DE102005049909A1 - TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung, das in einem Monitor zu verwenden ist. Die Erfindung umfasst zwei unabhängige Transformator-Gleichrichterschaltungen, so dass der Monitor, wenn er im Energiesparmodus ist, nur eine Transformator-Gleichrichterschaltung benötigt, um im Energiesparmodus die benötigte Spannung zu liefern. Wenn der Benutzer den Monitor wieder in seinen normalen Modul zurückführen will, werden die beiden Transformator-Gleichrichterschaltungen gleichzeitig angeschaltet, wodurch die Energie reduziert wird, die im Energiesparmodus verbraucht wird. Somit kann der Zweck des Energiesparens erfüllt werden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine verlustarme Konstruktion einer Energieversorgung (Strom- bzw. Spannungsversorgung), insbesondere ein TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung, das bei Monitoren in einem Energiesparmodus des Systems zu verwenden ist.
  • Als Begleiterscheinung der florierenden Industrie haben sich Monitore von der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre zum jetzt gängigen LCD-Bildschirm umgewandelt. Wie in 1 dargestellt, werden bei einem LCD-Bildschirm 10 Kaltkathodenstrahlen 20 verwendet, um Licht auszustrahlen, doch es muss eine Speisespannung von 1200 Volt Gleichstrom von einer Stromversorgungsvorrichtung 110 geliefert werden. Daher ist ein Inverter 19 erforderlich, um die niedrige Gleichspannung (beispielsweise 24 Volt) in Hochspannung umzuwandeln, wobei die Niederspannung von 24 Volt von einer Transformator-Gleichrichterschaltung 12 geliefert wird. Die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 empfängt die Wechselspannung, die von einer externen Vorrichtung eingegeben und dann von einer Gleichrichter-Filterschaltung 11 verarbeitet wird. Nachdem die Wechselspannung auf die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 übertragen und dann von einem Rückführregler 13 verarbeitet wurde, wird die Wechselspannung in Gleichspannung umgewandelt und auf einen Frequenzmodulator 19 übertragen, um die Spannungen für die Kaltkathodenstrahlen zur Verarbeitung von Anzeigefunktionen zu liefern.
  • Wenn der LCD-Bildschirm 10 nicht in Gebrauch ist, wurde er entweder manuell abgeschaltet oder durch den Computer-Mainframe in einen Standby-Modus geschaltet – beide Zustände werden als Energiesparmodus bezeichnet. Wie in 1 dargestellt, muss bei der Struktur des früheren LCD-Bildschirms 10 und seiner Stromversorgung 110, wenn der LCD-Bildschirm 10 im Energiesparmodus ist, eine von dem Mikroprozessor 18 benötigte Spannung von 5 Volt immer noch von der 24-Volt-Transformator-Gleichrichterschaltung 12 auf eine 5-Volt-Gleichrichterfilterschaltung 14 übertragen werden. Wenn die Transformator-Gleichrichterschaltung 14 die 24-Volt-Spannung von einer Transformator-Gleichrichterschaltung 12 empfängt, wird die Spannung in 5 Volt umgewandelt und dann an einen Mikroprozessor 18 abgegeben. Da die 5-Volt-Spannung instabil ist, wenn sie zum ersten Mal abgegeben wird, wird außerdem der Rückführregler 15 verwendet, um die Spannung nach und nach bis zu einem stabilen Zustand zu modulieren. Somit benötigt der Gegenstand gemäß dem Stand der Technik immer noch die 24-Volt-Transformator-Gleichrichterschaltung 12, um die 5-Volt-Spannung zu liefern, obwohl er im Energiesparmodus ist, was bedeutet, dass die 24-Volt-Transformator-Gleichrichterschaltung 12 immer noch weiter funktionieren muss. Obwohl der Inverter 19 abgeschaltet bzw. stromlos ist, wenn der frühere LCD-Bildschirm 10 im Energiesparmodus ist, existiert also immer noch ein Verluststrom, und aufgrund der Notwendigkeit der anhaltenden Arbeit der Transformator-Gleichrichterschaltung 12 wird Energie verbraucht. Der Verbrauch von Energie verursacht nicht nur höhere Kosten für den Benutzer, sondern bedeutet auch eine unnötige Verschwendung von Ressourcen, was zu Problemen bei der Verwendung führt.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung offenbart hauptsächlich ein TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung, das bei einem Monitor verwendet wird, um ein analoges Computerbildsignal zu empfangen und für den Inverter des Monitors eine zweite Gleichspannung zu liefern. Der Inverter kann die für die Funktion des Monitors benötigte elektrische Energie liefern. Das TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung weist Folgendes auf: eine Gleichrichter-Filterschaltung, die verwendet wird, um eine Wechselspannung einzugeben und eine erste Gleichspannung abzugeben, eine erste Transformator-Gleichrichterschaltung, die verwendet wird, um eine erste Gleichspannung einzugeben und eine zweite Gleichspannung abzugeben, eine erste Rückführreglerschaltung, die verwendet wird, um den Betrieb der ersten Transformator-Gleichrichterschaltung zu regeln, eine zweite Transformator-Gleichrichterschaltung, die verwendet wird, um die erste Gleichspannung einzugeben und eine dritte Gleichspannung abzugeben, eine zweite Rückführreglerschaltung, die verwendet wird, um den Betrieb der zweiten Transformator-Gleichrichterschaltung zu regeln, eine Synchronisationsschaltung, die ein Auslösesignal abgibt, wenn sie ein synchronisiertes Signal eines analogen Computerbildsignals erfasst, eine Schalter-Schaltung, einen Scaler, und einen Mikroprozessor, der ein Aktivierungssignal an die zweite Transformator-Gleichrichterschaltung abgibt, wenn er das Auslösesignal erfasst, wobei die zweite Transformator-Gleichrichterschaltung die erforderliche Energie für den Scaler liefert und es dem Scaler ermöglicht, eine Bezugsspannung abzugeben, und die erste Transformator-Gleichrichterschaltung beginnt, in Übereinstimmung mit der Bezugsspannung den Inverter mit der zweiten Gleichspannung zu versorgen. Die 24V-Transformator-Gleichrichterschaltung und die 5V-Transformator-Gleichrichterschaltung sind unabhängige Spannungsmodi. Somit ermöglicht es die vorliegende Erfindung, dass es nicht notwendig ist, die von dem Mikroprozessor benötigte Spannung über die 24V-Transformator-Gleichrichterschaltung zu übertragen, wenn der Monitor in einem Energiesparmodus ist. Die Energie, die von dem Monitor in seinem Energiesparmodus verbraucht wird, kann reduziert werden, und außerdem kann die Verschwendung von Ressourcen verringert werden.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Gegenstands nach dem Stand der Technik und
  • 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Was das TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach der vorliegenden Erfindung betrifft, so wird auf das Blockschaltbild gemäß 2 Bezug genommen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung bei einem LCD-Bildschirm 10 verwendet, um ein analoges Computerbildsignal zu empfangen und einen Inverter 19 des LCD-Bildschirms 10 mit einer Gleichspannung A2 zu versorgen, wobei der Inverter 19 den LCD-Bildschirm 10 mit dem Strom der Energie versorgen kann, der bzw. die für dessen Betrieb erforderlich ist. Das TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung weist Folgendes auf: eine Stromversorgung 110 mit einer Gleichrichter-Filterschaltung 11, einer Transformator-Gleichrichterschaltung 12, einer Rückführreglerschaltung 13, einer Transformator-Gleichrichterschaltung 14 und einer Rückführreglerschaltung 15; eine Synchronisationsschaltung 16; eine Schalter-Schaltung 181; einen Scaler 17 und einen Mikroprozessor 18. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 ein 24-Volt-Spannungs(übergangs-)umwandler und die Transformator-Gleichrichterschaltung 14 ist ein 5-Volt-Spannungs(übergangs-)umwandler.
  • Die Rückführreglerschaltung 13 und die Rückführreglerschaltung 15 werden verwendet, um den Betrieb der Transformator-Gleichrichterschaltung 12 und der Transformator-Gleichrichterschaltung 14 zu regeln, und jede von ihnen weist jeweils Komparatoren 131 und 151, Pulsmodulatoren 132 und 152 und Treiber 133 und 153 auf. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Treiber 133 und 153 Leistungstransistoren. Da die Transformator-Gleichrichterschaltungen 12 und 14 so konstruiert sind, dass sie eine große Strommenge abgeben, sind die Treiber 133 und 153 dazu vorgesehen, die große Strommenge aufzunehmen und die Transformator-Gleichrichterschaltungen 12 und 14 derselben anzutreiben. Die Quelle der Transformator-Gleichrichterschaltungen 12 und 14 ist die Wechselspannung, die von der Gleichrichter-Filterschaltung 11 eingegeben wird, welche die Wechselspannung von einer externen Vorrichtung empfängt und eine Gleichspannung in die Transformator-Gleichrichterschaltungen 12 und 14 eingibt, nachdem sie von der Gleichrichter-Filterschaltung verarbeitet worden ist.
  • Wie in 2 dargestellt, sind die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 und die Transformator-Gleichrichterschaltung 14 unabhängige Spannungsmodi. Wenn der LCD-Bildschirm 10 im Energiesparmodus ist, stellt der Mikroprozessor 18 den Zustand der Schalter-Schaltung 181 des LCD-Bildschirms 10 auf „AUS", so dass die 5-Volt-Spannung nicht die Schalter-Schaltung 181 passieren kann und es somit für die 5-Volt-Spannung unmöglich wird, dem Scaler 17 die Versorgungsspannung zu liefern. Somit ist auch der Scaler 17 nicht in Betrieb, was bewirkt, dass die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 nicht arbeiten kann. Zu diesem Zeitpunkt wird die von dem Mikroprozessor 18 benötigte Energie von der Transformator-Gleichrichterschaltung 14 geliefert. Wenn der LCD-Bildschirm 10 im Energiesparmodus ist, erfasst die Synchronisationsschaltung 16, ob ein synchronisiertes Signal eines analogen Computerbilds eingegeben wird oder nicht, wobei das analoge Computerbild von einem Computer-Mainframe eingegeben werden kann. Wenn ein eingegebenes synchronisiertes Signal existiert, bedeutet dies, dass es gewünscht ist, den LCD-Bildschirm 10 wieder von dem Energiesparmodus in den normalen Modus zurückzuführen, und die Synchronisationsschaltung 16 gibt ein Auslösesignal an den Mikroprozessor 18 ab.
  • Wenn der Mikroprozessor 18 das Auslösesignal empfängt, stellt er den Zustand der Schalter-Schaltung 181 auf „AN" und gibt ein Aktivierungssignal ab, um die Rückführreglerschaltung 15 zu aktivieren. Dann sendet der Mikroprozessor 18 sofort ein Aktivierungssignal an den Scaler 17 aus, um den Scaler 17 ebenfalls zu aktivieren. Im Energiesparmodus wird dem Komparator 151 keine Spannung zugeführt, also befindet sich der Komparator 151 im Zustand „AUS". Wenn die Transformator-Gleichrichterschaltung 14 das Auslösesignal empfängt, vergleicht der Komparator 151 die Gleichspannung mit einer vorherbestimmten Spannungshöhe und gibt ein Vergleichsergebnis „AN" an den Pulsmodulator 152 ab. Der Pulsmodulator 152 moduliert das Vergleichsergebnis und die Gleichspannung, die von der Gleichrichter-Filterschaltung 11 eingegeben wurde, und gibt einen modulierten Puls an den Leistungstransistor 153 ab. Die Transformator-Gleichrichterschaltung 15 gibt die von dem Scaler 17 für dessen Betrieb erforderliche Energie ab und bringt den Scaler 17 dazu, eine Bezugsspannung an den Komparator 131 des Rückführreglers 13 abzugeben. Die von der Transformator-Gleichrichterschaltung 14 abgegebene Gleichspannung kann auch verschiedenen Elementen im Inneren des LCD-Bildschirms 10, beispielsweise einem A/D-Wandler 171, einer Videoeinheit 172, einer Audioeinheit 173 und einem Tuner 174 zur Verfügung gestellt werden.
  • Wenn der Rückführregler 13 die von dem Scaler 17 eingegebene Bezugsspannung empfängt, schaltet der Komparator aufgrund der eingegebenen Bezugsspannung seinen Zustand von dem ursprünglichen „AUS" um in den Zustand „AN" und gibt ein Vergleichsergebnis an den Pulsmodulator 132 ab. Nach der Pulsmodulation wird ein Pulssignal an den Treiber 133 abgegeben, das dann die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 antreibt. Dann wandelt die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 die von der Gleichrichter-Filterschaltung 11 eingegebene Gleichspannung in eine 24-Volt-Gleichspannung um und gibt die Gleichspannung in den Inverter 19 ein. Dann wandelt der Inverter 19 die Gleichspannung in eine hohe Gleichspannung um, um den Betrieb der fluoreszierenden Kaltkathodenlampe anzutreiben und so mit den Anzeigefunktionen fortzufahren.
  • Wie vorstehend ausgeführt, sind die 5V- und 24V-Spannungsmodi gemäß der vorliegenden Erfindung unabhängige Spannungsmodi. Wenn also der LCD-Bildschirm 10 im Energiesparmodus ist, benötigt er nur den 5V-Spannungsmodus, um die Energie für den Betrieb des Mikroprozessors 18 zu liefern. Die Transformator-Gleichrichterschaltung 12 wird aktiviert, um den LCD-Bildschirm 10 anzutreiben, mit den Anzeigefunktionen fortzufahren, sobald der Mikroprozessor 18 das Auslösesignal empfängt. Somit kann durch die vorliegende Erfindung die Energie deutlich reduziert werden, die verbraucht wird, wenn der LCD-Bildschirm 10 im Energiesparmodus ist, wodurch der Zweck, Energie zu sparen, erfüllt wird. Es ist leicht nachzuvollziehen, dass die enorme Menge von LCD-Bildschirmen, die in der modernen Gesellschaft benötigt wird, durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung deutlich weniger Energie verbraucht, und der sinkende Verbrauch, der sich ergibt, stellt einen signifikanten Nutzen für die Umwelt dar.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf ihre bevorzugte Ausführungsform erläutert wurde, versteht es sich, dass noch viele andere Modifikationen und Änderungen möglich sind, ohne von der Essenz und vom Umfang der nachfolgend beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims (8)

  1. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung, das bei einem Monitor verwendet wird, um ein analoges Computerbildsignal zu empfangen und für einen Inverter des Monitors eine zweite Gleichspannung zu liefern, wobei der Inverter die für die Funktion des Monitors benötigte elektrische Energie liefert, und wobei das TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung Folgendes aufweist: eine Spannungsversorgungsvorrichtung, mit einer Gleichrichter-Filterschaltung, die verwendet wird, um eine Wechselspannung einzugeben und eine erste Gleichspannung abzugeben, einer ersten Transformator-Gleichrichterschaltung, die verwendet wird, um eine erste Gleichspannung einzugeben und eine zweite Gleichspannung abzugeben, einer ersten Rückführreglerschaltung, die verwendet wird, um den Betrieb der ersten Transformator-Gleichrichterschaltung zu regeln, einer zweiten Transformator-Gleichrichterschaltung, die verwendet wird, um die erste Gleichspannung einzugeben und eine dritte Gleichspannung abzugeben, und einer zweiten Rückführreglerschaltung, die verwendet wird, um den Betrieb der zweiten Transformator-Gleichrichterschaltung zu regeln; eine Synchronisationsschaltung, die ein Auslösesignal abgibt, wenn sie ein synchronisiertes Signal eines analogen Computerbildsignals erfasst; eine Schalter-Schaltung; einen Scaler; und einen Mikroprozessor, der ein Aktivierungssignal an die zweite Transformator-Gleichrichterschaltung abgibt, wenn er das Auslösesignal erfasst, wobei die zweite Transformator-Gleichrichterschaltung die erforderliche Energie für den Scaler liefert und es dem Scaler ermöglicht, eine Bezugsspannung abzugeben, und die erste Transformator-Gleichrichterschaltung beginnt, in Übereinstimmung mit der Bezugsspannung den Inverter mit der zweiten Gleichspannung zu versorgen.
  2. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 1, bei dem die erste Transformator-Gleichrichterschaltung ein 24-Volt-Spannungs(übergangs-)umwandler ist.
  3. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 1, bei dem die zweite Transformator-Gleichrichterschaltung ein 5-Volt-Spannungs(übergangs-)umwandler ist.
  4. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 1, bei dem die erste Rückführreglerschaltung Folgendes aufweist: einen Komparator, der die zweite Gleichspannung und die von dem Scaler abgegebene Bezugsspannung vergleicht und ein Vergleichsergebnis abgibt, einen Pulsmodulator, der eine extern eingegebene Gleichspannung in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis moduliert und einen modulierten Puls ausgibt; und einen Treiber, der den modulierten Puls empfängt und die erste Transformator-Gleichrichterschaltung antreibt.
  5. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 4, bei dem der Treiber ein Leistungstransistor ist.
  6. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 1, bei dem die zweite Rückführreglerschaltung Folgendes aufweist: einen Komparator, der die dritte Gleichspannung mit einer vorherbestimmten Spannungshöhe vergleicht und ein Vergleichsergebnis abgibt, einen Pulsmodulator, der eine extern eingegebene Gleichspannung in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis moduliert und einen modulierten Puls ausgibt; und einen Treiber, der den modulierten Puls empfängt und die zweite Transformator-Gleichrichterschaltung antreibt.
  7. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 6, bei dem der Treiber ein Leistungstransistor ist.
  8. TFT-Display mit einer verlustarmen Konstruktion einer Energieversorgung nach Anspruch 6, bei dem der Monitor ein LCD-Monitor ist.
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