及按压通/断按钮，都被看成一个表示观众想开电视接收机的指令。

为对指令信号的运行状态进行译码，配备了一个运行状态译码器17。译码器17包括CMOS逻辑比较器U6和CMOS双“与非”门集成电路，该集成电路可分隔成两个门U7A和U7B。在遥控译码器U4的插脚1-4处产生的四个最高有效位耦合到“与非”门U7B，并耦合到逻辑比较器U6的A0-A3输入端插脚上。U6的A＞B输出端插脚5和“与非”门U7B的输出作为输入加到“与非”门U7A上。

当译码器17检测出红外指令信号的运行状态时，其在“与非”门U7A的插脚6处的输出进入低电平，给CMOSD型触发器U8A的CL插脚提供清零或复位信号。U8A是两个触发器U8A和U8B中的一个触发器，U8A和U8B则为CMOS双D型触发器集成电路的部分。将D型触发器U8A清零时使其输出端复位到低电平。低Q输出产生图1三端双向可控硅开关驱动器T2用的通/断切换信号的导通状态。结果是使图1的三端双向可控硅开关T1导通，使主电源19可由交流电源10供电，并开电视接收机。

为对红外指令信号的待机状态进行译码，配备了一个3至8线CMOS译码器U5。遥控译码器U4的数据输出插脚1、2和5分别连接到U5的三输入线插脚1-3。遥控译码器U4的并行输出数据插脚3、4和6分别连接到U5的启动插脚5、4和6。

当收到表示红外指令信号的待机状态的001100数字码时，待机状态译码器U5的Y7输出端进入低电平。Y7输出端耦合到触发器U8A的预调输入端PR。输出端Y7进入低电平时，U8A将其Q输出端预调到高电平，将其“非”Q输出端预调到低电平。当Q输出端进入高电平，表明通/断切换信号处于断开状态时，三端双向可控硅开关T2的驱动器部分在交流电源下一次过零时变得不导通。于是三端双向可控硅开关T1的选通信号被消除，主电源19从交流电源10断开，关掉电视接收机，使其进入待机工作状态。

表明电视接收机处于待机工作状态可以通过将图1的发光二极管D5经由通/断译码器16的端子LED耦合到触发器U8A的“非”Q输出端来进行。在待机状态下，在“非”Q输出端处于低电平的情况下，电流流经发光二极管D5，提供所要求的指示。发光二极管D5所需的电流非常小，约为1毫安，因而在待机电源13上产生的附加负荷非常小。

电源接通复位电路18包括作为倒相器工作的D型触发器U8B、耦合到清零输入端CL的电容器C14和与耦合到电容器C14和VCC的二极管D4并联连接的电阻器R11。电阻器R11与电容器C14形成时间常数较小的电路。触发器U8B的“非”Q输出端耦合到译码器U4的RES输入端，并用以使译码器复位。延迟电源接通复位电路6包括电阻器R17、电容器C22和二极管D7和D8，该电路将触发器U8A的Q输出预调到断开状态。时延由电阻器R17和电容器C2形成的较长时间常数电路提供。

手动接通操作可借助于图1a的单极单掷开关S2进行，开关S2在闭合位置时将触发器U8A的输入端CL经由二极管D9接地。译码器U4也应复位以清除其输出端，该输出端如不清除可能会妨碍触发器U8A的清除过程。为此，相互接通开关S2还经由二极管D6耦合到电源接通复位触发器U8B的清除输入端CL上。

图2a中，在端子SDI处的串行红外指令数据由红外接收器集成电路 U2产生，在微处理器在运行状态下获得供电量增加之后经由光耦合器U3耦合到遥控译码器和微处理器21上。在端子SDI中的串行数据与输入到光耦合器U3的二极管之间可以加一个放大级12，使光耦合器具有充分的激励电平。若红外接收器集成电路能充分激励，则可以不用激励级12。

遥控译码器21安置在隔离阻挡层23的隔离侧，遥控译码器U4用以通/断译码，安置在不隔离侧。各译码器有各自的独立工作的电源接通复位电路，电路18是译码器16的，图2a的电路7是译码器21的。

各译码器还具有各自的独立工作的系统时钟发生器，用以产生译码器逻辑电路的主系统时钟。这些系统时钟发生器用于通/断译码器U4的在图2b中以XTL1表示，用于遥控译码器和微处理器21以XTL2表示。两译码器都能对异步加上的指令信号数据进行译码。这样做有好处：无需另一个信号耦合元件将同步信息横贯隔离阻挡层传送。

Claims (21)

1、一种遥控电源设备，其特征在于，它包括：

切换装置(T1)，具有一耦合到输入电源(10)的主切换部分，还具有一响应通/断切换信号的通/断控制部分；

一主电源(19)，包括一输入端(19a)和一输出端(19b)，输入端在所述主切换部分处于导电状态时接收来自所述电源的供电，输出端用以供电给各负荷(8)；

一通/断译码器(16)，用以对具有包括运行状态和待机状态的多种状态的指令信号进行译码，以便将所述切换信号提供到所述切换装置(71)的控制部分，所述切换信号具有对应于所述指令信号的运行状态和待机状态的接通和断开状态，从而使在对所述指令信号的运行状态进行译码时切换装置的主切换部分处于导电状态，以激励主电源供电给所述负荷；其特征在于：

一遥控译码器(21)，响应于所述指令信号，用以对所述指令信号的运行状态和待机状态以外的状态进行译码；和

一待机电源(13)，耦合到所述电源，以便在所述指令信号的待机状态期间给所述通/断译码器供电，

所述切换装置在所述待机状态期间将主电源从所述电源断开，从而在所述待机状态期间实质上未供电到所述主电源上。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主切换部分在待机状态期间断开所述主电源，从而实质上不供电给待机电源以外的任何线路。

3、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，它包括一去磁电路，该去磁电路耦合到所述主切换部分上，从而在待机状态期间从所述电源断开，且在该状态期间实质上不消耗功率。

4、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述主电源包括一切换式电源，该切换式电源具有一电源调节开关及其作为所述输入端部分的整流和滤波装置，所述调节器控制电路在待机状态期间由主切换部分从输入电源上断开。

5、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述遥控译码器包括所述负荷中的一个，且在待机状态期间保持得不到供电，只有在激励主电源之后的运行状态中才得到供电。

6、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通/断译码器采用MOS器件制造，使所述输入电源在待机状态期间提供的总功率小于1瓦。

7、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述切换装置包括一与所述电源所提供的交流电源电压串联的三端双向可控硅开关主切换部分和该三端双向可控硅开关响应所述切换信号的激励电路。

8、根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述激励电路包括一光三端双向可控硅开关。

9、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，下列各部分与所述输入电源不隔离：

所述切换装置的所述主切换部分;

所述切换装置的所述通/断控制部分;

所述主电源的所述输入端;

所述通/断译码器;和

所述待机电源;且

下列各部分与所述输入电源隔离：

所述主电源的所述输出端;

所述各负荷;和

所述遥控译码器。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于，它包括设有隔离阻挡层的信号耦合装置，用以将获自所述指令信号的遥控信号通过所述阻挡层耦合到所述遥控译码器上。

11、根据权利要求10所述的设备，其特征在于，它包括一红外接收器，该红外接收器响应作为红外信号传送的所述指令信号，且与所述电源不隔离，并由所述待机电源激励，用以产生所述遥控信号。

12、根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述信号耦合装置包括一光耦合器。

13、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通/断译码器和所述遥控译码器具有彼此独立并且异步工作的系统时钟发生器。

14、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述待机电源包括一电容器和一整流装置，该电容器与所述电源所提供的交流电源电压串联，该整流装置耦合到所述电容器上，以产生幅值远低于所述交流电源电压的幅值的直流电压。

15、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述待机电源包括一非阻性阻抗和一整流装置，该非阻性阻抗耦合到所述电源所提供的交流电源电压上，该整流装置产生幅值远低于所述交流电源电压的幅值的直流电压，所述阻抗基本上消除两幅值的差值。

16、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，两译码器各自配备有电源接通复位电路，该电路检测输入电源的电压供应是否中断。

17、根据权利要求16所述的设备，其特征在于，它包括一个手动“接通”开关，该开关耦合到所述通/断译码器上，用以改变所述切换信号的通/断状态。

18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述手动“接通”开关耦合到通断译码器电源接通复位电路上，并在操纵手动“接通”开关时启动该电路。

19、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通/断切换信号在一隔离阻挡层的与所述输入电源有关的不隔离侧内，从所述通/断译码器完全被传送到所述切换装置中。

20、根据权利要求19所述的设备，其特征在于，它包括一耦合装置，用以将获自所述指令信号的遥控信号横贯所述隔离阻挡层耦合到位于隔离侧的所述遥控译码器上。

21、一种遥控电源设备，其特征在于，它包括：

一响应于通/断信号的主电源（19），它包括一输入端（19a）和一输出端（19b），所述输入端接收来自一输入电源（10）的供电，所述输出端用以供电给各负荷;

一通/断译码器（16），用以对具有包括运行状态和待机状态的多个状态的指令信号进行译码，以产生所述通/断信号来控制所述主电源（19）的运行，从而在对所述指令信号的运行状态进行译码时使主电源受激励而供电给所述负荷;

一待机电源（13），它耦合到所述电源（10），用以在所述指令信号的待机状态期间给所述通/断译码器供电;其特征在于：

一遥控译码器（21），它响应所述指令信号，用以对所述指令信号的运行状态和待机状态以外的状态进行译码;和

第一和第二系统时钟发生器（XTL1，XTL2），分别耦合到所述通/断译码器和遥控译码器上，用以提供彼此异步产生的主时钟信号。

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