CN1941825A - 超节能型传真设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供了连接到普通公共交换电话网(PSTN)的超节能型传真设备及其方法，如果待机状态持续特定的时间则其使用节能电路维持消耗少于1W的功率的待机状态，从而实现节省成本的效果。因此，可以通过使用低价格的晶体管、FET和光电耦合器来实现在待机状态中消耗少于1W功率的超节能型传真设备并且减少成本。

Description

超节能型传真设备及其方法
技术领域
本发明涉及超节能型传真设备及其方法。更具体地说，本发明涉及这样的超节能型传真设备：其连接到公共交换电话网(PSTN)，并且如果待机状态持续特定时间段则使用节能电路以少于1W的电源维持待机状态，从而实现成本节省效应，本发明还涉及相应的方法。
背景技术
当今在电子产业中的趋势是向更加环境友好的产品发展。近来，购实和使用环境友好的产品在包括政府和公共机构(public office)在内的许多领域中变得越来越流行。为了向美国政府和公共机构供应货物，供应商必须赢得诸如能量星标记之类的节能标记。能量星标记充当这样的指示：产品满足有美国环报局(US Environmental Protection Agency，EPA)和美国能源部(DOE)所设定的严格的能量效率指南。该要求导致包括韩国在内的许多国家需要超节能型产品。
图1示出了传统节能传真设备的框图。
传统节能传真设备100包括用于通过电话线检测振铃信号的振铃信号检测器10、当检测到振铃信号时被接通的开关20、由开关20通电并且在数据接收之后断电的传真单元30、以及用于控制节能传真设备100的电源状态并且用于控制从振铃信号检测器10提供来的振铃信号的电源单元40。
为了使用传真单元30来传送所期望的数据，用户通过拨打对方用户的传真号码来访问对方用户的传真，并且将振铃信号发送到与公共交换电话网(PSTN)连接的对方用户的传真设备。
当通过电话线接收到振铃信号时，振铃检测器10检测振铃信号并且开关20被自动地接通。如果没有检测到振铃信号，则传真单元30保持待机，即断电。
当开关20被自动地接通时，将传真单元30通电并且连接到电话，从而允许数据接收。电源单元40确定数据接收是否完成。如果没有完成数据接收，则电源单元40允许传真单元30继续接收数据。如果数据接收完成了，则电源单元40自动地将传真单元30断电。
象上面描述的那样进行操作的传统节能传真设备100具有节能功能，从而当接收数据和输出数据时其消耗大约40到50瓦特(W)的功率，而在没有接收到振铃信号的情况下其处于待机状态消耗大约5到10瓦特(W)的功率。
但是，传统节能传真设备100不满足许多国家要求的、消耗少于1瓦特功率的非常节能功能的条件。一些打印机具有节能按钮并且满足消耗少于1瓦特的电源的非常节能功能的条件。但是，这些打印机需要非常低功率的集成电路来进行这样的操作。使用这样的集成电路导致生产成本的增加。
因此，需要一种用于提供节能传真设备的改进的系统，这样的传真设备能够以少于1瓦特的功率进行工作而不需要额外的低功率的集成电路。
发明内容
本发明的示例实施方式的一个方面用于至少应对上面的问题和/或缺点，并且至少提供下述优点。因此，本发明的示例实施方式的一个方面提供超节能型传真设备，其在待机状态持续预定的时间段时使用节能电路在节能状态中消耗少于1瓦特的功率，从而实现节省成本的效果。
通过提供超节能型传真设备来实现上述方面，该设备包括电源单元，用于从外部电源接收AC功率，并且产生用于操作超节能型传真设备所需要的第一DC功率。超节能型传真设备还包括节能单元和控制器。节能单元根据预定的功率控制信号进行开关并且将第一DC功率转换为第二功率，使得超节能型传真设备在待机状态下消耗少于1瓦特(W)的功率。如果在待机状态中在预定的时间内不执行操作或者没有按键输入命令，则控制器将功率控制信号施加到节能单元而且控制节能单元来输出第二功率，使得超节能型传真设备在待机状态下消耗少于1W的功率。
最好，电源单元包括适配器或者开关模式电源(SMPS)。
最好，节能单元包括：第一开关单元，用于开关电源单元的输出电压；第二开关单元，用于根据控制器的功率控制信号来接通/断开第一开关单元；第三开关单元，用于根据用户的开关操作来接通/断开第一开关单元；以及第四开关单元，用于根据通过电话线所施加的振铃信号来接通/断开第一开关单元。
最好，第一开关单元是P沟道FET，当没有电压施加到栅极G时其截止，而当栅极G处于低电平状态从而电流从漏极D流到源极S时其导通。
最好，第二开关单元时NPN型晶体管，其由从控制器施加来的高电平信号导通。
最好，NPN型晶体管具有接地的发射极，以及通过彼此串连的第一电阻器和第二电阻器并联到第一开关单元的集电极。
最好，第三开关单元是由用户的按下操作而被接通的按钮开关。
最好，第第三开关单元通过电阻器串连到第一开关单元。
最好，第四开关单元是将发光二极管和光电晶体管组合到单个封装中的光电耦合器，而且其借助于响应于通过电话线施加来的振铃信号通过发光二极管发光并通过光电晶体管的基极接收光而导通。
而且，将控制器与开关检测节点连接以检测第三开关单元是否被接通或者断开，而且还将该控制器与振铃信号检测节点连接以根据第四开关单元的开关操作来确定是否接收到了振铃信号。
最好，开关检测节点将控制器连接到第三开关单元，并且该节点通过电阻器并联到电源Vcc并且串连到二极管以防止电流倒流。
最好，当第三开关单元被断开时，开关检测节点通过电源Vcc处于高电平状态，而且当将第三开关单元接通时，因为将电源Vcc施加到第三开关单元所以开关检测节点处于低电平状态，控制器根据从高电平状态向低电平状态的转换来检测第三开关单元的接通操作。
最好，振铃信号检测节点将控制器连接到第四开关单元，而且该节点通过电阻器并联到电源Vcc而且串连到二极管以防止电流的倒流。
最后，当第四开关单元被断开时，振铃信号检测节点通过电源Vcc处于高电平状态，而当将第四开关单元接通时，将电源Vcc施加到第四开关单元，控制器根据从高电平状态向低电平状态的转换来检测第四开关单元的接通操作，由此对接收振铃信号进行检测。
通过结合附图公开本发明的示例实施方式的下面详细描述，本发明的其他目的、优点和突出特点对本领域的普通技术人员将变得更加明显。
附图说明
通过结合附图的下面描述，本发明的特定示例实施方式的上面和其他的目的、特点和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了传统节能传真设备的框图；
图2示出了根据本发明的实施方式的超节能型传真设备的框图；以及
图3示出了图2的节能单元的电路图。
在全部附图中，应该将相同的附图标记理解为指示相同的部件、特点和结构。
具体实施方式
提供诸如结构和部件之类的在下面描述中限定的事项来帮助全面理解本发明的实施方式。因此，本领域的普通技术人员应该理解在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对这里所描述的实施方式进行各种改动和修改。而且，为了清楚和简洁省略了对公知功能和结构的描述。
图2示出了根据本发明的示例实施方式的超节能型传真设备200的框图。
超节能型传真设备200包括：显示单元202、程序存储器204、存储器206、PC接口208、电源单元210、节能单元212、调制解调器214、线路接口216、头部驱动器218、墨盒220、紧凑图像传感器(CIS)222、图像处理器224和控制器(CPU)226。
显示单元202显示多个输入按键的操作状态和超节能型传真设备200的操作状态。程序存储器204存储用于操作超节能型传真设备200所必须的程序，而且还存储黑/白阴影值。
存储器206在超节能型传真设备200的操作期间临时存储各种数据。PC接口208在超节能型传真设备200和计算机之间对接，并且通常与计算机的并口连接。
电源单元210从外部电源接收AC，并且将AC功率转换为操作超节能型传真设备200所需要的第一DC功率。例如，电源单元210使用适配器或者开关模式电源(SMPS)。
节能单元212根据控制器226的功率控制信号进行开关，并且将第一DC功率转换为第二功率，以使得超节能型传真设备200以少于1瓦特的电源处于待机状态。
调制解调器214编码/解码传真图像数据、检测音频、感测和发送传真信号(呼叫(CNG)/被叫(CED))。线路接口216对接在公共交换电话网络(PSTN)和调制解调器214之间。
头部驱动器218(比如说)驱动喷墨墨盒，而且包括用于将打印数据发送到墨盒220的数据发送器以及用于根据所发送的数据来操作墨盒220的喷嘴的喷嘴驱动器。
墨盒220在打印纸上打印图像。墨盒220在头部驱动器218的控制下直接将墨喷射到打印纸上。CIS 222是用于控制嵌入其中的LED来发光并且使用光接收传感器从文档读出图像的组件。
图像处理器224将CIS 222所读取的模拟图像数据进行数字化，并且同时通过施加黑白阴影值来处理图像数据。
控制器226根据在程序存储器204所存储的程序来控制部件的整个操作。特别是，是否在预定的时间段内在待机状态中在超节能型传真设备200中没有执行操作或者没有按键命令的输入。而且，控制器226将功率控制信号提供给节能单元210，并且控制节能单元210以执行待机操作从而消耗少于1瓦特的功率。
虽然本发明的示例实施方式应用于传真设备，但是还可以将其应用于多功能外设。
图3示出了根据本发明的示例实施方式的节能单元212的电路图。
如图3中所示的节能单元212包括：第一开关单元(P沟道FET)310，用于开关电源单元210的第一输出电源；第二开关单元(TR)320，用于根据控制器226的第一功率控制信号来接通/断开第一开关单元310；第三开关单元330，用于根据用户输入的第二功率控制信号来接通/断开第一开关单元310；以及第四开关单元340，用于根据通过电话线施加来的振铃信号接通/断开第一开关单元310。
第一开关单元310使用P沟道FET，当没有电压施加到栅极G时该FET截止而当栅极G处于低电平状态以允许电流从漏极D流到源极S时该FET导通。
第二开关单元320使用由从控制器226施加来的高电平信号导通的NPN型晶体管(TR)，而第三开关单元330使用通过用户按下操作接通的按钮开关。第二开关单元320具有接地的发射极，和通过彼此串连的第一电阻器R1和第二电阻器R2并联到第一开关单元310的漏极的集电极。第三开关单元330通过第三电阻器R3串连到第一开关单元310的栅极G。
第四开关单元340使用光电耦合器，其将作为发光单元的发光二极管和作为光接收单元的光电晶体管合并到一个封装中。第四开关单元340根据通过电话线施加来的振铃信号通过发光二极管发光，并且通过光电晶体管的基极接收光，从而被导通。第四开关单元340通过第四电阻器R4串连到第一开关单元310的栅极G。
将控制器226与开关检测节点和振铃信号检测节点连接。开关检测节点检测第三开关单元330是被接通还是断开，而振铃信号检测节点根据第四开关单元340的开关操作来确定是否接收到了振铃信号。
开关检测节点将控制器226连接到第三开关单元330。通过第五电阻器R5将开关检测节点并联到电源Vcc，而且还将该节点串连到第一二极管D1以防止电流的倒流。因此，如果将第三开关单元330断开，则开关检测节点通过电源Vcc处于高电平状态，而如果将第三开关单元330接通，则因为将电源Vcc通过第三开关单元330施加到地GND，所以开关检测节点处于低电平状态。控制器226根据开关检测节点从高电平状态到低电平状态的转换来检测第三开关单元330的开关操作。
振铃信号检测节点将控制器226连接到第四开关单元340。通过第六电阻器R6将振铃信号检测节点并联到电源Vcc，而且还将该节点串连到第二二极管D2以防止电流的倒流。因此，如果将第四开关单元340断开，则振铃检测节点通过电源Vcc处于高电平状态，而如果将第四开关单元340接通，则因为将电源Vcc通过第四开关单元340施加到地GND，所以振铃信号检测节点处于低电平状态。控制器226检测从高电平状态向低电平状态的转换，并且根据第四开关单元340的开关操作来确定是否接收到了振铃信号。
现在将更加详细地讨论上述超节能型传真设备200的操作。
当将AC功率输入到电源单元210时，产生第一输出电压。但是，因为第一开关单元310的P沟道FET不操作，所以不产生要施加到控制器226和存储器206的第二输出电压，因此超节能型传真设备200处于空闲状态。
此时，因为不存在从控制器226施加来的控制信号所以将第二开关单元320断开，因为不存在按下操作，所以第三开关单元330断开，而且因为不存在作为输入的振铃信号，所以第四开关单元340断开。
当用户将第三开关单元330按下大约300毫秒时，将第一和第三电阻器R1和R3从第一输出电源中分出的电压通过第三开关单元330施加到地GND，而且第一开关单元310的栅极因此处于低电平状态。因此，将第一开关单元310导通从而产生第二输出电压。
第二输出电压操作控制器226，而控制器226将高电平第一功率控制信号施加到第二开关单元320。第二开关单元320根据从控制器226施加来的高电平第一功率控制信号而被接通，而根据第二开关单元320的接通操作通过第一和第二电阻器R1和R2将第一输出电源施加到第二开关单元320。因此，第一开关单元310和第二开关电源320连续将电压施加到超节能型传真设备100。
因此，为了将超节能型传真设备100关机，用户按下第三开关单元330。此时，控制器226通过使用开关检测节点来检测第三开关单元330的开关按下/拉起(push/pull)。当在平时将第三开关单元330断开时通过电源Vcc开关检测节点处于高电平状态，而因为将电源Vcc通过第三开关单元330施加到地，所以当第三开关单元330接通时开关检测节点处于低电平状态。控制器226检测从高电平状态向低电平状态的转换，从而感测第三开关单元330的开关按下/拉起。
第一二极管D1允许电源Vcc在平时在前进的方向中流向第三开关单元330。第一二极管D1不允许第一和第三电阻器R1和R3的电压流向控制器226。
同时，如果在超节能型传真设备100完成诸如传真接收或者拷贝之类的工作之后，在预定时间段内不执行操作或者输入按键命令，则控制器226根据预先定义的程序计算时间直到超节能型传真设备100执行下一个工作。例如，如果在作为EPA的标准时间的30分钟内不执行操作或者输入按键命令，则控制器226将低电平第一功率控制信号施加到第二开关单元320。
由施加到其基极的低电平功率控制信号将第二开关单元320断开。当将第二开关单元320断开时，第一开关单元310的栅极处于高电平状态并因此被截止。因此，根据第一开关单元310的开关操作来中断第二输出电压。此时，超节能型传真设备100根据电源单元210的适配器或者SMPS的效率节省多至大约700nW(0.7W)。
当如上面所述，在消耗少于1瓦特的功率的节能模式中通过电话线从外部输入振铃信号时，由通过电话线输入的振铃信号接通第四开关单元340。
用于第四开关单元340的光电耦合器在振铃期间(通常1秒)中操作，而且将施加到第一和第四电阻器R1和R4的高电平电压转换为低电平电压。因此，接通第一开关单元310并且产生第二输出电压，使得超节能型传真设备100被运行。
如上所述，可以通过使用低价格的晶体管、FET和光电耦合器来实现在待机状态中消耗少于1瓦特功率，并且减小成本的超节能型传真设备100。
虽然已经参照本发明的特定示例实施方式示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不偏离由所附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (16)

1.一种超节能型传真设备，包括：
电源单元，用于从外部电源接收AC功率，并且产生用于操作超节能型传真设备所需要的第一DC功率；
节能单元，用于根据功率控制信号进行开关并且将第一DC功率转换为第二功率，使得超节能型传真设备在待机状态下消耗少于1瓦特(W)的功率；以及
控制器，用于在待机状态中在预定的时间内不执行操作或者没有按键输入命令时将功率控制信号施加到节能单元，并且控制节能单元来输出第二功率，使得超节能型传真设备在待机状态下消耗少于1W的功率。
2.根据权利要求1所述的超节能型传真设备，其中所述电源单元包括适配器或者开关模式电源(SMPS)之一。
3.根据权利要求1所述的超节能型传真设备，其中所述节能单元包括：
第一开关单元，用于开关电源单元的输出电压；
第二开关单元，用于根据控制器的功率控制信号来接通/断开第一开关单元；
第三开关单元，用于根据用户的开关操作来接通/断开第一开关单元；以及
第四开关单元，用于根据通过电话线所施加的振铃信号来接通/断开第一开关单元。
4.根据权利要求3所述的超节能型传真设备，其中第一开关单元是P沟道FET，当没有电压施加到栅极G时其截止，而当栅极G处于低电平状态从而电流从漏极D流到源极S时其导通。
5.根据权利要求3所述的超节能型传真设备，其中第二开关单元是NPN型晶体管，其由从控制器施加来的高电平信号导通。
6.根据权利要求5所述的超节能型传真设备，其中NPN型晶体管具有接地的发射极，以及通过彼此串联的第一电阻器和第二电阻器并联到第一开关单元的集电极。
7.根据权利要求3所述的超节能型传真设备，其中第三开关单元是由用户的按下操作而被接通的按钮开关。
8.根据权利要求7所述的超节能型传真设备，其中第三开关单元通过电阻器串联到第一开关单元。
9.根据权利要求3所述的超节能型传真设备，其中第四开关单元是将发光二极管和光电晶体管组合到单个封装中的光电耦合器，而且其通过响应于电话线施加来的振铃信号通过发光二极管发光和通过光电晶体管的基极接收光来导通。
10.根据权利要求3所述的超节能型传真设备，其中将控制器与开关检测节点连接以检测第三开关单元是否被接通通或者断开，而且还将该控制器与振铃信号检测节点连接以根据第四开关单元的开关操作来确定是否接收到了振铃信号。
11.根据权利要求10所述的超节能型传真设备，其中开关检测节点将控制器连接到第三开关单元，并且该节点通过电阻器并联到电源Vcc和串联到二极管以防止电流倒流。
12.根据权利要求11所述的超节能型传真设备，其中当第三开关单元被断开时，开关检测节点通过电源Vcc处于高电平状态，而且当将第三开关单元接通时，因为将电源Vcc施加到第三开关单元所以开关检测节点处于低电平状态，控制器根据从高电平状态向低电平状态的转换来检测第三开关单元的接通操作。
13.根据权利要求10所述的超节能型传真设备，其中振铃信号检测节点将控制器连接到第四开关单元，并且该节点通过电阻器并联到电源Vcc而且串连到二极管以防止电流的倒流。
14.根据权利要求13所述的超节能型传真设备，其中当第四开关单元被断开时，振铃信号检测节点通过电源Vcc处于高电平状态，而且当将第四开关单元接通时，将电源Vcc施加到第四开关单元，控制器根据从高电平状态向低电平状态的转换来检测第四开关单元的接通操作，由此对接收振铃信号进行检测。
15.一种节能的方法，该方法包括：
从外部电源接收AC功率；
在电源单元中产生第一DC功率以操作超节能型传真设备；
根据功率控制信号将第一DC功率进行切换并且转换到第二功率，从而超节能型传真设备通过节能单元在待机状态中消耗少于1瓦特(W)的功率；和
当在待机状态中在预定的时间内没有执行操作并且不存在按键输入命令时将功率控制信号施加到节能单元，而且控制节能单元以输出第二功率，使得超节能型传真设备在待机状态中消耗少于1W的功率。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述节能方法还包括：
对电源单元的输出电压进行开关；
根据控制器的功率控制信号来接通/断开第一开关单元；
根据用户的开关操作来接通/断开第一开关单元；和
根据通过电话线所施加的振铃信号来接通/断开第一开关单元。
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