CN1515979A - 用来节省显示系统中电能的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节省显示系统中电能的装置和方法，在该显示系统中，在来自计算机主机的视频卡的行同步信号与帧同步信号没有输入给显示系统，显示系统转为关闭模式的情况下，与现有的关闭模式性能相比，通过用大容量充/放电器件减小一PWM脉冲的工作周期，在显示系统工作的范围内使总耗电量减小约一半。本发明提供了一种显示系统的超级省电模式。

Description

用来节省显示系统中电能的装置和方法

本申请是中国专利申请No.00126063.4“用来节省显示系统中电能的装置和方法”的分案，原申请的在先申请日是1999年8月31日。

技术领域

本发明涉及显示系统的电源装置，尤其涉及用来节省显示系统中电能的装置和方法，在该显示系统中，在显示系统转为关闭模式的情况下，通过用大容量充/放电器件减小一PWM脉冲的工作周期(on-duty time period)，在显示系统工作的范围内使总耗电量减小。

背景技术

近年来市场上出现的大多数显示系统都备有省电模式。根据对来自装在计算机主机内视频卡的行同步信号与帧同步信号的输入或者未输入，省电模式依顺序进入正常模式、暂停模式(suspend mode)、备用模式(standby mode)和关闭模式(off mode)。

此时，在来自装在主机内视频卡的所有行同步信号与帧同步信号都未输入的情况下，采用关闭模式。

也就是说，在用户不使用显示系统的情况下，即，在对行同步信号与帧同步信号是否从装在计算机主机内的视频卡输入以及所有行同步信号与帧同步信号是否都未输入进行检测的情况下，按照检测结果，关闭模式用来通过切断施加给计算机所有部件的电能而使显示系统中的耗电量最小。

此时，仍向一微型计算机供电以使显示系统转为正常模式，正常模式用于行同步信号与帧同步信号从装在计算机主机内的视频卡中输入的情况。

图1是用来在一传统显示装置中执行省电模式的方框图，图2是用来在一传统显示装置中执行省电模式的电路。在图1和图2中，参考数字10代表具有桥式二极管1和电容器C6的整流部件。

参考数字30代表具有一输出部分(D2，C2)和开关3的第一输出部件。参考数字40代表具有第二输出部分(D3，C3)和开关4的第二输出部件，参考数字50代表具有第三输出部分(D4，C4)、调节电源电路部分5和开关6的第三输出部件。

参考数字60代表一微型计算机，参考数字70代表具有开关器件FET、PWM电路部分2、电容器C5和同步信号输出部分9的开关变压器驱动部件。参考数字90代表具有二极管D7和电容器C7的电源部件。

以下将参照图2详细描述具有上述部件的电路的工作。

如图2所示，桥式二极管1对从外部输入的市电电压进行整流，用以通过电容器C6供给变压器100的初级绕组。

此时，开关器件FET响应于从PWM电路部分2输入的PWM脉冲开关。

根据开关器件FET的开关转换，通过初级绕组把从桥式二极管1输入的电流供给开关变压器100，次级绕组因初级绕组中流动的电流而感应出电能。此时，由次级绕组根据次级绕组的匝数感应出不同的电能。

多个输出部分(D2，C2)、(D3，C3)、(D4，C4)接至开关变压器100的次级绕组，并且把次级绕组中感应出的电能转换为直流电压以输出给作为负载的各部件。

多个开关3、4和6把多个输出部分(D2，C2)、(D3，C3)和(D4，C4)与负载LOAD1、LOAD2和LOAD3分别连接起来，用以响应于微型计算机60的接通(turn-on)信号把输出部分(D2，C2)、(D3，C3)和(D4，C4)的输出电压供给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3，而多个开关3、4和6响应于微型计算机60的关断信号切断输出给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3的电压。

反馈电路部件80接至开关变压器100的第一辅助绕组，监测第一、第二和第三输出部分，并且把一反馈信号输出给开关变压器驱动部件70，以根据监测结果调整PWM脉冲的占空比(duty ratio)。

电源部分90接至开关变压器100的第二辅助绕组，以输出用于PWM电路部分2的驱动功率。

调节电源电路部分5接收由第三输出部件(D4，C4)提供的直流输入电压，并且把所输入的电压转换为微型计算机60的工作电压。

微型计算机60由调节电源电路部分5所提供的电压驱动，并且在不存在从计算机主机内视频卡输入的行同步信号与帧同步信号的情况下，输出用来切断供给每个负载电功率的关断信号。

同步信号输出部分9响应于来自偏转电路部分的反馈信号而输出一同步信号。

PWM电路部分2由电源部件90所提供的电功率驱动，以输出一PWM信号，该PWM信号具有微型计算机60的控制信号和通过反馈电路部件80的反馈信号所确定的占空比，从而控制开关器件FET的接通和关断时间周期。

在具有如上所述结构的显示系统省电装置的工作中，首先微型计算机60判断从计算机主机内视频卡输入的行同步信号与帧同步信号是否存在。

在判断结果是不存在行同步信号与帧同步信号的情况下，则整个系统转为关闭模式。

也就是说，微型计算机60把一关断信号输出给分别设置在第一、第二和第三部件30、40和50每个下级的开关3、4和6，以将整个系统转换至关闭模式，以便不将第一、第二和第三输出部件30、40和50的直流电压提供给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3。

此时，甚至在关闭模式的情况下也应向微型计算机60供给工作电压，因为微型计算机60监测从计算机主机输入的信号。

PWM电路部分2由电源部件90所提供的电压Vcc驱动，并且根据同步信号输出部分9输出的通过耦合电容器C5输入的同步信号，产生一PWM脉冲。

PWM电路部分2把一PWM脉冲输出给开关器件FET，开关器件FET在输入PWM脉冲时接通，电流供给变压器100的初级绕组，然后在次级绕组中感应出能量以供给每一个输出部件30、40和50。

此时，一直流电压供给第三输出部分(D4，C4)，通过调节电源部分5把该直流电压转换为微型计算机60的工作电压。

因此，在将整个系统转为关闭模式的情况下，只有接至微型计算机60的多个输出部件30、40和50中的输出部件50工作，从而与将整个系统转为节电模式相比，使得总耗电量能够减小。

但是，如上所述，在传统装置中，为了节省显示系统中的电能，存在这样一个问题，即，通过始终都向微型计算机提供电压，使得在关闭模式下令耗电量最小来省电的方式有局限性的。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种用来节省显示系统中电能的装置和方法，在该显示系统中，在显示系统转为关闭模式的情况下，通过用大容量充/放电器件减小一PWM脉冲的工作周期，在显示系统工作的范围内使总耗电量减小。

为了实现以上目的，根据本发明，一种显示系统的省电装置，它用来在行同步信号与帧同步信号在一预定时间周期内不从计算机主机输入的情况下把省电模式设为关闭模式，减小整个系统中所消耗的电能，该省电装置包括：电源控制部件，用来响应由微型计算机输入的电源控制信号有选择地产生一PWM电路部分的PWM脉冲；工作电压源部件，用来产生一工作电压，其中在PWM电路部分通过电源控制部件的控制产生PWM脉冲并且一市电电源供给开关变压器的初级绕组的情况下，用开关变压器次级绕组中感应的电能对工作电压源部件充电，而在不通过电源控制部件的控制信号产生PWM脉冲的情况下，将工作电压源部件放电；和一微型计算机，根据工作电压源部件输入的工作电压驱动该微型计算机，它用来在行同步信号与帧同步信号不从计算机主机输入的情况下把整个系统转为关闭模式，并且用来输出电源控制信号，以便在工作电压源部件放电的情况下，一旦剩余电压变得低于工作电压源部件的输入补偿电压的最小电压，就产生PWM脉冲。

另外，为了实现以上目的，根据本发明，一种显示系统的省电装置，它用来在在一预定时间周期内不从计算机主机输入行同步信号与帧同步信号的情况下，通过减小整个系统中所消耗的电能，把省电模式设为关闭模式，该省电装置包括：电源控制部件，用来响应由微型计算机输入的电源控制信号有选择地将所提供的市电电源供给开关变压器的初级绕组；工作电压源部件，在根据电源控制部件的控制将市电电源供给开关变压器的初级绕组的情况下，响应于一PWM脉冲，用开关变压器次级绕组中感应的电能对该工作电压源部件充电；而在根据电源控制部件的控制信号不将市电电源供给开关变压器的初级绕组的情况下，将工作电压源部件放电；和一微型计算机，根据工作电压源部件输入的工作电压驱动该微型计算机，它用来在行同步信号与帧同步信号不从计算机主机输入的情况下把整个系统转为关闭模式，并且用来输出电源控制信号，以便在工作电压源部件放电的情况下，一旦剩余电压变得低于工作电压源部件的输入补偿电压的最小电压，就将市电电源供给开关变压器的初级绕组。

此外，为了实现以上目的，根据本发明，一种显示系统的省电方法包括以下步骤：(1)判断是否存在有从一计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号；(2)在行同步信号与帧同步信号从计算机主机输入的情况下进行正常工作，在行同步信号与帧同步信号未输入的情况下将整个系统转为关闭模式并且输出一关断信号以切断供给每个负载的电压，以及输出一电源控制信号以有选择地控制开关变压器次级绕组中感应的电能；(3)输出电源控制信号，然后计算时间周期；(4)判断所计算的时间周期是否是同一预定时间周期；(5)在所计算的时间周期与预定时间周期相同的情况下，判断是否存在从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号；(6)将电源控制信号设定至关断状态，之后在存在从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号的情况下将整个系统从关闭模式转至正常模式，并且输出用来将电压供给每个负载的接通信号；(7)在不存在从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号的情况下，输出电源控制信号用以不在开关变压器的次级绕组中感应出电能。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的一个优选实施例，本发明的以上目的和其他优点将变得很明显，这些附图中：

图1是一传统显示系统中实现省电模式的方框图；

图2是表示图1中所用电路的图；

图3是表示根据本发明第一实施例的显示系统省电装置的方框图；

图4是表示图3电路的图；

图5是表示根据图4另一实施例电路的图；

图6是表示根据图4又一实施例电路的图；

图7是表示根据本发明第二实施例的显示系统省电装置的方框图；

图8是表示图7电路的图；

图9是表示根据图3和图8所用电源控制电路第一实施例的电路的图；

图10是表示根据图9另一实施例电路的图；

图11是表示图11所用波形的图；

图12是描述根据本发明各实施例的显示系统省电方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的各实施例。

图3至图6是描述根据本发明的显示系统省电装置第一实施例的方框图和电路，其中只描述与传统装置不同的部件和部份，而在该描述中省略了其他相同的部件和部件。

如图3所示，参考数字200代表第三输出部件，设置在工作电压源部件210内的电容器C10具有与传统电容器C4不同的大电容。

参考数字300代表微型计算机，参考数字400代表电源控制部件。

以下参照图4至6就本发明的方框图原理进行详细描述。

如图4所示，电源控制部件400响应于从微型计算机300输入的电源控制信号有选择地输出PWM电路部分2的PWM脉冲。

在未由于电源控制部件400的控制信号产生PWM脉冲的情况下，工作电压源部件210在放电的同时把一工作电压供给微型计算机300，其中PWM脉冲由于电源控制部件400的控制信号从PWM电路部分2中产生，而在把市电电源供给开关变压器100的初级绕组的情况下，输入次级绕组感应出的电能和使电容充电。

电源控制部件400包括：开关器件Q30，它用来在从微型计算机300输出的电源控制信号的控制下执行开关操作；和光耦合器OP，它用来根据开关器件Q30的开关操作有选择地把零电压供给PWM电路部分2。

同时，在用继电器器件(relay device)RELAY替代光耦合器OP时，可以从电源控制部件400中得到同一结果。

电源控制部件400接至PWM电路部分2的输入侧(节点A)。

工作电压源部件210包括：第四输出部分(D10，C10)，它具有一大电容的电容器，用来产生非常长的放电周期；和调节电压电路部分(211)，它用来把来自输出部分(D10，C10)的直流电压转换成一工作电压。

在行同步信号与帧同步信号未从计算机主机输入的情况下，微型计算机300把整个系统转为关闭模式，微型计算机300由从工作电压源部件210输入的工作电压操作，而且微型计算机300在工作电压源部件210放电的情况下，输出一电源控制信号以便在剩余电压下降低于工作电压源部件210的输入补偿电压最小值之下时产生一PWM脉冲。

以下将参照图11和图12详细描述具有如上所述结构的显示系统省电装置的工作情况。

首先，微型计算机300判断是否存在有从计算机主机的视频卡中输入的行同步信号与帧同步信号(S800)。按照判断结果，如果行同步信号与帧同步信号存在，那么执行正常模式，将一直流电压输出给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3，从而执行正常操作。

如果行同步信号与帧同步信号不存在，那么如图11的B中所示，微型计算机300把一关断信号输出给每个开关3、4和6，将整个系统转为关闭模式，从而不将任何电压输出给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3(S810)。

另外，如图11的C中所示，在如图11的C中所示某一时间周期过去之后，微型计算机300把高电平电源控制信号输出给电源控制部件400(S820)。通过电阻R30把高电平电源控制信号输入给开关器件Q30的基极，从而使开关器件30导通。

如果开关器件Q30导通，那么就将电压VDD施加给光电耦合器OP的二极管，然后使得光电耦合器OP点亮，以使光接收晶体管导通检测光。

此外，将节点A的电压下拉至零电压，从而对电容器C5迅速放电，以便将零电压供给PWM电路部分2。因此，由于未提供输出给开关器件FET栅极PWM脉冲，所以未驱动开关器件FET，故由于开关变压器的100的初级绕组未进行开关转换，所以次级绕组中未感应出电能。

因此，接至微型计算机300的第四输出部分(D10，C10)的电容器C10开始按如图11的A中所示电压进行放电。由于通过调节电压电路部分211将放电电压供给微型计算机300，所以即使开关变压器100未进行开关转换，微型计算机300也执行正常操作。

在剩余电压从电容器C10开始放电的时间开始达到调节电压电路部分211的输入补偿电压最小值之前，微型计算机300输出一低电平电源控制信号。

在电容器C10的剩余电压降低到调节电压电路部分211的输入补偿电压最小电压之下的情况下，输出给调节电压电路部件211的电压降低到微型计算机300的工作电压之下，从而使微型计算机300不工作。

因此，由于未检测到从计算机主机输入的信号，所以不执行下一个操作，系统停止工作。因此，再次输入干线电源以使系统从初始化步骤开始重新启动。

微型计算机300根据要存入内存中的电容器C10充/放电周期来确定电源控制信号的接通或关断时间。

如上所述，在输出高电平电源控制信号(S820)之后，统计时间，判断所统计的时间与内存中的预定时间是否相符(S840)。

按照判断结果，在两个时间相同的情况下，判断从计算机主机的视频卡中输入的行同步信号与帧同步信号是否存在(S850)。按照判断结果，在行同步信号与帧同步信号存在的情况下，将电源控制信号固定在关断状态，然后将一接通信号输出给每个开关3、4和6，从而将一电压正常地供给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3(S860)。

在不存在从计算机主机的视频卡中输入的行同步信号与帧同步信号的情况下，微型计算机300输出一低电平电源控制信号(S870)。

把低电平电源控制信号供给开关器件Q30的基极，开关器件Q30截止，光电耦合器OP也转为关断状态。通过电容器C5把5V电压正常地供给节点A，然后PWM电路部分2正常工作，以使PWM脉冲输出给开关器件FET。

因此，开关器件FET由PWM脉冲反复导通和截止，通过桥式二极管1和电容器C6把一电压和电流供给开关变压器100的初级绕组。

如上所述，如果把一电压和电流施加给初级绕组，那么就在次级绕组中感应出电能，然后第四输出部件(D10，C10)的电容器C10开始充电。

在本发明的第一实施例中用如图10中所示继电器RELAY代替电源控制部件400的光电耦合器OP的情况下，可以实现相同的操作，由于继电器RELAY的操作与光电耦合器OP的相同，所以将省略对其的详细描述。

图5是表示根据图4另一实施例电路的图。用于图4的第一实施例控制节点A的电压，由此控制PWM电路部分2的驱动，而电源控制部件400的输出施加于节点B以降低节点B的电压。

因此，反馈电路部件80的电容器C1迅速放电，而监测开关变压器100输出的反馈脉冲未输入给PWM电路部分2。因此，开关变压器100的开关可以受到控制，由于全部操作与图4中相同，所以将省略对其的描述。

图6是表示根据图4又一实施例电路的图。图4中所示第一实施例通过控制节点A的电压控制PWM电路部分2，而在图6所示的又一实施例中，节点C接至电源控制部件400的输出端，从而通过控制输入给PWM电路部分2的电源来控制开关变压器100的开关转换。涉及其全部操作的描述与图4中相同，因此将省略关于该又一实施例的描述。

图7是表示根据本发明第二实施例的显示系统省电装置的方框图，图8是表示图7电路的图。

如图7和图8所示，电源控制部件400响应于从微型计算机300输入的电源控制信号有选择地提供市电电源，该市电电源用于开关变压器100的初级绕组。

在根据电源控制部件400的控制而把一市电电源供给开关变压器100的初级绕组的情况下，响应于一PWM脉冲，利用输入的次级绕组的感应电能对工作电压源部件210充电，而在根据电源控制部件400的控制信号未将一市电电源供给初级绕组的情况下，工作电压源部件210在放电的同时提供一工作电压。

在行同步信号与帧同步信号未从计算机主机输入的情况下，微型计算机400将整个系统转为关闭模式，微型计算机400根据从调节电压电路部分211输入的工作电压能够工作，并且一旦在调节电压电路部分211放电的情况下剩余电压降到低于调节电路部分211的输入补偿电压最小值之下，就输出一电源控制信号以便用来将一市电电源供给开关变压器100的初级绕组。

以下将如在第一实施例中那样，参照图11和图12详细描述具有如上所述结构的显示系统省电装置的第二实施例的工作情况。

首先，微型计算机300判断是否存在有从计算机主机的视频卡输入的行同步信号与帧同步信号(S800)。按照判断结果，在行同步信号与帧同步信号存在的情况下，微型计算机300执行正常模式，把一直流电压输出给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3，由此执行一正常操作。

在行同步信号与帧同步信号不存在的情况下，微型计算机300如图10的B中所示把一关断信号输出给每个开关3、4和6，并且将整个系统转为关闭模式以便不将电压输出给负载LOAD1、LOAD2和LOAD3(810)。

如果如图11的C中所示微型计算机300在某一时间周期之后把一高电平电源控制信号输出给电源控制部件400，那么把该高电平电源控制信号输入给开关器件Q30的基极，令开关器件Q30导通。

把电压VDD输入给光电耦合器OP的二极管，点亮光电耦合器OP，从而使光接收晶体管导通。

因此，由于将节点D的电压下拉至零电压并且电容器C6迅速放电，所以把零电压供给开关变压器100的初级绕组，从而在开关变压器100的次级绕组中未感应出电能。

如图11的A中所示，接至微型计算机300的第四输出部分(D10，C10)的电容器C10开始放电，放电电压通过调节电压电路部分211施加给微型计算机300，以便即使开关变压器100未进行开关转换，微型计算机300也执行一正常操作。

此时，在电容器C10开始放电以使其剩余电压达到调节电压电路部分211的输入补偿电压最小值之前，微型计算机300输出一低电平电源控制信号。

这是因为，在电容器C10的剩余电压变得低于调节电压电路部分211的输入补偿电压最小值的情况下，输出给调节电压电路部分211的电压变得低于微型计算机300的工作电压，从而使微型计算机300不工作。

因此，由于微型计算机300不检测从计算机主机输入的信号，所以微型计算机300不进行使系统关机的下一步操作，从而能重新将干线电源输入给系统以便系统能从初始化步骤开始工作。

因此，微型计算机300根据电容器C10的充/放电时间确定电源控制信号的接通和关断时间，并且将它们存入内存中。

如上所述，微型计算机300输出一高电平电源控制信号，统计时间(S830)，并且判断该统计时间是否与内存中的预定时间相同(S840)。

按照判断结果，在两时间相同的情况下，微型计算机300判断是否存在有从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号(S850)。按照判断结果，如果存在行同步信号与帧同步信号，那么微型计算机300将电源控制信号的输出端设为关断状态，把一接通信号输出给每个开关3、4和6，并且将一电压正常地供给每个负载LOAD1、LOAD2和LOAD3(S860)。

在不存在从计算机主机的视频卡输入的行同步信号与帧同步信号的情况下，输出一低电平电源控制信号(S870)。

把该低电平电源控制信号供给开关器件Q30的基极，开关器件Q30截止，从而使光电耦合器OP转为关断状态。

把一电压从桥式二极管1和电容器C6正常地供给节点D，以便把一电压和电流供给开关变压器100的初级绕组。

如上所述，如果把一电压和电流供给开关变压器100的初级绕组，那么在开关变压器100的次级绕组中就感应出电能，从而使第四输出部分(D10，C10)的电容器C10转为充电模式。

即使如图10所示用继电器RELAY代替电源控制部件400的光电耦合器OP，如上所述的本发明第二实施例也执行与第一实施例中相同的操作，继电器RELAY具有与光电耦合器OP相同的操作，所以省略对其的详细描述。

因此，在没有来自计算机主机的视频卡的行同步信号与帧同步信号输入给显示系统，显示系统转为关闭模式情况下，与现有的关闭模式性能相比，通过经使用一大容量充/放电器件在提供微型计算机的工作电压范围内将PWM脉冲的工作周期显著减小，而将总耗电量减小约一半，如上所述的本发明提供了一种显示系统的超级省电模式。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，不过本领域的那些技术人员可以理解的是，本发明不应限制于所述的优选实施例，而应限制于如所附权利要求书限定的本发明的范围和各种变换。

Claims (2)

1.一种显示系统的省电方法，包括以下步骤：

(1)判断是否存在有从一计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号；

(2)在行同步信号与帧同步信号从计算机主机输入的情况下进行正常工作，在行同步信号与帧同步信号未输入的情况下将整个系统转为关闭模式并且输出一关断信号以切断供给每个负载的电压，以及输出一电源控制信号以有选择地控制开关变压器次级绕组中感应的电能；

(3)输出电源控制信号，然后计算时间周期；

(4)判断所计算的时间周期是否是同一预定时间周期；

(5)在所计算的时间周期与预定时间周期相同的情况下，判断是否存在从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号；

(6)将电源控制信号设定至关断状态，之后在存在从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号的情况下将整个系统从关闭模式转至正常模式，并且输出用来将电压供给每个负载的接通信号；以及

(7)在不存在从计算机主机输入的行同步信号与帧同步信号的情况下，输出电源控制信号用以不在开关变压器的次级绕组中感应出电能。

2.如权利要求2所述的省电方法，其中步骤(4)中的预定时间周期是充/放电器件的充/放电时间周期，该充/放电器件通过开关变压器的次级绕组中感应出的电能进行充电和放电。

Images