CN1848593A - 根据外部提供功率切换供给显示部分功率路径的电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种根据来自外部电源和电池之一工作的电子设备。该电子设备包括显示部分、功率转换器、产生用于显示部分的工作电压的逆变器、产生要显示在显示部分上的信息和根据来自功率转换器的输出可工作的系统部分、电池、输入功率转换器、和开关控制器。开关控制器控制到逆变器的功率，以便在输入功率检测器检测到外部功率可用的情况下，开关控制器将外部功率提供给功率转换器和功率转换器将功率提供给逆变器，产生用于显示部分的工作电压；和在输入功率检测器检测到外部功率不可用的情况下，开关系统分别地将电池功率提供给功率转换器和提供给逆变器。

Description

根据外部提供功率切换供给显示部分功率路径的电子设备
交叉参考相关申请
本申请要求2005年4月15日向韩国知识产权局提出的韩国专利申请第2005-31626号的权益，特此引用以供参考。
技术领域
本发明涉及电子设备，尤其涉及根据是否提供外部功率开关切换提供给显示器的功率的路径的电子设备。
背景技术
应用电池的电子设备已经得到广泛使用，使便携性和移动性成为可能。这样的电子设备包括如膝上型计算机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)那样的便携式计算机；移动电话；CD(激光唱盘)播放器；便携式摄像机等。一般说来，除了电池之外，这些电子设备都配有用于连接适配器以便通过AC/DC(交流/直流)适配器使用外部功率的连接端。可再充电的二次电池应用在这些电子设备中和通过来自适配器的功率再充电。
这些电子设备可以配有在其上显示图像的显示面板，和液晶显示(LCD)面板广泛用作显示面板。
与阴极射线管(CRT)或等离子显示面板(PDP)不同，LCD面板是光接收显示面板，和包括提供光的灯。
图1表示传统便携式计算机的电源系统的例子。如图1所示，便携式计算机包括适配器110和提供功率的电池111；利用来自适配器110的功率对电池111充电的电池充电器112；检测适配器110是否连接着的适配器检测器113；LCD面板116；向LCD面板116发光的灯115；接收来自适配器110或电池111的功率和将功率转换成用于驱动灯115的交流电的逆变器114；和将来自适配器110或电池111的功率转换成用于驱动系统部分117的功率的系统电源120a。
响应适配器检测器113的检测根据VDC118开关的开关动作，将来自适配器110或电池111的功率提供给系统电源120a和逆变器114。优先于电池111提供的功率，适配器检测器113和VDC开关118控制适配器110提供的功率提供给系统电源120a和/或逆变器114。
系统电源120a将适配器110或电池111提供的功率转换成用于驱动系统部分117的功率，以便将转换的功率提供给系统部分117的每个电子部件。系统电源120a包括DC/DC转换器121a和122a，例如开关电压调节器，以便在不同电压电平上输出功率。配备逆变器开关137是为了切断提供给逆变器114的功率。
在如图1所示的电源系统中，输入逆变器114的功率的电压电平的范围是从适配器110输出的功率的电压电平到电源11输出的功率的电压电平。例如，如果电池111的输出功率的电压电平是9V到11.1V(对于3S电池)和适配器110的输出功率的电压电平是19V，那么，逆变器114的输入功率的电压电平的范围是9V到19V。
逆变器114被设计成具有与19V相对应的击穿电压以满足9V到19V的输入电压和工作方式波动变得很大，从而妨碍了高效选择MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)作为开关单元和设计高压变压器的实现。
图2表示另一种传统便携式计算机的电源系统的另一个例子。与如图1所示的便携式计算机的电源系统不同，如图2所示的便携式计算机的电源将来自系统电源120b的DC/DC转换器121b和122b之一的功率提供给逆变器114，从而使输入逆变器114的功率的电压电平例如保持在5V上。
然而，在如图2所示的便携式计算机的电源系统中，虽然电池111也提供功率，但来自电池111的功率通过系统电源120b的DC/DC转换器122b输入逆变器114中，经过两次功率转换处理，从而降低了与就电池111而言的负载相对应的DC/DC转换器122b和逆变器114的转换效率，和因此不必要地损失了功率。也就是说，对于到电池111的输入，为了保持负载的转换效率大于90％，DC/DC转换器122b和逆变器114的转换效率应该分别大于95％。但是，使DC/DC转换器122b和逆变器114具有大于95％的转换效率是难以实现的。
发明内容
因此，本发明的一个方面提供了一种电子设备，其取决因此否提供外部功率，有选择地将从系统功率转换器和电池输出的功率提供给显示器功率转换器，以实现到显示器功率转换器的输入功率的窄输入电压范围，和通过提高显示器功率转换器的设计效率延长电池的使用寿命。
本发明的前述和/或其它方面是通过配备根据来自外部电源和电池之一可工作的电子设备实现的，电池输出第一功率以驱动该电子设备。该电子设备包括显示部分；系统功率转换器，用于将外部电源提供的外部功率转换成在预置电压电平上的第二功率；显示器功率转换器，用于将第一功率和第二功率之一转换成用于驱动显示部分的功率和将它提供给显示部分；和功率控制器，用于如果检测到外部电源提供外部功率，提供来自系统功率转换器的第二功率，作为显示器功率转换器的输入功率，和如果来自外部电源的外部功率被切断，提供来自电池的第一功率，作为显示器功率转换器的输入功率。
根据本发明的一个方面，电子设备可以包括通过显示部分显示图像的系统部分，其中，如果来自外部电源的外部功率被切断，系统功率转换器接收第一功率，将它转换成第二功率，和提供从系统功率转换器输出的第二功率，作为用于驱动系统部分的功率。
根据本发明的一个方面，显示部分可以包括在其上显示图像的光接收显示面板和向显示面板发光以便在显示面板上显示图像的灯，其中，显示器功率转换器包含将第一功率或第二功率转换成用于驱动灯的交流电功率，和将交流电功率提供给灯的逆变器。
根据本发明的一个方面，显示面板可以包括液晶显示(LCD)面板。
根据本发明的一个方面，功率控制器可以包括功率开关，其开关切换以将第一功率和第二功率之一提供给逆变器；和与外部功率的提供相对应地控制开关切换的开关控制器。
根据本发明的一个方面，功率开关可以包括控制将第一功率提供给逆变器的第一开关和控制将第二功率提供给逆变器的第二开关。
根据本发明的一个方面，第二开关可以包括控制将第二功率提供给逆变器的开关单元和与开关单元并联以切断从逆变器到系统功率转换器的功率的二极管。
根据本发明的一个方面，第二功率包括在第一功率的电压电平的范围内。
根据本发明的一个方面，在来自外部电源的外部功率的提供被切断的状态下，作为显示器功率转换器的输入功率提供的来自电池的第一功率不经过系统功率转换器。
本发明的前述和/或其它方面是通过配备接收来自外部电源和输出第一功率的电池之一的功率的电子设备实现的。该电子设备包括显示部分；通过显示部分显示图像的系统部分；多个系统功率转换器，用于将外部电源提供的外部功率和第一功率之一转换成用于驱动系统部分的在不同电压电平上的第二功率；显示器功率转换器，用于将从多个系统功率转换器之一输出的第二功率和第一功率之一转换成用于驱动显示部分的功率和将转换的功率提供给显示部分；和功率控制器，用于如果检测到外部电源提供外部功率，提供来自多个系统功率转换器之一的第二功率，作为显示器功率转换器的输入功率，和如果来自外部电源的外部功率被切断，提供来自电池的第一功率，作为显示器功率转换器的输入功率。
根据本发明的一个方面，提供给显示器功率转换器的第二功率的电压电平与第一功率的电压电平接近。
根据本发明的一个方面，功率控制器可以包括功率开关，其开关切换以将第一功率和第二功率之一提供给逆变器；和与外部功率的提供相对应地控制开关切换的开关控制器。
本发明的另外方面和/或优点部分将在如下的描述中给出和部分可从如下的描述中明显看出，或可以通过具体实施本发明获知。
附图说明
通过结合附图，对本发明的优选实施例进行如下描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得显而易见和更容易理解，在附图中：
图1和2表示传统电子设备的电源系统；
图3是根据本发明的第一实施例的电子设备的控制方块图；
图4是根据本发明的第二实施例的电子设备的控制方块图；和
图5表示逆变器的输入功率的电压电平与逆变器的效率之间的关系。
优选实施例详述
现在详细介绍其例子表示在附图中的本发明的优选实施例，其中，相同标号自始至终表示相同单元。下面参照附图描述优选实施例，以便说明本发明。
根据本发明的第一实施例的电子设备接收来自外部电源和电池之一的功率，以驱动电子设备。也就是说，电子设备可以接收来自外部电源或电池的功率。如图3所示，根据第一实施例的电子设备包括显示部分15(灯)和16(LCD面板)、电池11、系统电源20a和功率控制器30。电子设备还可以包括诸如适配器10等的外部电源(下文称为适配器)，以便提供外部功率。
系统部分17包括执行电子设备的主要功能的多个电子部件。例如，如果根据本发明实施例的电子设备被配备成便携式计算机，系统部分17可以包括CPU(中央处理单元)、诸如RAM(随机存取存储器)等的存储器、芯片组、主板和图形卡。这里，系统部分17接收来自系统电源20a的功率。
可以将电池配备成可通过电池充电器12充电的二次电池11。例如，可以使用锂离子电池或其它可充电二次电池。
这里，电池11包括将第一功率的电压电平规定为它的可重新充电和输出功率的至少一电池元件。作为根据本发明的第一实施例，电池11可以包括三电池元件。
从各电池元件输出的功率的最大电压电平是3.7V，和各电池元件的截止电压是，例如，3V。因此，从含有三电池元件的电池11输出的第一功率的电压电平是9V到11.1V。
适配器10可以包括将用在家庭等中的商用交流电转换成直流电的AC/DC适配器。可替代地，适配器10可以包括将像用于车辆的雪茄式插孔(cigarjack)那样的直流电用作输入功率的DC/DC适配器。根据本发明的第一实施例的电子设备接收来自适配器10的外部功率，和适配器10提供的外部功率的电压电平例如是19V。
系统电源20a在连接适配器10时将适配器10提供的外部功率或者将电池11提供的第一功率转换成用于驱动系统部分17的在各种电压电平上的功率，和将转换的功率提供给系统部分17。例如，如果电子设备被配备成便携式计算机，系统电源20a输出用于驱动系统部分17的各个电子部件、例如在5V、3.3V、2.5V等电压电平上的功率。从系统电源20a输出的在各种电压电平上的功率用于驱动各个电子部件，和在必要时，发送信号。
系统电源20a可以包括多个系统功率转换器，例如，DC/DC转换器21a和22a，每一个例如包括在指定电压电平上产生功率的开关电压调节器。在下文中，将系统功率转换器例如描述成DC/DC转换器21a和22a。
显示部分15和16可以包括在其上显示图像的光接收显示面板；和向显示面板16发光以便在显示面板16上显示图像的灯15。如图3所示，光接收显示面板例如描述成LCD面板16。并且，LCD面板16可以包含通过接收来自灯15的光显示图像的光接收显示面板。
显示器功率转换器将功率提供给显示部分15和16。这里，显示器功率转换器例如包括提供驱动灯15的交流电的逆变器14。
逆变器14接收来自电池11的第一功率或系统电源20a的多个DC/DC转换器21a和22a之一(下文称为逆变器DC/DC转换器22a)提供的第二功率，将接收的功率转换成用于驱动灯15的功率，和将转换的功率提供给灯15。
逆变器DC/DC转换器22a将来自适配器10的外部功率或来自电池11的第一功率转换成在预置电压电平上的第二功率，将转换的功率提供给逆变器14。
如果提供外部功率，功率控制器30控制从逆变器DC/DC转换器22a输出的第二功率提供给逆变器14。如果来自适配器10的功率被切断，例如，如果用户断开适配器10或与适配器10连接的使用功率，功率控制器30控制从电池11输出的第一功率提供给逆变器14。因此，如果从适配器10输入外部功率，逆变器DC/DC转换器22a将外部功率转换成第二功率，提供给灯15，以便驱动灯光15。如果未输入外部功率，将自电池11输出的第一功率直接提供给逆变器14，从而降低了逆变器DC/DC转换器22a不必要转换造成的功率损失，和延长了电池11的使用寿命。
如图3所示的电子设备可以包含检测是否从适配器10提供的外部功率的适配器检测器13。功率控制器30可以与适配器检测器13的检测相对应地确定外部功率的提供。功率控制器30可以包含功率开关31和开关控制器38。
功率开关31根据开关控制器38的控制，将从电池11输出的第一功率和从逆变器DC/DC转换器22a输出的第二功率开关切换到逆变器14。
功率开关31可以包括控制从电池11输出的第一功率提供给逆变器14的第一开关34、和控制从逆变器DC/DC转换器22a输出的第二功率提供给逆变器14的第二开关37。也就是说，从DC/DC转换器22a或直接从电池11提供给逆变器14。
第一开关34可以包括：根据开关控制器38的控制开关切换以控制电池11和逆变器14之间的连接的第一开关单元32；和与第一开关单元32并联的第一二极管33。这里，第一二极管33的阴极与电池11连接，和第一二极管33的阳极与逆变器14连接。因此，如果从电池11输出的第一功率的电压电平大于从逆变器DC/DC转换器22a输出的第二功率的电压电平，当第一开关34断开时，可以防止来自电池11的第一功率提供给逆变器14。
第二开关37可以包括：根据开关控制器38的控制开关切换以控制逆变器DC/DC转换器22a和逆变器14之间的连接的第二开关单元35；和与第二开关单元35并联的第二二极管36。第二二极管36的阳极与逆变器DC/DC转换器22a连接，和它的阴极与逆变器14连接。因此，当通过开关控制器38的控制使第一开关34接通和使第二开关单元35断开，将来自电池11的第一功率提供给逆变器14时，防止了电压电平比第二功率高的第一功率流入逆变器DC/DC转换器22a中。
开关控制器38根据适配器检测器13的检测接通和断开第一开关单元32和/或第二开关单元35。也就是说，如果适配器检测器13检测到从适配器10提供外部功率，开关控制器38断开第一开关单元32和接通第二开关单元35。
同时，如果适配器检测器13检测到未从适配器10提供外部功率，开关控制器38断开第二开关单元35和接通第一开关单元32。
从逆变器DC/DC转换器22a输出的第二功率的电压电平可以与从电池11输出的第一功率的电压电平接近。如上所述，如果从系统电源20a的各个DC/DC转换器21a和22a输出的功率的电压电平是+5V、+3.3V和+2.5V，和从电池11输出的第一功率的电压电平处在9V到11.1V的范围内，系统电源20a的DC/DC转换器21a和22a当中输出5V功率的DC/DC转换器22a可以用作逆变器DC/DC转换器22a。此外，如果系统电源20a的DC/DC转换器21a和22a之一输出与从电池11输出的第一功率的电压电平相同的包括在9V到11.1V的范围内的电压电平上的输出功率，相应DC/DC转换器21a和22a可以用作逆变器DC/DC转换器22a。然后，到逆变器14的输入功率的电压电平(INV_VDC)变成9V到11.1V，从而缩小了逆变器14的设计裕度。也就是说，对于逆变器14的输入，可以实现窄的INV_VDC，以便通过窄INV_VDC的实现，使逆变器14可以使用低的击穿电压，从而降低开关损失和导电损失，和最后延长电池11的使用寿命。因此，从DC/DC转换器22a输出的电压可以在电池11输出的电压的大约20％之内。
图5表示逆变器14的输入功率的电压电平与逆变器14的效率之间的关系。如图5所示，输入功率的电压电平越低和输入功率的电压电平的波动越窄，逆变器14的效率就越高。因此，如果对于逆变器14的输入实现了窄的INV_VDC，由于逆变器14的效率提高了，电池11的就使用得更长。如图所示，情况1-4代表经受相同测试条件的测试四个试样的结果。
在如图3所示的实施例中，VDC开关18使来自适配器10的外部功率和来自电池11的第一功率之一提供给系统电源20a和/或DC/DC转换器21a和22a。也就是说，开关18将来自适配器10的外部功率或来自电池11的第一功率提供给系统电源20a和/或DC/DC转换器21a和22a。VDC开关18可以根据开关控制器38的控制开关切换。优先于来自电池11的功率，开关控制器38控制VDC开关18将来自适配器10的外部功率提供给系统电源20a和/或DC/DC转换器21a和22a。
下面参照图4描述根据本发明的第二实施例的电子设备。
如图4所示的电子设备包括：例如DC/DC转换器22b的显示器功率转换器，其将来自适配器10的外部功率转换成在预置电压电平上的第二电平以便将它提供给逆变器14；和系统电源20b。如图4所示，当来自适配器10的功率被切断时，DC/DC转换器22b接收从电池11输出的第一功率。即使用户在电子设备与适配器10连接的状态下，在使用电子设备的同时断开适配器10，也可以通过从电池11输出的第一功率，将功率连续提供给逆变器14，直到根据功率控制器30的功率开关31的开关动作使输入逆变器14的功率从第二功率转换成第一功率。
与如图3所示的第一实施例一样，如果检测到外部功率的提供，开关控制器38控制从DC/DC转换器22b输出的第二功率提供给逆变器14。相反，如果未检测到外部功率的提供，开关控制器38控制从电池11输出的第一功率提供给逆变器14。
根据本发明第二实施例的从DC/DC转换器22b输出的第二功率的电压电平可以与从电池11输出的第一功率的电压电平接近。从DC/DC转换器22b输出的第二功率的电压电平可以包括在从电池11输出的第一功率的电压电平的范围内。如上所述，和正如从图5中看到的那样，如果从电池11输出的第一功率的电压电平处在9V到11.1V的范围内，从DC/DC转换器22b输出的第二功率的电压电平可以包括在9V到11.1V的范围内，例如10V。然后，到逆变器14的输入功率的电压电平变成9V到11.1V，从而缩小了逆变器14的设计裕度。也就是说，对于逆变器14的输入，可以实现窄的INV_VDC，从而通过窄INV_VDC的实现，降低了开关损失，和最后延长电池11的使用寿命。
在系统部分17的电子部件包括使用与第二功率的电压电平相对应的功率的电子部件的情况下，从DC/DC转换器22b输出的第二功率也可以将功率提供给相应电子部件。
虽然已经图示和描述了本发明的几个实施例，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在这些实施例中作出各种的改变，而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围定义在权利要求书和它的等效物中。

Claims (16)

1.一种根据外部电源和输出第一功率的电池之一工作的电子设备，该电子设备包含：
显示部分；
系统功率转换器，用于将外部电源提供的外部功率转换成在预置电压电平上的第二功率；
显示器功率转换器，用于将第一功率和第二功率之一转换成用于驱动显示部分的功率和将该功率提供给显示部分；和
功率控制器，用于如果检测到外部电源提供外部功率，提供来自系统功率转换器的第二功率，作为显示器功率转换器的输入功率，和如果来自外部电源的外部功率被切断，提供来自电池的第一功率，作为显示器功率转换器的输入功率。
2.一种根据外部电源和输出第一功率的电池之一工作的电子设备，该电子设备包含：
显示部分；
通过显示部分显示图像的系统部分；
多个系统功率转换器，用于将外部电源提供的外部功率和第一功率之一转换成用于驱动系统部分的在不同电压电平上的第二功率；
显示器功率转换器，用于将从多个系统功率转换器之一输出的第二功率和第一功率之一转换成用于驱动显示部分的功率和将转换的功率提供给显示部分；和
功率控制器，用于如果检测到外部电源提供外部功率，提供来自多个系统功率转换器之一的第二功率，作为显示器功率转换器的输入功率，和如果来自外部电源的外部功率被切断，提供来自电池的第一功率，作为显示器功率转换器的输入功率。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，提供给显示器功率转换器的第二功率的电压电平与第一功率的电压电平接近。
4.根据权利要求1所述的电子设备，进一步包含通过显示部分显示图像的系统部分，其中，如果来自外部电源的外部功率被切断，系统功率转换器接收第一功率，将第一功率转换成第二功率，和提供从系统功率转换器输出的第二功率，作为用于驱动系统部分的功率。
5.根据权利要求1或2所述的电子设备，显示部分包含在其上显示图像的光接收显示面板和向显示面板发光以便在显示面板上显示图像的灯，其中，显示器功率转换器包含将第一功率或第二功率转换成用于驱动灯的交流电，和将交流电提供给灯的逆变器。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，显示面板包含液晶显示(LCD)面板。
7.根据权利要求5所述的电子设备，其中，功率控制器包含：
功率开关，其开关切换以将第一功率和第二功率之一提供给逆变器；和
与外部功率的提供相对应地控制开关切换的开关控制器。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，功率开关包含：
控制将第一功率提供给逆变器的第一开关；和
控制将第二功率提供给逆变器的第二开关。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，第二开关包含控制将第二功率提供给逆变器的开关单元和与开关单元并联以切断从逆变器到系统功率转换器的功率的二极管。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中，第二功率的电压范围包括在第一功率的电压电平的范围内。
11.根据权利要求1或2所述的电子设备，其中，在来自外部电源的外部功率的提供被切断的状态下，作为显示器功率转换器的输入功率提供的来自电池的第一功率不经过系统功率转换器。
12.根据权利要求3所述的电子设备，其中，提供给显示器功率转换器的第二功率的电压电平在第一功率的电压电平的约20％之内。
13.一种电子设备，包含：
显示部分；
功率转换器；
产生用于显示部分的工作电压的逆变器；
产生要显示在显示部分上的信息和根据来自功率转换器的输出工作的系统部分；
电池；
检测外部功率的可用性的输入功率检测器；和
控制到逆变器和功率转换器的功率的开关控制器，其中：
在第一模式中，在输入功率检测器检测到外部功率可用的情况下，开关系统将外部功率提供给功率转换器和通过功率转换器提供给逆变器；和
在第二模式中，在输入功率检测器检测到外部功率不可用的情况下，开关系统将电池功率提供给功率转换器和与功率转换器独立地提供给逆变器。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中：
在开关控制器正在将外部功率提供给功率转换器和输入功率检测器检测到外部功率丧失的情况下，开关控制器在从第一模式到第二模式过渡期间将电池功率提供给功率转换器和通过功率转换器提供给逆变器。
15.根据权利要求13所述的电子设备，其中：
功率转换器将功率提供给除了产生用于显示部分的工作电压的逆变器之外的电子设备的部件。
16.根据权利要求13所述的电子设备，其中：
通过功率转换器提供给逆变器的功率和与功率转换器无关地从电池提供给逆变器的功率具有在大约20％内相等的各自电压。
CNB2006100736449A 2005-04-15 2006-04-13 根据外部提供功率切换供给显示部分功率路径的电子设备 Expired - Fee Related CN100479294C (zh)

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