CN1133530A - 分配最小备用电力的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在备用和运行模式间实施第一渡越模式，此时控制电路(50)由处于全活动态的备用电源(22)激励并根据检测到的输入信号产生一个通/断命令信号；和实施第二渡越模式，此时控制电路(50)由处于部分活动态的备用电源激励并产生通/断命令信号而驱动信号发生器(64)则完全由备用电源激励；也可在渡越和第二渡越模式之间实施一个中间渡越模式，此时控制电路(50)和产生器(64)被备用电源和一个辅助能源在一个短暂的时间内激励成全活动态。

Description

分配最小备用电力的方法和设备
本发明涉及管理电力供应及被供电的设备的领域，更具体的说，涉及以备用工作模式减少电力要求和能量消耗。
许多电视接收机和类似的设备从与其相连的主电源吸取备用电力，即使在关机后也如此。备用电力至少在供应切换电路上是需要的，以响应诸如红外遥控接收机和或前面板关断/开通开关这样的输入装置，必要时可将接收机切换到工作运行模式。
由备用电源供电的负荷数通常保持在最小，以避免当电视机或接收机例如不用时消耗不必要的电力。于是由备用电源所需的电力减至最小。这也时使电力消耗最小。业已施加了某些实际的限制，例如，需要足够的备用电力供应正在运行中的微处理机；遥控接收机，开关面板阵列和所有水平驱动电路必须启动一个运行模式。从设计和效率的观点，要求把备用电力电平减到低于例如五瓦特的水平。将来可能也无别的选择，因为管理机关已在考虑例如小于两瓦的备用电力。
在典型的电视机中，桥式整流器提供一个未稳压的B+DC电源电压给回扫变压器。该信号在没有用来驱动回扫变压器的水平偏转信号时是并不加上的。稳压的运行模式电力是由通过水平输出晶体管将以水平扫描速率的水平驱动信号耦合到回扫变压器的次级上产生的。来自次级绕组的被整流的运行模式电压可以通过一个阻塞二极管耦合到备用电源，以便在运行模式时由回扫变压器供电给控制电路和其他备用负荷。
加到水平输出晶体管的水平驱动信号在运行模式时由接收到的视频信号得来的。这些驱动信号是由一个振荡器产生，而该振荡器与来自所接收的视频信号的水平同步信号相同步。该振荡器根据来自微处理机的命令自由运行，从而产生用来开关水平输出晶体管的水平驱动信号。这样，在振荡器的自由运行模式期间，在水平偏转电路中可以开始进行运行模式电源工作。必须在渡越期间有足够的备用电力来产生水平驱动信号，直到有了运行模式电力为止。备用电力也必须可提供用来偏置水平输出晶体管的缓冲器和驱动器级。
本发明是基于认识到传统的关于数个电路必须在备用工作模式期间被激励这一观点并不正确。实际上，例如，除非在一个极短暂的期以及遥控接收机和开关面板阵阵列，并没有必要提供足够的备用电力去激励在运行状态下的微处理机和所有的水平驱动电路来启动一个运行模式。
根据本发明的装置，备用电源既可激励一个在完全活动状态的控制电路，又可激励水平驱动电路7以启动一个运行模式，而两者同时工作则越短越好。当在备用状态时，控制电路是在一个基本完全活动状态。当开始渡越到运行模式时，控制电路接通单晶片。控制电路通过设定一个锁闩来启动单晶片。控制电路操作将备用电力耦合到单晶片的开关力。在锁闩设定后，控制电路通过数据总线向单晶传送一个命令以启动在单晶片上的水平启动电路工作。在命令送出之后，控制电路处于静态轮询/等待状态，使有足够的备用电力提供给水平驱动电路。控制电路和单晶片都被完全激励的时间间隔是很短的。在某种程度上，有个短暂的瞬间备用电力未能供应足够的能量，但可利用一个辅助的能源。这样一个能源可以是在备用模式期间被备用电源充电的一个电容器。锁闩在控制器静态时保持激励。当完成进入运行模式的渡越后，运行模式电源代替备用模式供电来激励水平驱动电路和控制电路。
微处理器可以有一个耦合到运行模式电源的运行检测输入端。当运行模式电源成为活动时，微处理器响应运行检测输入信号并启动在运行模式操作。运行模式操作包括一些顺序开始进行的操作。顺序开始进行可包括设定预先缓冲器值和控制设定。
根据本发明的用来分配备用电力的系统，包括：一个用于驱动信号的发生器；一个可响应驱动信号工作的运行模式电源；一个备用电源；以及一个用来根据输入信号产生一个on/of(通/断)命令的控制电路，控制电路实行在备用和运行模式操作之间的第一渡越模式，此时控制电路由处于活动状态的备用电源激励并产生On/Of命令信号，控制电路在备用和运行模式操作之间实行第二渡越模式，此时控制电路由处于部分活动状态的备用电源激励并产生On/of命令信号而驱动信号发生器则完全被备用电力所激励。
控制电路也可以实行在第一和第二之间的中间渡越模式，在此期间控制电路和发生器在一短暂瞬间内都被激励于完全活动状态。另一个辅助能源可以在中间渡越模式期间供应附加能量。附加能量源可以包括一个电容器。
控制电路可以包括：一个微处理器，它有至少一个耦合用来接收输入信号的输入端，并有一个可部分维持在活动状态的被锁闩的输出，用来产生On/of命令信号；以及一个用来响应On/of命令信号将备用电源耦合到发生器的开关。
根据本发明的用来从备用操作模式渡越到运行操作模式的方法，包括如下步骤：(a).查询由备用电源激励并工作在活动状态下的控制电路；(b).根据在其中一个查询的输入端上检测到的信号产生第一控制信号；(c).用来根据第一控制信号将能量从备用电源耦合到用于一个驱动信号的发生器；(d).将第二控制信号传送到发生器；(e).将控制电路更换到多个活动查询/等待状态，而同时继续产生第一控制信号；(g).根据第二驱动信号启动运行模式电源操作；以及，(H).用运行电源来替换备用电源作为用于发生器的能源。
上述方法还包括这样一个步骤：发生器和控制电路两者同时被备用电源激励时在步骤(c.)和(e)之间的间隔内从辅助能源吸取能量。
该方法还包括步骤：(i.)监视运行电源的工作；和(j.)当检测到运行电源的全工作状态时将控制电路返回到活动状态。
在另外一个实施例中，步骤(F.)可以在步骤(e.)之前，或步骤(e.)和(f.)可以基本同时出现。
步骤(A.)，(b.)，(d.)和(e.)可以由微处理器实施。步骤(e.)可以由一个响应于命令信号的开关实施。步骤(h.)可以用一个二极管实现。
图1是一个说明本发明的实施例的电路装置的功能方框图。
图2是用来说明本发明用于具有微处理器控制器和单片视译码器/驱动器的电视装置。
图3(a)-3(f)是一个用于解释示于图1和2和示于图4的流程图的电路工作定时图。
图4是一个说明示于图1和2的电路微处理器工作的最佳方法的流程图。
图1示出了一个电路装置，诸如一个电视接收机20，具有一个运行模式和一个备用模式。用于备用模式和运行模式的电源22和24分别被耦合到桥式整流器26，只要可从交流市电，即通过墙壁插口获得电力则整流器就可被激励。整流器26由交流电源产生一个全波整流的B+电压。同时从交流电源产生一个例如12伏的备用电压V-STBY，备用电压可以从示于图2的桥式整流器26产生，或用其他公知的方法得到。图1示出了限流电阻R1及一个阻塞二极D1。在节点J1可得到备用电力。
在代表功能地显示在图1的电路的具体实施例的图2中，同一参考号用来标识相应的元件。
B+电压被耦合到射束偏转电路40，即回扫变压器67(未示出)的初级。然而，B+电压直到在驱动信号被加上后才加上以通过HDRIVE来激励偏转电路。当偏转电路40被激励时，如图2所示，除了驱动CRT偏转线圈以外，回扫变压器67也在其次级产生运行模式电压。运行模式电压被整流并当电视20可工作时用来供电各种负荷，但只在该装置正在产生水平驱动信号时，即只在运行模式时才出现。
输入装置包括一个面板通/断开关44，和/或一个响应于手持遥控器的(未示出)的红外接收机46可被用户操作产生一个代表一个通-断操作命令的命令信号，该操作命令被认为是一个用于在备用模式和运行模式之间切换的命令。输入装置被耦合到用来监视输入装置44，46对于上述用于在备用模式和运行模式之间进行切换的操作命令的变化。控制电路50可以包括一个微处理器52和一个转换装置70。微处理器52也可以实行附加的功能。输入装置44，46和微处理器52当备用模式时由备用电压V-STBY供电。于是，当电视机与电源相连时，微处理器52和输入装置44，46总加有电源，因为监视用来接通装置的命令。
控制电路微处理器52可例如在低功率工作时以查询模式工作，其中对输入装置的状态的检测要比通过由以状态检测环连续操作微处理器52所可能检测的次数要少。在备用模式时，查询可以一个通过一个中断其频度例如每秒一次进行触发，使微处理器52去检查输入装置，例如装置44，46和RUN SENSE，然后如果输入装置并没有指示已发出开启的命令，则变成不活动。在微处理器52的外部可提供定时装置或类似的装置(未示出)用于触发查询，或定时可以是一个编程的查询例行程序。
当接收到命令去开启时，微处理器52处理来自输入装置的数据，具体地说来自红外接收机46的数据，并且与视频处理电路60进行通信来实行各种功能，诸如显示选择，调谐选择等功能。数据总线62为此目的而耦合微处理器和视频处理电路。然而，在备用模式时，视频处理电路是不活动的和不加电的。
视频处理电路60可包括一个单片视频处理器64。单片电路通常包括大量用来处理视频信号的构成电路，例如，SIF，VIF，亮度，彩色和偏转电路。有时一个多个构成电路有各自的电源端口。偏转电路将处理同步信号水平驱动和垂直驱动信号。驱动信号包括耦合到水平偏转电路40的水平驱动信号H-DRIVE，该电路驱动射束偏转并也提供运行电源电压。如图2详细所示，H-DRIVE信号耦合到用于激励回扫变压器67的初级得到水平输出晶体管66。回扫变压器的次级产生运行模式电压。
根据本发明的装置，当接收到一个命令要从备用模式切换到运行模式时，开关装置70响应控制电路50的微处理器52的输出STBY-SW信号有控制地耦合来自备用模式电源22的输出V-STBY以向单片电路加电。更具体地说，备用电源是提供开关装置70加到单片电路64的，在单片电路被激励和驱动之后，微处理器通过例如数据总线将一个控制信号发送到单片电路以启动驱动信号发生器的工作。如果单片电路有一个带有一个独立VCC输入的偏转电路开关装置70将被耦合到相应偏转电路的VCC端口。当控制信号最初被送到单片电路之后，经过一段短时间之后，驱动电路开始在信号H-DRIVE上输出水平速率脉冲。在传送完控制信号之后，微处理器呈现功耗查询/等待状态。STBY-SW信号由在低功耗状态时保持在锁闩状态的锁闩电路设定。这样，有一个短暂的间隔内，微处理器52和单片电路64活动在备用模式并由备用电源激励。这样一个负荷对备用电源会太大。在这种况下，一个入图2所示的储存电容器这样的辅助电源72，用来在该短暂时间间隔里供应附加的能量。词短暂这里定义为在STBY…SW信号发送和呈现查询/等待状态之间的持续的时间间隔。此时间会随实际的微处理器和总的电路设计而不同，但在本文中的意思则是清楚的。
微处理器52有一个RUN-SENSE输入端，由微处理器以在发送了控制信号激励了驱动信号信号发生器已后所呈现的低功耗查询模式进行查询。RUN-SENSE输入端与其中一个运行模式电源相耦合，所述运行模式电源在图1中总的以V-RUN表示。该运行模式电源(或一个由整流回扫变压器的另一个次级绕组得到)由阻塞二极管D3耦合到节点J1。当H-DRIVE信号和V-RUN信号产生之后，基本上由运行模式而不是备用模式供应电力。V-RUN的电平将比V-STBY足够高以反偏二极管D1。当无运行电力提供时二极管D3被反偏。
在经过由备用模式到运行模式的渡越期间进行的短时间的查询后，RUN-SENSE输入端被微处理器发现为真实的。微处理器52然后启动运行模式工作，并且开始在数据总线62上进行必要的调谐选择等工作。其顺序是微处理器52和驱动电路64二者均只在一个短暂的间隔内由备用电源22供电。倘若可有一个便宜的辅助和临时电源的话，例如，一个在备用模式时由备用电源充电并且一直保持充电以作备用的储存电容器，则备用电源22不需要充足的容量来同时启动微处理器和单晶片。
图2示出了功能地示于图1的本发明的最佳实施例。在图2中，视频驱动器60包括一个单晶片视频译码器/驱动器集成电路，例如Sanyo LA7612。控制电路50包括一个微处理器52和视频驱动电路64实行所示功能以外许多功能，为简明起见已从图中略去了支持这样附加功能的外部电路。除了与备用电源相耦合的正电源输入端VCC以外，微处理器输入端包括红外接收机(它也有V-STBY供电)，一个前面板开关44，及来自形成运行模式电源24和68的回扫变压器67的整流的次级绕组68的RUN-SENSE信号。微处理器的输出包括信号STBY-SW，它由微处理器52的输出设定或清除并且在微处理器52处于低功率查询模式时维持锁闩状态。信号STBY-SW被耦合到PNP开关晶体管Q1基极，晶体管Q1的发射极则在+12伏直流。电阻器R2和R3偏置用作电路开关的晶体管Q1。晶体管Q1与备用模式电源22及单晶片电路64的STBY-VCC输入端串联，包括通过电阻R4和R5，用来渡越到运行模式时将备用模式电源22耦合到驱动电路64。
倘若交流电源可由市电得到，则经过桥式整流器26和滤波器C1可得到未整流的B+电压。在本实施例中，+12伏备用电源是由通过限流电阻R1和二极管D1耦合到桥式整流器26的半波抽头的串联调压器74在V-STBY上提供的。在备用模式时，备用电源22向微处理器52和输入装置44，46提供电力，但是信号STBY-SW是高电平，因而晶体管Q1被关断，使单晶片64的偏转电路与V-STBY断开。因此来自视频驱动器的输出信号H-DRIVE是不活动的；水平输出晶体管66并不导通；而运行模式电压24和68都关闭。
一旦开始渡越到运行模式，微处理器52把信号STBY-SW锁闩在低电平，而晶体管Q1接通将备用电源22的V-STBY输出通过电阻R4和R5与视频驱动器64的STBY-VCC电源输入端相耦合。该输入端包括一个带隙元件，该元件大体上将电压调节到例如+7.6伏，该电压由电容器C2和C4滤波。电路64的偏转驱动器响应于来自数据总线上的控制信号通过串联电阻R6开始在信号H-DRIVE上输出脉冲。电阻R6和R7阻塞电容Cb代表视频输出晶体管66的缓冲器和驱动器诸级，为简明起见这些级已被删去。然后产生视频偏转信号并耦合到包括运行模式电源24的回扫变压器的次级绕组68，在那里在信号V-RUN处被整流出+12伏的电压。在备用模式电源时，二极管D3被反偏以阻制备用电源22向运行电源68供应电流。
晶体管Q2组成一个调压器维持+7.6伏的输出，通过电阻R9向电容器C5充电并耦合到+12伏运行电源。晶体管Q2的基极通过电阻R10二极管D2和电阻R5耦合到视频驱动器64的STBY-VCC输入端。在单晶片64上的自调节后的带隙电压调节在晶体管Q2的发射极上的电压，因为在二极管D2的管压降和晶体管Q2基极-发射结之间的压降彼此抵销了。电容C5被充电到+7.6伏而可向其他运行模式负荷(未示出)供电。
在通过STBY-SW输出将晶体管Q1开启和传送了控制信号之后，微处理器52工作在低功耗查询/等待状态。当在运行模式电源24上的电压到来时，微处理器在其RUN-SENSE输入端检测该电压，并且驱动工作在运行模式。运行模式电源因此基本上代替了处于运行模式中的备用电源。
根据本发明的装置，在向单晶片供应备用电源和在发送控制信号之后微处理器呈现低电力的查询/等待状态之间的短暂间隔期间，备用电源没有足够的容量将微处理器和单晶片都予以启动，这段期间的附加能量是由电容器C6供给的。等到电容器的电荷消耗完时，微处理器已呈现低功耗模式。
图3(a)-3(f)说明了未按比例的相对定时图，即各信号和如上解释的各部件和电力供应的定时图。图4是说明微处理器工作的流程图，已示出了有关图3(a)-(f)的时间事件的大多数步骤。以下的解释要参照上述两图。
在时间t0时由市电获得交流电源，而备用电源22立即变得活动，在时间t1时达到工作电平，如图3(a)所示。微处理器52将自己启动到活动状态(RUN〕，如图3所示。信号STBY-SWE如图3(b)所示是高电平，因而晶体管Q1关闭而单晶片64则未供电。微处理器52为一运行命令而查询其输入装置44，46。当输入装置例如响应来自遥控的信号的电力而在时间t2被启动时，微处理器52通过在时间t3锁闩信号STBY-SW作为响应晶体管Q1导通，并将备用电源耦合到单晶片电路64。在单晶片64有机会获得正常工作条件后，微处理器在时间t4发送一个控制信号给单晶片以启动驱动信号发生器的工作。微处理器52然后在时间t5呈现部分活动状态，但是继续以低功耗模式查询其输入端。被锁闩的STBY-SW信号在微处理器返回部分活动态之后保持锁闩。单晶片64可以通过关闭然后再接通来设定以避免以中间态工作。为简明起见这样一个设定未在图3(c)中示出。在时间t6，单晶片64开始输出一个驱动信号，如图3(c)所示。如图3(f)所示运行电源24和68在时间t7时变为活动，在时间t8时达到工作电平。此后不久，在时间t9微处理器52在查询中发现RUN-SENSE输入是真的并返回到全活动态工作，包括驱动其寄存器和在数据总线62上发信号以及任何附加的运行模式功能。
发生时间t5和t6的事件，即启动水平驱动信号使微处理器呈现低功耗状态的事件可以相反的次序出现，或在大体相同的时间出现，这与特定的微处理器和单晶片的工作特性或其他类型的驱动信号发生器的工作特性有关。在视频驱动器64和微处理器52之间的电源的顺序分配可以伴随其他功能，诸如静噪音频输出，垂直驱动控制，射束消隐屏幕消磁，以便可无噪声，无扫描线等情况下顺序地启动运行模式。从在输入端44，46的启动命令到全工作态的渡越可以例如大约1.7秒内完成。
根据本发明的上述方法，用来分配备用电源的方法和装置在备用和运行工作模式之间实施第一渡越模式，期间控制电路由处于活动态的备用电源激励并且响应检测到一个输入信号产生一个通/断信号，和在备用和运行模式之间实施第二渡越模式，期间控制电路由处于部分活动状态的备用电源激励和产生一个通/断信号且驱动信号发生器被备用电源完全所激励。在第一和第二模式之间可以实施一个中间渡越模式，期间控制电路和发生器都被备用电源和辅助电源在一短暂时间间隔内激励在全活动态。这样对备用电源的电力需求减至最小并且在微处理器和单晶片之间进行分配。
会在由备用模式至运行模式之间的渡越中发生的且可能超过备用电源容量的暂态蜂值功率可以用一个简单的且便宜的辅助电源容易地解决，而这个辅助电源则有能量提供时可被备用电源本身进行充电。辅助能源的消费要比增加备用电源的容量以容纳蜂值暂态负荷要小，从而可减少在整个设备的工作寿命上的损耗。

Claims (17)

1。一种用于分配备用电源的系统，包括：
一个用于驱动信号(H-DRIVE OUT)发生器；
一个可根据所述驱动信号(H-DRIVE OUT)工作的运行模式电源(24)；及
一个备用电源(22)；
其特征在于：
一个控制电路(50)，用来响应输入信号(ON/OF)产生一个通/断命令(STBY-SW)，所述控制电路(50)实施在备用和运行工作模式之间的第一渡越模式，期间所述控制电路(50)由处于活动状态的所述备用电源(22)激励并产生一个所述的通/断命令信号(SYBY-SW)和在所述备用和运行模式之间实施第二渡越模式，在此期间所述控制电路一处于部分活动状态的所述备用电源(22)激励并产生所述通/断命令信号(STBY-SW)而所述驱动信号发生器(64)完全由所述备用电源(22)所激励。
2。根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述控制电路实施一个在第一和第二渡越模式之间的中间渡越模式，期间所述控制电路(50)和所述驱动信号发生器(64)都在一个短暂的时间内激励于完全活动态。
3。根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述备用电源(22)包括一个用于在所述中间渡越模式期间提供附加能量的辅助能源(72)。
4。根据权利要求3所述的系统，其特征在于所述的辅助能源(72)包括一个电容器(C6)。
5。根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的控制电路(50)包括一个可被保持在所述第一和第二渡越模式的锁闩(LATCH)。
6。根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的控制电路(50)包括一个开关(70)，用来响应所述的通/断命令信号(STBY-SW)，将所述的备用电源(22)耦合到所述的发生器(64)。
7。根据权利要求1的系统，其特征在于所述控制电路(50)包括一个微处理器(52)，微处理器具有：
至少一个用于当有输入信号时被耦合用于接收信号的输入端口(TURN-ON SENSE)；
及一个被锁闩的(LATCH)，它可维持在所述部分活动态，用来产生所述通/断命令信号(STBY-SW)。
8。根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的控制电路(50)包括：
一个微处理器(52)，具有至少一个输入端(TURN)_ON SENSE)被耦合用来接收所述输入信号(ON)-OFF)，
一个可维持在所述部分活动态的被锁闩的输出(LATCH)，用于产生所述通/断命令信号(STBY-SW)；以及
一个开关(70)，用来根据所述通/断信号将上述备用电源(22)耦合到所述驱动信号发生器。
9。一种用来将备用工作模式转换到运行工作模式的方法，
包括如下步骤：
(a.)查询由备用电源(22)激励的并工作在活动态的控制电路(50)；
(b.)在其中一个所述查询的输入端口根据一个检测到的信号(ON-OFF)产生一个第一控制信号；
(c.)根据所述第一控制信号(STBY-SW)将来自所述备用电源(22)的能量耦合到用于驱动信号(H-DRIVE OUT)产生器；
(d.)将第二控制信号(DATA)传送到所述驱动信号发生器；
其特征在于：
(e.)将所述控制电路(50)改变到部分活动查询/等待态，而同时产生所述第一控制信号(STBY-SW)；
(f.)根据所述第二控制信号启动所述驱动信号发生器(64)工作；
(g.)根据所述驱动信号(H-DRIVE OUT)启动一个运行模式电源工作；
(h.)用所述运行电源(24)代替所述备用电源(22)作为用于所述驱动信号的能源。
10。根据权利要求9的方法，其特征在于还有如下步骤：
(i.)监视所述运行电源(22)的工作；和
(j.)当所述运行电源(22)工作被检测到时(RUN SENSE)，将上述控制电路(50)返回到所述活动态。
11。根据权利要求9所述的方法，其特征在于步骤(f.)在步骤(e.)之前。
12。根据权利要求9所述的方法，其特征在于步骤(e)和(f.)基本上同时发生。
13。根据权利要求9的方法，其特征在于还有当所述驱动信号发生器(64)和所述控制电路(50)同时被所述备用电源(22)激励时，在步骤(c.)和(e.)之间的时间内由辅助能源(72)消耗能量的步骤。
14。根据权利要求9的方法，其特征在于用微处理器来实施步骤(a)，(b.)，(d.)和(e.)。
15。根据权利要求9的方法，其特征在于用响应于所述第一控制信号(STBY-SW)的一个开关(70)来实施步骤(c)。
16。根据权利要求9的方法，其特征在于用阻塞二极管(D3)来实施步骤(h.)。
17。根据权利要求9的方法，其特征在于：
用一个微处理器(52)来实施步骤(a.)，(b.)，(d.)h和(e.)；
用一个响应于所述第一控制信号的(STBY-SW)的开关(70)来实施步骤(c.)；和
用阻塞二极管(D3)来实施步骤(h.)。
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