CN1531338A - 包含微处理器、消磁电路和开关电源的装置及显示单元 - Google Patents

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Abstract

一种装置和相应的显示单元，包括微处理器(16)、消磁电路(22)和一个工作于正常模式和低功率模式的开关电源。所述微处理器(16)经过相同的输出端(19)被耦合到所述开关电源，以控制所述低功率模式，并被耦合到所述消磁电路以控制相应的操作。所述微处理器的输出端特别被安排成一个单一的端子。在最佳实施例中，来自微处理器(16)的控制信号(Uc)提供一个用于低功率猝发模式的控制信号，并经过一个逻辑AND组合(23)与一个电源接通指示信号(U4)相互组合以控制所述消磁电路。

Description

包含微处理器、消磁电路和开关电源的装置 及显示单元
技术领域
本发明涉及一种包含微处理器、消磁电路和工作于正常模式或例如备用模式的低功率模式的开关电源的装置。所述低功率模式特别是由所述微处理器控制的猝发模式。这种装置被用于例如电视机和计算机监视器的显示单元。
背景技术
在家用电器中使用的开关电源通常具有低功率模式，即所谓的备用模式，在这种模式下，所述家用电器的主要电路断电，只有例如微处理器和遥控器的少数电路处于工作状态。为了保持备用模式下的功率损耗尽可能的低，已知在所述低功率模式中使用了所谓的猝发模式，在该模式下，开关晶体管有规律地截止以便规定时间间隔。
例如，所述开关电源以100kHz的频率被截止和导通，其中，在很短的导通阶段期间，所述开关晶体管工作于20kHz的转换频率，以便将来自所述开关电源主边的能量传输给副边。经过导通阶段和截止阶段之间的比，可以控制所述电源的输出功率。在导通阶段期间，与所述开关晶体管相关的转换参数可以被保持在安全的范围内。具有猝发模式的开关电源可以例如从EP-A-0386 989和DE-A-195 18 863中得知。US6,4 34,030披露了一种具有开关电源的电路装置，其中，利用微处理器控制低功率猝发模式。所述微处理器的输出被耦合到所述开关电源的控制回路上，当该装置被转换到备用模式时，所述微处理器将一个被给定占空系数的方波信号施加到所述控制回路上。利用来自所述微处理器的一个截止信号，经过所述控制回路使所述电源被禁止，利用导通信号，所述电源被使能一个很短的阶段，其中，利用有规律的转换频率操作所述开关电源的开关晶体管。
具有做为显示装置的阴极射线显像管(CRT)的电视机和计算机通常包含一个消磁电路，用于以有规律的间隔、例如所述家用电器通电时使所述显像管消磁。关于消磁，和已知的退磁一样，使用约1.5秒的时间周期，其中，一个磁场被以已知的方式施加到所述显像管上。通常，在电视机中的所述消磁电路独立于所述微处理器工作，而由微处理器控制的消磁电路是已知的。
发明内容
本发明的目的是提供具有上述可靠低功率模式、特别是低功率猝发模式以及减少电路复杂程度的的装置和相应显示单元。
本发明的目的是通过权利要求1、8和10的所描述的方案实现的，本发明的有益延展由从属权利要求规定。
根据本发明，所述装置包含一个微处理器、一个消磁电路和一个工作于正常模式和低功率模式的开关电源。所述微处理器经过一个输出端耦合到所述开关电源，用于控制所述低功率模式，还耦合到所述消磁电路，用于控制相应的操作。所述微处理器的输出端特别被装置为一个信号端子，用于经过一条相同的线将所述信号提供给所述开关电源和所述消磁电路。
本发明还可以被识别为由于在相同的时间不会发生各自的控制信号，所以，所述微处理器的一个输出端子就足以用于控制所述低功率模式，特别是低功率猝发模式，以及用于所述消磁电路。这里只存在一个要求，即应当考虑在所述低功率模式期间，用于所述低功率模式的信号不应当被耦合到所述消磁电路上。在最佳实施例中，这可以通过控制通过指出电源接通的信号耦合到所述消磁电路上的所述信号实现，该信号在所述低功率模式期间阻断了所述信号从所述微处理器到达所述消磁电路，并在正常模式期间允许来自所述微处理器的信号通过。这可以例如经过一个AND门进行安排，在所述AND门被输入有来自所述微处理器的所述信号和所述指出电源接通的信号。指出电源接通的信号例如可以是一个电源电压，在通电模式期间，该信号是由所述开关电源提供的，而在所述低功率模式期间，该信号是关断的。
附图简述
下面将结合附图对本发明进行详细地解释。其中：
图1示出了被耦合有一个微处理器输出端的开关电源；
图2示出了用于控制所述开关电源以及消磁电路的装置；
图3示出了显示单元的操作模式的定时图；
图4示出了用于操作所述消磁电路的一个电路。
具体实施方式
图1所示的开关电源工作于逆向变换器原理并包含连接到主电压UN的一个输入端，所述主电压UN被借助于整流器G1和电容器3转换成平滑的DC电压U1。所述开关电源包括一个变压器Tr，其主绕组W1被耦合到所述电压U1并与所述开关晶体管T1串联。在本实施例中，当使用用于所述开关晶体管T1和集成电路7的一个驱动级时，也可能使用具有工作于自激和同步方式的离散晶体管级的其它解决方案。
连接到电压U1的电阻8被用于使能所述开关电源的启动。在工作期间，所述开关电源本身被借助于副边绕组W4、二极管12、电容器9和电阻10提供有一个电压。开关晶体管T1由集成电路7使用例如通常高于16kHz频率的方波信号6操作。
所述开关电源使用变压器Tr的副边绕组W2和W3产生输出电压U2和U3，并利用整流器G2、G3和电容器17、18使所述输出电压U2和U3平滑。输出电压U2和U3被一个控制回路所稳定，在本实施例中，所述控制回路被连接到输出电压U3上。在本实施例中，所述控制回路以放大的形式由电阻14和光耦合器13表示，用于将反馈信号发送给所述集成电路7的控制输入端1。
经过电阻15，所述微处理器16的输出端19以放大的形式被耦合到所述控制回路。微处理器16特别使用一个例如CMOS信号的数字信号经过输出端19启动所述开关电源的猝发模式和正常模式。例如，当输出端19是“高”时，那么，所述控制回路被使能且所述开关电源处于正常模式，在该模式下，通过所述控制回路调节输出电压U2和U3。当输出端19提供一个“低”信号时，那么，所述控制回路被耦合到一个低电位，因此，所述开关电源被禁止。
在US6,434,030中详细地示出和解释了用于将微处理器的输出端耦合到开关电源的控制回路上的一个电路。在这个参考文件中，具体地说，所述微处理器在开关电源的备用模式中特别产生一个猝发模式操作。在该操作模式下，所述开关电源的备用损失可以维持得非常低。
根据本发明，输出端19也被耦合到一个消磁电路上，用于提供一个显像管的消磁，例如用于电视机或计算机监视器的显像管的消磁。因此，该装置包含一个例如AND门的逻辑门23，工作电压U4和微处理器16的输出端19都被耦合到所述逻辑门23上。具体地说，微处理器16的输出端19是一个用于提供一个信号Uc的信号端子，该信号Uc包含用于控制所述低功率模式以及用于控制所述消磁电路的信息。
图2详细地示出了所述消磁电路的操作。来自输出端19的信号Uc被耦合到猝发电路21，例如耦合到图1所示开关电源的所述控制回路的光耦合器13，并经过所述逻辑门23被耦合到所述消磁电路22，用于对来自输出端19并具有电源接通指示信号上功率的所述信号滤波。门23提供AND操作，所述电源接通指示信号上的功率例如是仅仅存在于所述开关电源正常模式下的电压U4，用于允许来自输出端19的所述信号仅在正常模式下被传送给所述消磁电路22。具体地说，所述逻辑门23是一个AND门，如图4所示。
图3详细地示出了来自输出端19的所述信号Uc，该信号Uc被用于控制所述猝发电路21和所述消磁电路22。在第一时间间隔T1-T2，所述电源处于由控制信号Uc控制的低功率备用猝发模式。在该实施例中，当所述控制信号Uc是“高”时，所述开关电源截止，而当Uc是“低”时，所述开关电源工作并由输出电压U3调节。为了在时间间隔T1-T2期间产生所述猝发模式，所述控制信号Uc是一个具有短时间周期的周期方波信号，在该时间周期中，电压Uc为“低”。为了所述开关电源的低功耗，其脉宽比近似为1。最佳值例如是其脉宽比为“高”＝95％，“低”＝5％。
上述电路装置被安排在例如电视机内。在时间T2，用户使所述电视机通电，由此，所述开关电源被转换成所述正常模式，以便向电视机的所有电路提供工作电压。来自输出端19的信号Uc在时间间隔T2-T3内为“高”，以便使所述电视机的显像管消磁。具体地说，时间间隔T2-T3具有约0.5到3秒、例如是1.5秒的特定持续时间。由于在时间T2之后电源接通指示信号上的功率已经存在于门23的第二输入端上，所以，门23的输出是高，用于使能所述消磁电路22。用于显像管的所述消磁电路例如可以从DE-A-3830931中得知。
在时间T3之后，信号Uc转换到“低”，以便禁止消磁电路22。由于随后所述消磁电路22的功耗为零，所以，在电视机的正常操作期间这是一种最佳模式。在时间T3之后，所述电视机开始偏转并在所述显像管上出现所述图像。
图4示出了用于将所述微处理器的输出端19耦合到消磁电路22上的最佳实施例。消磁电路22包括继电器25，经过该继电器25，消磁电路22的消磁线圈(未示出)被操作。所述控制信号Uc和电源接通指示信号U4上的功率被施加到AND门24上。所述AND门24和继电器25被提供有工作电压U5，该电压U5在正常模式和备用模式期间就已经存在了。如所解释的，在时间间隔T2-T3期间，AND门24的两个输入端都是“高”，由此，该AND门24的输出也为“高”，因此，经过晶体管T2进行转换，这控制了继电器25的工作。
电源接通指示信号U4上的功率在低功率备用模式期间可以是任一“低”信号，而在正常模式期间可以是任一“高”信号。因此，在低功率模式期间，可以利用信号U4禁止所述消磁电路22，当使用低功率猝发模式时，由于在时间间隔T1-T2期间所述消磁电路将由方波信号Uc操作，所以，这一点是非常重要的。然后，继电器25以比较高的频率接通和关断，这将使所述继电器25产生极大磨损并导致在所述备用模式下的附加功率损耗。
本发明并不局限于所示实施例及结合附图的描述，在不脱离本发明范围的前提下，本领域内的普通技术人员可以做出各种修改。例如，本发明可被用于包含消磁电路的所有家用电器。任何其它逻辑“使能”信号都可以被作为“高”信号而使用。在图1所示的实施例中，利用所述变压器Tr和所述光耦合器13提供了一种主要的解决方案。不使用所述主要解决方案的例如利用电池供电的其他实施例也是可能的。

Claims (10)

1.一种包括微处理器(16)、消磁电路(22)和具有正常模式和低功率模式的开关电源的装置，所述微处理器(16)被耦合到所述开关电源上，其特征在于：
来自所述微处理器(16)并用于控制所述低功率模式和所述消磁电路(22)的信号(Uc)被经过一个相同的输出端(19)耦合到所述消磁电路(22)和所述开关电源上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述微处理器包含一个信号端子(19)，用于控制所述低功率模式以及消磁电路(22)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述装置提供一个仅存在于所述开关电源正常模式中的电源接通指示信号(U4)，和来自所述微处理器(16)的控制信号(Uc)依据所述电源接通指示信号被耦合到所述消磁电路(22)
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于来自所述微处理器(16)的控制信号(Uc)和电源接通指示信号(U4)经过一个逻辑AND例如经过一个AND门而被组合，用于控制所述消磁电路(22)。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于所述电源接通指示信号(U4)是一个由所述开关电源仅在所述正常模式期间提供的电源电压。
6.根据在前权利要求当中任何一个的装置，其特征在于来自微处理器(16)的所述控制信号(Uc)在低功率模式下是一个用于提供猝发模式的方波信号，所述方波信号的占空比规定所述开关电源的转换周期。
7.根据在前权利要求当中任何一个的装置，其特征在于当所述开关电源被转换到所述正常模式时，来自所述微处理器(16)并用于控制所述消磁电路(22)的控制信号(Uc)是“使能”一段时间，该段时间足以使显像管消磁。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于用于所述消磁电路(22)的所述“使能”信号的持续时间为0.5到3秒，和在所述消磁阶段之后被转换为“低”。
9.一种装置，包括微处理器(16)、消磁电路(22)和具有正常模式和低功率模式的开关电源，所述微处理器(16)被耦合到所述开关电源上，其特征在于所述微处理器(16)包含一个用于控制所述低功率模式的单一端子(19)以及消磁电路(22)。
10.一种显示单元，包含根据在前权利要求中任一个所述的装置。
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