CN102893490A - 具有用于控制电设备的零功率待机模式的系统 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于控制电器的零功率待机系统，其能够等待接通指令而无任何电力消耗。这是通过遥控器（1）以电磁场、光或声音信号的形式将电力传输到控制信号接收装置（13）的电力接收区段（2）而完成。接着，所述电力接收区段将使用所接收的电力使多开关区段（7）连接在电源供应器与控制信号接收区段（9）和控制信号处理区段（3）之间且使所述器具进入其正常运行模式。当用户想要关掉所述电器时，所述系统通过关掉多开关区段（7）而停止将电力供应给所述控制信号接收区段（9）和所述控制信号处理区段（3）且使所述电器重新进入其零功率待机模式（即，不消耗电力）。因此，在待机模式中电能的浪费因此减为零。

Description

具有用于控制电设备的零功率待机模式的系统

技术领域

本发明涉及一种具有用于电器的零功率待机模式的系统。

背景技术

当前，人类对电力消耗的需求在增加；然而，可用自然电力却在减少。因此，现在人类正尝试搜索新的替代电力源并发明新技术来省电。待机模式是一种已被发明来满足省电目的且提供操作电器的舒适和便捷的技术。目前，待机模式广泛用于电器（例如电视、音响组件、空调等）中。在每次使用这些器具后，用户通常经由遥控器关掉所述器具。在通过遥控器关掉电器后，所述电器进入其待机模式，其转而允许所述器具继续消耗一些电力。这是由于待机模式需要一些电力来运行持续等待来自遥控器的指令以重新开启所述器具的传感器电路的事实。

因此，已尝试发明用于减小这些电器的电力消耗的不浪费任何电力的待机模式。

本发明涉及待机模式。例如，台湾Chin-Hsiang Wu的美国专利申请案第2007/0279951号公开一种用于电器的待机模式，其通过在所述待机模式期间将电力供应给信号传感器而运行。然而，这种模式仍需要供应给信号传感器的电力。

颁发给美国伊利诺斯州埃尔金的William A.Trzyna和巴灵顿的Carl E.Walding的标题为“Method of operating a low standby power system for atelevision receiver”的美国专利第5,414,475号公开一种大型电容器，其被提供来在待机模式中存储供应给微处理器和红外接收装置的备用电力且在所述电容器中存在电压降时对所述电容器再充电。所述方法减小电视机中的待机模式系统的电力消耗。然而，根据第5,414,475号美国专利的系统仍消耗一定量的电力。

颁发给美国印第安纳波利斯的William E.Duvall和Mau-Choung P.Hwang的标题为“Television receiver standby power supply”的美国专利第4,500,923号公开一种在电视机中所使用的传统待机系统。在其待机模式中，遥控电路需要连续的电力供应且因此消耗电力。

韩国LG电子公司的标题为“Circuit for reducing standby power ofelectrical apparatus”的美国专利第6,414,864号公开一种用于减小待机电力的电路。然而，所述电路仍将电力供应给控制指令接收装置、二极管和微计算机，其导致在所述电路的待机模式中消耗约10至15毫瓦的范围中的电力，其与在标题为“Power supplying circuit and method”的美国专利第6,307,762号中公开的在待机模式中仍需要20毫安的电流用于光学遥控电路和微控制器的情况类似。

发明内容

为了消除在上述待机模式中消耗电力的缺点，已研发出一种用于电器的零功率待机模式系统。本发明的目的是使待机模式中的电力消耗最小化。当系统处于所述待机模式时，所研发的待机模式不消耗任何能量。当用户接通电器时，系统接着使用传输自遥控器的电力来控制切换电路以使电源供应器电连接到控制信号接收区段和处理区段或微控制器。在发出控制信号前，系统可以延迟时间直到控制信号接收区段和处理区段开始运作为止。因此，其允许用户控制将进入其常规运行模式的电器的操作机构。

根据本发明的用于电器的零功率待机系统能够等待接通信号而无需任何静态电流。这是通过遥控器以电磁场、光或声音信号的任一种的形式将电力发送到控制信号接收装置的电力接收区段而完成。接着，电力接收区段将使用接收的输入电力来控制多开关区段以接通/断开至控制信号接收区段和控制信号处理区段的静态电流供应并且开始其运行模式。当用户断开电器时，控制区段切断供应给控制信号接收区段和控制信号处理区段的电力，接着电器将进入其待机模式而无任何电力消耗。因此，可能减小待机模式中的电力浪费、电力消耗和电费。

附图说明

图1示出了根据本发明的用于电器的零功率待机系统的方框图。

图2示出了用于与电器的零功率待机系统一起使用的遥控器的方框图。

图3示出了根据本发明的电力接收装置的操作构件的方框图。

图4示出了控制至控制指令接收区段和控制信号处理区段的电力供应的切换电路的实施例。

图5示出了控制信号处理区段的电路的实施例。

图6示出了根据本发明的系统的工作步骤。

具体实施方式

通过本发明的范例以及参考示例性附图对本发明进行描述。为了更好地了解，在这些附图中用相同的参考数字标注相同的构件。在随附权利要求书中定义本发明的范畴而不进行任何限制。

在图1中示出了一种根据本发明的用于电器的零功率待机系统。所述系统包括遥控器（1）和可操作地连接到电器的控制信号接收装置（13）。控制信号接收装置（13）包括：电力接收区段（2），其用于从遥控器（1）接收启动电力或唤醒信号并且在接收到所述启动信号时生成唤醒命令；控制指令接收区段（9），其用于从遥控器（1）接收控制信号，例如红外线或射频信号等；控制信号处理区段（3），其用于响应于来自遥控器的控制信号而控制电器；和多开关区段（7），其响应于来自电力接收区段（2）的唤醒命令而将电力供应给控制信号处理区段（3）和控制指令接收区段（9），且在存在来自控制信号处理区段（3）的控制信号的情况下，继续将电力供应给控制信号处理区段（3）和控制指令接收区段（9）直到用户关闭电力为止。由可以是外部电源供应器（诸如电池、太阳能电池、大型电容器或AC/DC变压器）的直流电供应器（6）对系统供电。经由多开关区段（7）连接电源供应器以将电力供应给控制信号处理区段（3）和控制指令接收区段（9）。控制信号接收装置（13）可以连接到外部直流电供应器（6）或可以并入电器中以控制电器（8）（例如电视机、VCR播放器、VCD播放器、收音机和类似物）的操作。通常，这些器具可以两种模式（即，运行模式和待机模式）运行。在待机模式中，电器关闭并且保持等待来自遥控器的控制信号（唤醒信号）而不会在所述待机模式期间消耗任何电力。

遥控器（1）包括用于输出启动信号的电力输出区段（104）和用于将控制信号输出到可以待机模式或运行模式运行的电器的控制信号输出区段（105、115）。

下文详细描述根据本发明的系统的操作。

根据图1，虽然系统处于其零功率待机模式，但是用户可按下遥控器（1）上的按钮以开启其想要开启的电器（8）。用户可以通过按下遥控器（1）上的“开”按钮以启动遥控器（1）将唤醒信号（即，能量波，诸如电磁波、可见光或不可见光、或超声波或类似物）传输到电力接收区段（2）而完成开启。电力接收区段（2）包括电力接收构件（诸如天线、光电池或压电装置和类似物），使得所述电力接收构件使用其从遥控器（1）所接收的电力来启动多开关区段（7）。接着，多开关区段（7）使直流电供应源（6）将DC电力供应给控制信号处理区段（3）和控制指令接收区段（9），使得控制信号接收装置（13）可被唤醒并且正常运作。接着，遥控器（1）以在本技术已知的预定协议和频率（例如，RC-5、RC-6、SIRCS或NECTC101或类似物）传输控制信号（例如，红外光、无线电信号、超声波和类似物），以将至电器的红外光命令传输到控制指令接收区段（9）。控制信号处理区段（3）可包括用于检测接收到的控制指令信号是否符合用于启动器具的预定格式的构件。如果传输到控制指令接收区段（9）的控制信号符合用于启动器具的预定信号格式，那么控制信号处理区段（3）将受控电器（8）连接到主电源供应器（未示出）。这将使系统能保持正常运行模式。否则，控制信号处理区段（3）使系统重新进入零功率待机模式。

如果系统处于其正常运行模式，那么当用户将任何指令从遥控器（1）传输到控制信号接收装置（13）时，遥控器（1）接着将仅把仅用于特定指令的预定控制指令信号传输到控制指令接收区段（9）。但是当用户想要关掉电器且使系统重新进入其零功率待机模式时,遥控器（1）无需将任何唤醒信号或电力传输到电力接收区段（2）。这可通过按下遥控器（1）上的开/关按钮完成且用于断开电器的预定控制指令信号接着将被传输到控制指令接收区段（9）。接着，控制信号处理区段（3）将传输所述指令以关掉电器并且操作多开关区段（7）以切断电路连接。因此，来自直流电供应器区段（6）的电力不再供应给控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）。因此，系统被关掉。此时，系统立即进入其零功率待机模式。电力接收区段（2）是可在不需要静态电流的情况下容易地启动的唯一部分，这是由于这个电力接收区段（2）是通过使用来自遥控器（1）的电力来开启系统并且恢复到如上文所描述的其运行模式而自行操作的。

直流电供应器区段（6）是用于在运行模式中将电力供应给控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）的直流电供应源。可以从电容器、电池、太阳能电池或AC/DC变压器或类似物接收电力。

图2示出了根据本发明的遥控器（1）的详细示意图。遥控器（1）包括遥控器用户指令接收区段（101）、信号生成区段（102）、引导信号指定区段（103）和生成将经由红外二极管（115）输出的控制信号的通用遥控器信号传输区段（105）。

现在描述操作原理。在用户按下遥控器（1）上的“开”按钮（未示出）时，发送指令以接通电器，这可以通过按下开/关按钮而完成。接着，遥控器用户指令接收区段（101）使信号生成区段（102）能在如在图1中所描述的电器中生成接着将通过电力输出区段（104）而传输到电力接收区段（2）的信号。虽然用户按下开/关按钮以启动/停用遥控器用户指令接收区段（101），但是来自遥控器（1）上的遥控器用户指令接收区段（101）的信号接着将被传输到引导信号指定区段（103），引导信号指定区段（103）转而可以使用延迟构件实现延迟达一定时间量（例如，10毫秒）使电力输出区段（104）输出电力以提前启动控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）。一旦延迟时间过去了，通用遥控器信号传输区段（105）立即经由红外二极管（115）输出控制指令信号。此外，引导信号指定区段（103）在输出指定的指令信号前，也可以使用其它构件而非延迟构件来输出任何格式的信号达一定时间量。

如果遥控器使用构件感测遥控器用户通过使用唯一的开/关按钮所产生的开/关指令，那么遥控器用户指令接收区段（101）可以包括用于通过核实除开/关指令外的其它指令的输出而确认遥控器（1）处于开或关状态的构件。例如，在用户按下遥控器上的“开/关”按钮后，如果除“开/关”按钮外的按钮被按多于预定次数，那么可假设“开/关”按钮处于“开”状态。如果遥控器（1）上的“开/关”按钮又被按一次，那么指令接收区段将被告知其是断开指令且遥控器（1）将不会从电力输出区段（104）输出电力。相反，遥控器（1）将经由通用遥控器信号传输区段（105）传输断开指令。

图3示出了电力接收区段（2）的操作构件的示意图。电力接收区段（2）包括可以连接到电流整流和增压区段（31）以生成电压约为1至5伏的启动信号（32）的电力接收器（21）。其操作原理是当在电力接收器（21）（例如，线圈或金属条）上接收到电力时，交流电生成并被转移到电流整流和增压区段（31）以增大电压。电流整流和增压区段（31）是一种用于将交流电转换成直流电的构件和/或一种用于增大电压的构件。此外，电流整流和增压区段（31）可以将交流电转换成直流电并且增大电压。图3示出了包括二极管（D1至D4）和电容器（C1至C4）的半波电压扩展电路。来自电力接收器（21）的电压被转换成直流电并且增大四倍。例如，来自电力接收器（21）的最大值约为0.5伏的电压电平（Us）增大为2伏。接着，电压或启动信号（32）将传输到下文将描述的多开关区段（7）。

图4示出了构件的实施例和控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）的电源供应器控制切换电路的实施例。操作原理是当用户想要通过按下开/关按钮而接通电器时，遥控器用户指令接收区段（101）将经由二极管（115）分别接收来自电力输出区段（104）的电力和来自遥控器（1）的接通控制指令信号到电力接收区段（2）和控制指令接收区段（9）。接着，电力接收区段（2）将电流和电压已整流和增大的启动信号传输到多开关区段（7）。这将使在这个实施例中作为第一导电晶闸管（SCR）（701）的开关能从直流电供应器区段（6）接收将供应给控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）的电力且将接通电器的控制指令信号将被控制指令接收区段（9）接收以由信号感测构件（15）处理。接着，所述信号将被传输到控制信号处理区段（3），控制信号处理区段（3）转而将处理所述信号并且传输控制信号（CNTL）以接通电器（8）使其在运行模式中操作。

在电器开始以正常运行模式运作后，当用户通过按下遥控器用户指令接收区段（101）上的开/关按钮而断开电器（8）时，断开控制指令信号被控制指令接收区段（9）接收并且发送到控制信号处理区段（3）。接着，控制信号处理区段（3）处理所述信号。当断开指令被确认时，控制信号处理区段（3）传输脉冲信号（SW_OFF）以启动第二SCR（702）。当第二SCR（702）被启动时，将存在流过电容器C（703）和第二SCR（702）到感应器L（704）的电流。这将停止第一SCR（701）的传导。当电容器C（703）充满电时，第二SCR（702）还将停止传导电流。因此，多开关区段（7）停止运作且将不存在从直流电供应器区段（6）到控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）的电力供应。如上文所描述，接着系统将停止。

可见系统进入待机模式而无任何电力消耗。系统将仅在多开关电路（7）闭合时将电力供应给控制指令接收区段（9）和控制信号处理区段（3）。多开关电路（7）将仅在电力接收器（21）从遥控器（1）接收电力时开始运作。因此，根据操作原理，本发明系统在其待机模式期间不消耗电力。

图5示出了控制信号处理区段（3）的电路的实施例。当电力接收区段（2）从遥控器（1）接收电力并且指示多开关区段（7）闭合电路时，直流电电源供应器（6）将供应电力用作沿着线路（301）的控制信号处理区段（3）的电路的静态电流。在将电流供应给控制信号处理区段（3）前，电阻器（302）和电容器（303）将限制所述电流并且过滤所述电流。控制信号处理区段（3）包括处理从控制指令接收区段（9）接收的控制信号的微控制器（304）。在微控制器的输入端IN1（305）上输入信号。将在输出端OUT2（308）上输出作为处理结果的信号（CNTL）以控制电器。

控制多开关电路（7）的信号在输出端OUT1（306）上输出为开关控制信号（SW_OFF）。如上文所描述，如果用户按下遥控器（1）上的“关”按钮，那么输出信号（SW_OFF）以控制第二晶闸管（702）以来传导多开关区段（7）的电流以断开电路。

图6示出了根据本发明的系统的工作步骤。根据图6，当系统开始（步骤901）且电器处于开状态（步骤902）时，当用户在遥控器（1）上传输指令（步骤903）时，来自遥控器（1）的指令将传输到电器中的控制指令接收区段（9）并被传送到控制信号处理区段（3）。接着，控制信号处理区段（3）进行处理以确定信号是否为用于电器的断开信号（步骤904）。如果不是，那么控制信号处理区段（3）接着根据来自遥控器（1）的信号控制电器（步骤906）。接着，系统返回到等待用户从遥控器（1）发送另一指令（步骤903）。如果用于确定信号是否为电器的断开信号的过程的结果是肯定的，那么控制信号处理区段（3）传输指令以控制多开关区段（7）断开电路（步骤905）。接着，电器将立即进入待机模式（步骤907）。

根据图6，当电器处于待机模式时，控制信号接收区段（9）和控制信号处理区段（3）将因对其供应的电力被多开关区段（7）切断而停止运作（步骤908）。在这个步骤中，系统将处于待机模式而无任何电力消耗。因此，这是对消耗电力的节省。

只有在用户通过按下遥控器（1）上的按钮而传输“开”指令的情况下，遥控器（1）才会输出电力和接通信号（步骤909）。一旦电力接收区段（2）接收所输出的电力，其立即控制多开关区段（7）以闭合电路（步骤910）。因此，控制信号处理区段（3）和控制指令接收区段（9）从电源供应器区段（6）接收静态电流并且开始运作（步骤911）并恢复其运行。因此，控制信号处理区段（3）启用以处理接通信号（步骤912）以确定所述信号是否为来自遥控器（1）的与电器相关的接通信号（步骤913）。这将防止电器由于来自另一个遥控器的噪声信号或遥控信号等而意外脱离待机模式。

如果上文确定的结果为“是”，那么控制信号处理区段（3）接着将从遥控器（1）传输用于电器的控制信号（步骤914），其中所述电器现正脱离其待机模式并且进入正常运行模式（步骤915）。另一方面，如果用于查明信号是否为来自遥控器（1）的与电器相关的接通信号的处理（步骤913）显示结果为“否”，那么控制指令处理区段（3）接着将传输指令来控制多开关区段（7）以断开电路（步骤905）且系统将如上文所描述般运行。

如上所述，根据本申请案的发明已展示用于电器的零功率待机模式，其能够使其待机模式中的电力消耗最小化。根据本发明的待机系统在处于待机模式时不使用电力。一旦用户接通电器，系统立即使用从遥控器输出的电力以控制切换电路来将电源供应器连接到控制信号接收区段和处理区段或微控制器。在发出控制信号前，系统可以延迟时间直到控制信号接收区段和处理区段开始运作为止。因此，其允许用户控制将进入其正常运行模式的电器的操作机构。

根据本发明的用于电器的零功率待机系统能够等待接通信号而无需静态电流。这通过遥控器以电磁场、光或声音信号的任一种的形式将电力发送到控制信号接收装置的电力接收区段而完成。接着，电力接收区段将使用输入的电力控制多开关区段以接通/断开至控制信号接收区段和控制信号处理区段的电力供应且开始其运行模式。当用户断开电器时，至控制信号接收区段和控制信号处理区段的电力供应接着被切断且所述器具将进入其待机模式而无任何电力消耗。因此，可能减小待机模式中的电力浪费、电力消耗和电费。

虽然已充分描述本发明与示例性附图，但是应当了解相关领域的一般技术人员可在本发明的范畴和精神内进行修改或改变。本发明的范畴应当根据在随附权利要求书中所定义的本发明且包括未在权利要求书中具体定义但以与如在权利要求书中所定义的发明中的多个方面类似的方式产生效用和实施方式的发明的多个方面。

Claims (15)

1.一种具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其包括：

遥控器（1），其包括用于输出启动信号的电力输出区段（104），和用于将控制信号输出到可以待机模式或运行模式运行的所述电器的控制信号输出区段（105、115）；和

控制信号接收装置（13），其可操作地连接到所述电器，所述控制信号接收装置（13）包括：

电力接收区段（2），其具有用于从所述遥控器（1）接收所述启动信号并且在接收到所述启动信号时生成唤醒命令的构件；

控制信号处理区段（3），其用于响应于来自所述遥控器的所述控制信号而控制所述电器；

控制指令接收区段（9），其用于接收从所述遥控器（1）输出的所述控制信号并且将所述控制信号发送到所述控制信号处理区段（3），且

所述系统的特征在于

当从所述遥控器接收启动信号时，所述电力接收区段（2）生成唤醒命令使得所述控制信号处理区段（3）和所述控制指令接收区段（9）被唤醒并且被供应电力，从而所述系统准备好从所述遥控器接收控制信号。

2.根据权利要求1所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述遥控器（1）传输控制信号以使连接到所述控制信号接收装置（13）的所述电器能脱离其待机模式。

3.根据权利要求1或2所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述电力接收区段（2）包括用于接收传输自所述遥控器（1）的电磁波信号作为启动信号的电磁波接收构件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述电力接收区段（2）还包括串联连接到所述启动信号接收构件的整流器和倍压电路。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述控制指令接收区段（9）是红外信号接收区段。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述遥控器（1）还包括用于输出电力作为启动信号以给所述控制信号接收装置（13）的所述电力接收区段（2）通电的电力输出构件（102、104）。

7.根据权利要求6所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述电力输出构件（102、104）包括天线。

8.根据先前权利要求中任一项所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述控制信号接收装置（13）还包括用于将电力选择性地供应给所述控制指令接收区段（9）和所述控制信号处理区段（3）的多开关区段（7）。

9.根据权利要求8所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述多开关区段（7）是SCR或晶闸管。

10.根据先前权利要求中任一项所述的具有用于控制电器的零功率待机模式的系统，其中所述电器是电视机。

11.一种在系统中遥控处于其待机模式的电器的方法，所述系统包括：遥控器（1）；和控制信号接收装置（13），其包括控制信号处理区段（3）和控制指令接收区段（9），并且可操作地连接到所述电器（8），所述方法包括：

·在所述控制信号接收装置（13）中，从所述遥控器（1）接收包括启动信号和控制信号的信号；和

·通过使用接收自所述启动信号的电力以将电力从电源供应器（6）引导到所述控制信号接收装置（13）而将电力供应给所述控制信号接收装置（13）的所述控制信号处理区段（3）和所述控制指令接收区段（9），从而使所述控制信号接收装置（13）进入正常运行模式；和

·继续将电力供应给所述控制信号接收装置（13）的所述控制信号处理区段（3）和所述控制指令接收区段（9）直到所述控制信号接收装置（13）进入其待机模式为止。

生成唤醒命令；

传输用于所述多开关区段（7）的指令以断开来自所述控制信号处理区段（3）的电路，其因此切断至所述控制信号处理区段（3）和所述控制指令接收区段（9）的电力供应。

12.根据权利要求11所述的方法，其还包括在发出所述控制信号前的以下步骤：延迟达一定时间量以允许所述电力接收区段（2）将所述电力输出到所述电力接收区段（2）直到所述控制信号接收区段和所述处理区段开始运作为止，从而使所述控制指令接收区段（9）能提前运作且接着从所述遥控器的所述信号输出区段输出所述指令信号。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的用于控制电器的零功率待机模式系统，其还包括连接到所述多开关区段（7）的电源供应器区段（6），当按下所述遥控器（1）的多个按钮之一时，所述电源供应器区段（6）将输出电力到所述控制指令接收区段（9）和所述控制信号处理区段（3）。

14.根据权利要求13所述的用于电器的零功率待机模式系统，其中所述电源供应器区段（6）选自包括电池、太阳能电池、电容器或交流电-直流电转换电路的组。

15.根据权利要求1所述的用于电器的零功率待机模式系统，其中从所述遥控器（1）的电力输出区段（104）输出的所述电力是选自包括电磁场、光或声波的组的形式。

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