CN212061818U - 显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显示器包括控制单元、视频处理单元、交流‑直流变换单元和直流‑直流变换单元，控制单元的第一连接端与视频处理单元连接；显示器还包括开关单元和储能单元，开关单元的输入端用于连接外部交流电源，开关单元的输出端与交流‑直流变换单元的输入端连接，直流‑直流变换单元的输入端与交流‑直流变换单元的输出端连接，控制单元的第二连接端与直流‑直流变换单元的输出端连接，控制单元的第三连接端与开关单元的控制端连接，控制单元的第四连接端与交流‑直流变换单元的输出端连接，储能单元与直流‑直流变换单元的输出端连接，以降低显示器待机时的功耗。

Description

显示器

技术领域

本实用新型涉及电子电力领域，尤其涉及一种显示器。

背景技术

节约能源是当今世界的一种重要社会意识，是指尽可能的减少能源的消耗、增加能源的利用率的一系列行为。按照世界能源委员会 1979年提出的节约能源定义是：采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施，来提高能源资源的利用效率。显示器大部分时间是工作在待机的状态。待机状态下显示器的电源没有关闭，所以显示器在待机时还有功耗。显示器待机时电源轻载效率在40％到50％，总体上效率不高，待机功耗仍然过大，在降低待机功耗方面仍然不够理想。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种显示器，以降低显示器在待机时的功耗。

本实用新型实施例通过以下技术手段实现上述效果：

本实用新型实施例提出了一种显示器，所述显示器包括控制单元、视频处理单元、交流-直流变换单元和直流-直流变换单元，所述控制单元的第一连接端与所述视频处理单元连接；所述显示器还包括开关单元和储能单元，所述开关单元的输入端用于连接外部交流电源，所述开关单元的输出端与所述交流-直流变换单元的输入端连接，所述直流-直流变换单元的输入端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述控制单元的第二连接端与所述直流-直流变换单元的输出端连接，所述控制单元的第三连接端与所述开关单元的控制端连接，所述控制单元的第四连接端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述储能单元与所述直流-直流变换单元的输出端连接；

当所述视频处理单元未检测到有视频信号输入时、或者所述控制单元检测到所述交流-直流变换单元的输出端的电压大于或等于第一预设值时，所述控制单元发出第一控制电平，所述开关单元断开，以使所述交流-直流变换单元的电容为所述直流-直流变换单元供电，以及使所述储能单元为所述控制单元供电；

当所述控制单元检测到所述交流-直流变换单元的输出端的电压小于或等于第二预设值后，所述控制单元发出第二控制电平时，所述开关单元导通，以使所述外部电源为所述交流-直流变换单元供电，从而使所述交流-直流变换单元为所述直流-直流变换单元供电，所述直流-直流变换单元为所述储能单元充电，以及为所述控制单元供电。

优选地，所述显示器还包括采样单元，且所述采样单元的输入端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述采样单元的输出端与所述控制单元的第四连接端连接。

优选地，所述开关单元包括开关子单元和开关驱动子单元，所述开关子单元的输入端连接所述外部交流电源，所述开关子单元的输出端连接所述交流-直流变换单元的输入端，所述开关驱动子单元的输入端连接所述控制单元的第三连接端，所述开关驱动单元的输出端连接所述开关子单元的控制端；其中，所述开关驱动子单元在所述控制单元输出所述第一控制电平时输出第三控制电平，以控制所述开关子单元断开；所述开关驱动子单元在所述控制单元输出第二控制电平时输出第四控制电平，以控制所述开关子单元导通。

优选地，所述开关驱动子单元包括驱动支路和第一隔离支路；所述驱动支路包括三极管，且所述三极管的集电极连接第一外部电源，所述三极管的基极与所述控制单元的第三连接端，所述三极管的发射极接地；所述第一隔离支路包括第一光耦合器，且所述第一光耦合器的一次侧与所述三极管的集电极连接，所述第一光耦合器的二次侧与所述开关子单元的控制端连接。

优选地，所述开关子单元包括第二隔离支路和控制支路，所述第二隔离支路的输入端与所述开关驱动子单元的输出端连接，所述第二隔离支路的输出端与所述控制支路的控制端连接，所述控制支路的输入端连接所述外部交流电源，所述控制支路的输出端与所述交流-直流变换单元的输入端连接。

优选地，所述第二隔离支路包括第二光耦合器，所述控制支路包括双向可控硅，且所述第二光耦合器的一次侧的正极连接第二外部电源，所述第二光耦合器的一次侧的负极连接所述开关驱动子单元的输出端，所述第二光耦合器的二次侧的正极连接第二外部电源，所述第二光耦合器的二次侧的负极连接所述双向可控硅的控制端，所述双向可控硅的输入端连接所述外部交流电源，所述双向可控硅的输出端与所述交流-直流变换单元的输入端连接。

优选地，所述储能单元包括储能电容，且所述储能电容的一端与所述直流-直流变换单元的输出端，所述储能电容的另一端接地。

优选地，所述采样单元包括依次串联连接的第一电阻和第二电阻，且所述第一电阻的一端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述第二电阻的一端接地，所述第一电阻和第二电阻的连接点构成所述采样单元的输出端。

优选地，所述第二外部电源为所述外部交流电源，所述开关子单元还包括供电支路，且所述供电支路包括依次串联连接的二极管、第四电阻、第五电阻，以及一端连接在所述第四电阻和第五电阻的连接点的电容，且所述二极管的阳极与所述外部交流电源的火线连接，所述第五电阻的一端与所述第一光耦合器的二次侧的正极和所述第二光耦合器的一次侧的正极连接，所述电容的另一端与所述外部交流电源的零线连接，所述第二光耦合器的一次侧的负极还与所述外部交流电源的零线连接。

上述显示器通过控制交流-直流变换单元的开关时长，防止交流- 直流变换单元长时间开启，从而减少了交流-直流变换单元对电能的消耗，进而降低显示器的待机功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中显示器的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例中显示器的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例中显示器的结构示意图

图4是本实用新型另一实施例中显示器的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例所提出的显示器的结构示意图，该显示器主要应用在显示器中，起到降低显示器的待机功耗的作用。如图1 所示，该显示器包括视频处理单元10、控制单元60、交流-直流变换单元40、直流-直流变换单元50、开关单元30和储能单元70，其中，开关单元30的输入端连接外部交流电源20，开关单元30的输出端与交流-直流变换单元40的输入端连接，直流-直流变换单元50的输入端与交流-直流变换单元40的输出端连接，控制单元60的第一连接端与视频处理单元10连接，控制单元60的第二连接端与直流-直流变换单元50的输出端连接，控制单元60的第三连接端与开关单元 30的控制端连接，控制单元60的第四连接端与交流-直流变换单元 40的输出端连接，储能单元70与直流-直流变换单元50的输出端连接。

上述控制单元60可以包括AD转换模块和控制芯片，这些模块可以集成在一起，也可以分布式设置，视频处理单元可以和控制单元一起集成设计，例如设计为一块集成电路，也可以另外设置，这里不做具体限定。其中，上述AD转化模块主要用来对交流-直流变换单元40的输出端的电压进行检测；视频处理单元主要用来检测是否有视频信号输入(通过检测是否有视频信号输出来判断显示器是否进入待机状态)；控制芯片主要用来起控制作用(如根据是否有视频信号输入来发出控制电平，从而控制开关单元30的导通和关断)和判断作用(如对交流-直流变换单元40的输出端的电压大小进行判断)。上述交流-直流变换单元40主要用于将外部交流电源20输出的交流电 (如220V的市电)转换为直流电，需要说明的是，交流-直流变换单元40中通常包含有一些电容，例如滤波电容，当然，本实施例中，交流-直流变换单元的电容可以是交流-直流变换单元上的滤波电容，也可以是另外设置的电容，这里不做具体限定。直流-直流变换单元 50主要用于将交流-直流变换单元40输出的直流电进行降压；开关单元30主要用于控制外部交流电源20的输入；储能单元70用于电能的存储，且其存储量由其内部结构决定。

在上述显示器中，当控制单元60检测到交流-直流变换单元40 的输出端的电压小于或等于第二预设值后，控制单元60发出第二控制电平时，开关单元导通，以使外部电源为交流-直流变换单元40供电，从而使交流-直流变换单元40为直流-直流变换单元50供电，直流-直流变换单元50为储能单元70充电和为控制单元60供电。

当视频处理单元未检测到有视频信号输入时，或者控制单元60 检测到交流-直流变换单元40的输出端的电压大于或等于第一预设值时，控制单元60发出第一控制电平，开关单元30断开，以使交流 -直流变换单元40的滤波电容为直流-直流变换单元供电，储能单元 70为控制单元60供电。

具体地，显示器在交流电源初始上电时(即外部交流电源20输出交流电时)，开关单元30导通后，交流-直流变换单元40开始工作，并输出直流电为直流-直流变换单元50供电，这时交流-直流变换单元40的输出端和直流-直流变换单元50的电压均为正常值。

在视频处理单元10检测到没有视频信号输入时(即显示器进入待机状态)，控制单元60发出第一控制电平，使开关单元30断开。在开关单元30断开后，交流-直流变换单元40上的电容放电，使得控制单元60检测到交流-直流变换单元40的输出端上的电压处于正常范围内，与此同时，储能单元70放电为控制单元60供电，使得控制单元60保持正常工作。当然，上述电容和储能单元70的供电时长是与其内部结构决定的，如容量。

随着交流-直流变换单元40上的电容不断放电，电容内的电量逐渐降低，导致交流-直流变换单元40的输出端上的电压也降低。当滤波电容放电到达一定时长之后，控制单元60检测到交流-直流变换单元40的输出端的电压小于或等于第二预设值时，发出第二控制电平，使得开关单元30导通，此时外部交流电源20输出交流电给交流-直流变换单元40，使交流-直流变换单元40正常工作，输出直流电，同时交流-直流变换单元40上的电容也得以充电。交流-直流变换单元40输出的直流电经过直流-直流变换单元50的降压作用后，输出一定值的电压(如3.3V或5V)，为控制单元60供电，以维持控制单元60的正常工作。另外，在交流-直流变换单元40输出直流电后，交流-直流变换单元40的输出端的电压逐渐升高，在控制单元60检测到交流-直流变换单元40的输出端的电压大于或等于第一预设值时，控制单元60再次输出第一控制电平，使开关单元30断开，以使外部交流电源20停止输出交流电。

上述实施例中，只要显示器处于待机状态(也就是视频处理单元一直未检测到有视频信号输入)，控制单元60就不断循环输出第一控制电平和第二控制电平，使得开关单元30循环开关。由于显示器在待机状态的负载很小，交流-直流变换单元40的长时间工作会消耗很多的电能，因此，本实用新型实施例通过控制交流-直流变换单元40 的开关时长，防止交流-直流变换单元40长时间开启，从而减少了交流-直流变换单元40对电能的消耗，进而降低显示器的待机功率。

如图2所示，为了对交流-直流变换单元40的输出端的电压进行采样，上述显示器还包括采样单元80，且采样单元80的输入端与交流-直流变换单元40的输出端连接，采样单元80的输出端与所述控制单元60的第四连接端连接。

进一步地，如图3所示，上述开关单元30可以包括开关子单元 31和开关驱动子单元32，且开关子单元31的输入端连接外部交流电源20，开关子单元31的输出端连接交流-直流变换单元40的输入端，开关驱动子单元32的输入端连接控制单元60的第三连接端，开关驱动单元的输出端连接开关子单元31的控制端。其中，开关驱动子单元32在控制单元60输出第一控制电平时输出第三控制电平，以控制开关子单元31断开；开关驱动子单元32在控制单元60输出第二控制电平时输出第四控制电平，以控制开关子单元31导通。

更近一步地，如图4所示，开关驱动子单元32可以包括驱动支路311和第一隔离支路。上述驱动支路311可以是MOS管(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物晶体管)如N-MOS或者P-MOS及一些必要的附属器件，也可以是双极型三极管(也即三极管)及一些必要的附属器件，当然也可以是一些其他的可控开关，这里不做具体限定。

优选地，上述驱动支路311包括三极管Q1，且三极管Q1的集电极连接外部电源，三极管Q1的基极与控制单元60的第三连接端，三极管Q1的发射极接地；第一隔离支路包括第一光耦合器U1，且第一光耦合器U1的一次侧与三极管Q1的集电极连接，第一光耦合器U1 的二次侧与开关子单元31的控制端连接。

具体地，上述第一控制电平可以是低电平，第二控制电平可以是高电平，上述三级管在控制单元60输出低电平时截止，外部电源输出的电流进入第一光耦合器U1的一次侧，使第一光耦合器U1的一次侧和二次侧都导通，从而使得第一光耦合器U1输出第三控制电平(高电平)，进而控制开关子单元31断开；三级管在控制单元60输出高电平时导通，外部电源输出的电流经由三极管Q1的集电极和发射极流入接地端，使得第一光耦合器U1的一次侧和二次侧均断开，从而输出第四控制电平(低电平)，进而控制开关子单元31导通。当然，上述驱动支路311还可以包括上拉电阻R6，且上拉电阻R6的一端连接外部电源，另一端与三极管Q1的集电极连接，以增大三极管Q1的集电极的电压。

更近一步地，开关子单元31可以包括第二隔离支路和控制支路 321，第二隔离支路的输入端与开关驱动子单元32的输出端连接，第二隔离支路的输出端与控制支路321的控制端连接，控制支路321的输入端连接外部交流电源20，控制支路321的输出端与交流-直流变换单元40的输入端连接。

具体地，上述第二隔离支路在开关驱动子单元32输出第三控制电平时断开，并使控制支路321断开外部交流电源20的交流电无法流入；第二隔离支路在开关驱动子单元32输出第四控制电平时导通，并使控制支路321导通，外部交流电源20输出的交流电经由控制支路321流向交流-直流变换单元40。

更进一步地，上述第二隔离支路包括第二光耦合器U2，控制支路321包括双向可控硅SCR1，且第二光耦合器U2的一次侧的正极连接外部电源，第二光耦合器U2的一次侧的负极连接开关驱动子单元 32的输出端，第二光耦合器U2的二次侧的正极连接外部电源，第二光耦合器U2的二次侧的负极连接双向可控硅SCR1的控制端，双向可控硅SCR1的输入端连接外部交流电源20，双向可控硅SCR1的输出端与交流-直流变换单元40的输入端连接。

具体地，上述第二光耦合器U2的6脚和4脚在第一光耦合器U1 的4脚和3脚截止时导通，从而控制双向可控硅SCR1导通；第二光耦合器U2的6脚和4脚在第一光耦合器U1的4脚和3脚导通时断开，从而控制双向可控硅SCR1断开。

在本实用新型的另一实施例中，为了对交流-直流变换单元40输出的电能进行储能，上述储能单元70包括储能电容C1，且储能电容 C1的一端与直流-直流变换单元50的输出端，储能电容C1的另一端接地。上述储能电容C1可以是直流-直流变换单元内部的滤波电容构成，也可以是另外设置的，这里不做具体限定。可以理解地，上述储能电容C1可以等效电容，在具体实施时，可以用多个电容来代替。

当然，上述显示器也可以包括多个其他的储能单元，具体可以设置在交流-直流变换单元和直流-直流变换单元之间，如图4所示的电容C2。

在本实用新型的另一实施例中，采样单元80包括依次串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2，且第一电阻R1的一端与交流-直流变换单元40的输出端连接，第二电阻R2的一端接地，第一电阻R1和第二电阻R2的连接点构成采样单元80的输出端。

在本实用新型的另一实施例中，为了节省元器件(节省成本)，上述第二外部电源可以为外部交流电源20，开关子单元31还包括供电支路322，且供电支路322包括依次串联连接的二极管D1、第四电阻R4、第五电阻R5，以及一端连接在第四电阻R4和第五电阻R5的连接点的电容C4，且二极管D1的阳极与外部交流电源20的火线连接，第五电阻R5的一端与第一光耦合器U1的二次侧的正极和第二光耦合器U2的一次侧的正极连接，电容C4的另一端与外部交流电源20的零线连接，第二光耦合器U2的一次侧的负极还与外部交流电源 20的零线连接。上述供电支路322主要用于对外部交流电源20输出的交流电进行整流滤波后给第一光耦合器U1的4脚和第二光耦合器 U2的1脚供电。

另外，上述开关单元30和控制单元60之间还可以连接第三电阻 R3，且第三电阻R3的一端与开关单元30的控制端连接，第三电阻 R3的另一端与控制单元60的第三连接端连接。第三电阻R3主要用于限制三极管Q1的基极和发射极的电流，防止电流过大。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种显示器，所述显示器包括控制单元、视频处理单元、交流-直流变换单元和直流-直流变换单元，所述控制单元的第一连接端与所述视频处理单元连接，其特征在于：所述显示器还包括开关单元和储能单元，所述开关单元的输入端用于连接外部交流电源，所述开关单元的输出端与所述交流-直流变换单元的输入端连接，所述直流-直流变换单元的输入端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述控制单元的第二连接端与所述直流-直流变换单元的输出端连接，所述控制单元的第三连接端与所述开关单元的控制端连接，所述控制单元的第四连接端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述储能单元与所述直流-直流变换单元的输出端连接；

当所述视频处理单元未检测到有视频信号输入时、或者所述控制单元检测到所述交流-直流变换单元的输出端的电压大于或等于第一预设值时，所述控制单元发出第一控制电平，所述开关单元断开，以使所述交流-直流变换单元的电容为所述直流-直流变换单元供电，以及使所述储能单元为所述控制单元供电；

当所述控制单元检测到所述交流-直流变换单元的输出端的电压小于或等于第二预设值后，所述控制单元发出第二控制电平时，所述开关单元导通，以使所述外部交流电源为所述交流-直流变换单元供电，从而使所述交流-直流变换单元为所述直流-直流变换单元供电，所述直流-直流变换单元为所述储能单元充电，以及为所述控制单元供电。

2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述显示器还包括采样单元，且所述采样单元的输入端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述采样单元的输出端与所述控制单元的第四连接端连接。

3.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述开关单元包括开关子单元和开关驱动子单元，所述开关子单元的输入端连接所述外部交流电源，所述开关子单元的输出端连接所述交流-直流变换单元的输入端，所述开关驱动子单元的输入端连接所述控制单元的第三连接端，所述开关驱动单元的输出端连接所述开关子单元的控制端；其中，所述开关驱动子单元在所述控制单元输出所述第一控制电平时输出第三控制电平，以控制所述开关子单元断开；所述开关驱动子单元在所述控制单元输出第二控制电平时输出第四控制电平，以控制所述开关子单元导通。

4.如权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述开关驱动子单元包括驱动支路和第一隔离支路；所述驱动支路包括三极管，且所述三极管的集电极连接第一外部电源，所述三极管的基极与所述控制单元的第三连接端，所述三极管的发射极接地；所述第一隔离支路包括第一光耦合器，且所述第一光耦合器的一次侧与所述三极管的集电极连接，所述第一光耦合器的二次侧与所述开关子单元的控制端连接。

5.如权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述开关子单元包括第二隔离支路和控制支路，所述第二隔离支路的输入端与所述开关驱动子单元的输出端连接，所述第二隔离支路的输出端与所述控制支路的控制端连接，所述控制支路的输入端连接所述外部交流电源，所述控制支路的输出端与所述交流-直流变换单元的输入端连接。

6.如权利要求5所述的显示器，其特征在于，所述第二隔离支路包括第二光耦合器，所述控制支路包括双向可控硅，且所述第二光耦合器的一次侧的正极连接第二外部电源，所述第二光耦合器的一次侧的负极连接所述开关驱动子单元的输出端，所述第二光耦合器的二次侧的正极连接第二外部电源，所述第二光耦合器的二次侧的负极连接所述双向可控硅的控制端，所述双向可控硅的输入端连接所述外部交流电源，所述双向可控硅的输出端与所述交流-直流变换单元的输入端连接。

7.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述储能单元包括储能电容，且所述储能电容的一端与所述直流-直流变换单元的输出端，所述储能电容的另一端接地。

8.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，所述采样单元包括依次串联连接的第一电阻和第二电阻，且所述第一电阻的一端与所述交流-直流变换单元的输出端连接，所述第二电阻的一端接地，所述第一电阻和第二电阻的连接点构成所述采样单元的输出端。

9.如权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述第二外部电源为所述外部交流电源，所述开关子单元还包括供电支路，且所述供电支路包括依次串联连接的二极管、第四电阻、第五电阻，以及一端连接在所述第四电阻和第五电阻的连接点的电容，且所述二极管的阳极与所述外部交流电源的火线连接，所述第五电阻的一端与所述第一光耦合器的二次侧的正极和所述第二光耦合器的一次侧的正极连接，所述电容的另一端与所述外部交流电源的零线连接，所述第二光耦合器的一次侧的负极还与所述外部交流电源的零线连接。

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