ITMI970050A1 - Circuito di alimentazione per apparecchio di visualizzazione video particolarmente per ridurre il consumo di energia non necessario - Google Patents

Circuito di alimentazione per apparecchio di visualizzazione video particolarmente per ridurre il consumo di energia non necessario Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un circuito di alimentazione per un apparecchio di visualizzazione video, in particolare, un circuito di alimentazione per un apparecchio di visualizzazione video impiegante un alimentatore a modalità di commutazione (SMPS) e un circuito di correzione di fattore di potenza, che può ridurre il consumo di energia provocato dal circuito di correzione di fattore di potenza quando si esegue un controllo di visualizzazione per risparmio di energia.
Recentemente, la maggior parte dei circuiti di alimentazione per apparecchi di visualizzazione video tendono ad essere dotati di un alimentatore a modalità di commutazione (SMPS) poiché un alimentatore CC o CA può essere facilmente convertito in alimentatori CC di diversi livelli da parte del SMPS.
In alcuni circuiti di alimentazione aventi un SMPS, può essere fornito un circuito di correzione di fattore di potenza. In circuito di correzione di fattore di potenza, che deve migliorare il fattore di potenza dell'alimentatore correggendo la forma d'onda della corrente alimentata al SMPS per essere quasi un'onda sinusoidale, è generalmente collegato in parallelo al terminale di ingresso del SMPS. L'apparecchio di visualizzazione video dotato di un SMPS e di un circuito di correzione di fattore di potenza esegue un controllo di visualizzazione per risparmio di energia tramite un microcalcolatore. In altre parole, nel caso in cui un utente non utilizzi un apparecchio di visualizzazione video per un certo tempo o immetta un comando per controllo di visualizzazione per risparmio di energia, l'apparecchio di visualizzazione video riduce la tensione alimentata ad un tubo a raggi catodici (CRT) dal SMPS ad un livello predeterminato allo scopo di eseguire il controllo di visualizzazione per risparmio di energia, avendo quindi come risultato la produzione del consumo di energia non necessaria provocato da un'operazione normale del SMPS.
La figura 1 mostra un circuito di alimentazione convenzionale di un apparecchio di visualizzazione video avente una funzione di risparmio di energia. Facendo riferimento alla figura 1, il circuito di alimentazione convenzionale comprende un circuito di raddrizzamento 1 per raddrizzare una alimentazione CA di ingresso, un circuito 2 di correzione di fattore di potenza per controllare la forma d'onda dell'alimentazione CC raddrizzata per fornire un'altra alimentazione CA la cui forma d'onda è similare ad un'onda sinusoidale, un SMPS 3 per convertire l'alimentazione fornita attraverso il circuito 2 di correzione di fattore di potenza in alimentazioni CC (B<+>1-B<+>n) di diversi livelli, e un microcalcolatore 4 per determinare se controllare la visualizzazione per risparmio di energia dell'apparecchio di visualizzazione video e fornire un segnale di controllo di un livello alto o basso al SMPS 3.
Il circuito 2 di correzione di fattore di potenza include una bobina L1, un diodo di D1, un condensatore C1, un transistore Q1 e un circuito 2a di controllo di correzione di fattore di potenza. Il circuito di raddrizzamento 1 può essere facilmente costruito da un'applicazione di circuiti noti considerando le loro caratteristiche di raddrizzamento.
Il funzionamento del circuito di alimentazione convenzionale per un'apparecchiatura di visualizzazione video che ha una funzione di controllo di risparmio di energia come costruita in precedenza verrà spiegato
L'alimentazione-CA di ingresso è raddrizzata tramite il circuito di raddrizzamento 1. Essa poi passa attraverso il condensatore C1 e il diodo D1 del circuito 2 di correzione di fattore di potenza per essere alimentata al SMPS 3. A questo stadio, un'alimentazione Vcc1, che è stata divisa tramite un circuito di partizione (non illustrato) dall'alimentazione fornita dal lato primario del SMPS 3, è continuamente alimentata al circuito 2a di controllo di correzione di fattore di potenza. Il circuito 2a di controllo di correzione di fattore di potenza fornisce continuamente un segnale impulsivo avente un periodo e un livello predeterminati alla base del transistor Q1. Quindi, il transistore Q1 ripete un'operazione di attivazione/disattivazione secondo il segnale impulsivo applicato alla base.
Se il transistore Q1 è in uno stato "on", la corrente fluisce alla bobina L1 dal transistore Q1. Se il transistore Q1 è in uno stato "off", la corrente che rimane nella bobina L1 è accumulata nel condensatore C1 tramite il diodo D1. Quindi, la forma d'onda della corrente dell'alimentazione che è alimentata al SMPS 3 è corretta per essere quasi un'onda sinusoidale. Cioè, la potenza P è rappresentata dalla seguente espressione:
P = V x I x cosθ
dove, V è una tensione, I è una corrente, e cosθ è un fattore di potenza.
Secondo l'intervallo tra la commutazione in attivazione e disattivazione del transistore Q1, la forma d'onda di corrente dell'alimentazione fornita al SMPS 3 diventa la forma del valore medio commutato del transistore Q1 per essere quasi un'onda sinusoidale. Conseguentemente, cosθ diventa quasi 1 per migliorare il fattore di potenza.
Il microcalcolatore 4 determina se l'apparecchio di visualizzazione video è usato o se vi è un comando per controllo di visualizzazione per risparmio di energia ad intervalli predeterminati. Se il microcalcolatore 4 riconosce che lo stato presente è uno stato normale, cioè, se l'apparecchio di visualizzazione video è normalmente usato, il microcalcolatore 4 fornisce un segnale di livello alto al SMPS 3, in modo tale che una tensione di carica normale sia alimentata al tubo a raggi catodici (CRT). Se il microcalcolatore 4 riconosce che dovrebbe essere eseguito un controllo di visualizzazione per risparmio di energia, per esempio, poiché un utente non utilizza l'apparecchio di visualizzazione video per un certo tempo, esso fornisce un segnale di livello basso al SMPS 3. Quindi, il SMPS 3 fornisce un segnale di tensione inferiore ad un livello predeterminato all'apparecchio di visualizzazione video per minimizzare il consumo di energia.
Nel circuito di alimentazione convenzionale avente una tale funzione di risparmio di energia come in precedenza, tuttavia, il microcalcolatore 4 controlla l'uscita del SMPS 3 quando è eseguito il controllo di visualizzazione per risparmio di energia, per risparmiare il consumo di energia non necessaria. Tuttavia, la potenza consumata dal circuito 2a stesso di controllo di correzione di fattore di potenza non può essere risparmiata poiché il circuito 2a di controllo di correzione di fattore di potenza riceve l'alimentazione Vcc1 dal lato primario del SMPS 3. Quindi, il circuito alimentatore convenzionale per un apparecchio di visualizzazione video non può eseguire efficacemente il controllo di risparmio di energia per ridurre il consumo di energia non necessaria.
Lo scopo della presente invenzione è fornire un circuito di alimentazione per un apparecchio di visualizzazione video avente un alimentatore a modalità di commutazione (SMPS) e un circuito di correzione di fattore di potenza, che possa ridurre la potenza consumata dal circuito di correzione di fattore di potenza quando si esegue un controllo di visualizzazione per risparmio di energia.
Per conseguire lo scopo precedente, il circuito alimentatore per un apparecchio di visualizzazione video secondo la presente invenzione comprende:
mezzi di raddrizzamento per raddrizzare un'alimentazione CA di ingresso;
mezzi di correzione di fattore di potenza per correggere una forma d'onda di corrente dell'alimentazione raddrizzata fornita dai mezzi di raddrizzamento per fornire un'altra alimentazione CA avente una forma d'onda di corrente di un'onda sinusoidale, in accordo con una prima alimentazione CC;
mezzi di alimentazione per convertire l'alimentazione CA fornita dai mezzi di correzione di fattore di potenza in alimentazioni CC di diversi livelli includenti la prima alimentazione CC che deve essere fornita ai mezzi di correzione di fattore di potenza;
mezzi di controllo per determinare se eseguire un controllo di visualizzazione per risparmio di energia dell'apparecchio di visualizzazione video e fornire un segnale di controllo; e
mezzi di commutazione per commutare alternativamente la prima alimentazione CC che deve essere fornita ai mezzi di correzione di fattore di potenza secondo il segnale di controllo fornito dai mezzi di controllo.
Gli scopi precedenti, altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diventeranno più evidenti descrivendo la sua forma di realizzazione preferita con riferimento ai disegni allegati, in cui:
la figura 1 è uno schema circuitale di un circuito alimentatore convenzionale per un apparecchio di visualizzazione video avente una funzione di controllo di risparmio di energia.
La figura 2 è uno schema circuitale del circuito alimentatore per un apparecchio di visualizzazione video avente una funzione di controllo di risparmio di energia secondo la presente invenzione.
La figura 2 mostra un circuito alimentatore per un apparecchio di visualizzazione video avente una funzione,di controllo di risparmio di energia secondo la presente invenzione. Facendo riferimento alla figura 2, il circuito alimentatore della presente invenzione include un circuito di raddrizzamento 10 per raddrizzare un'alimentazione CA di ingresso, un circuito 20 di correzione di fattore di potenza per correggere la forma d'onda di corrente dell'alimentazione raddrizzata fornita dal circuito di raddrizzamento 10 per fornire un'altra alimentazione CA avente una forma d'onda di corrente di quasi un'onda sinusoidale, un SMPS 30 per convertire l'alimentazione CA emessa dal circuito 20 di correzione di fattore di potenza in alimentazioni CC (B+1-B+n) di diversi livelli, un microcalcolatore 40 per determinare se eseguire un controllo di visualizzazione per risparmio di energia ed emettere un segnale di controllo in un livello alto o basso, e una sezione di commutazione 50 per commutare alternativamente l'alimentazione Vcc2 alimentata al circuito 20 di correzione di fattore di potenza dall'SMPS 30 secondo il segnale dì controllo di livello alto o basso emesso dal microcalcolatore 40.
Il circuito 20 di correzione di fattore di potenza comprende una bobina L2, un diodo di D2 per raddrizzare l'alimentazione CA attraverso la bobina L2, un circuito 20a di controllo di correzione di fattore di potenza per ricevere l'alimentazione Vcc2 fornita dalla parte principale dell'SMPS 30 ed emettere un segnale impulsivo di azionamento di un livello predeterminato, un transistore Q1 per essere commutato ripetutamente in attivazione e disattivazione in risposta al segnale impulsivo di azionamento del circuito 20a di controllo di correzione di fattore di potenza, e un condensatore C2 per essere caricato con il segnale di uscita del diodo D2.
La sezione di commutazione 50 comprende un transistore Q3 che è commutato in attivazione o disattivazione in risposta al segnale di controllo di livello alto o basso emesso dal microcalcolatore 40, un fotoaccoppiatore PD1, composto da un diodo emettente luce D3 e un fototransistore Q5, per controllarè l'alimentazione Vcc2 per azionare il circuito 20a di controllo di correzione di fattore di potenza.
Il funzionamento del circuito di alimentazione per un apparecchio di visualizzazione video secondo la presente invenzione come costruito in precedenza verrà ora spiegato.
Una alimentazione CA di ingresso è raddrizzata tramite il circuito di raddrizzamento 10, e la alimentazione raddrizzata è applicata al SMPS 30 tramite il condensatore C2 e il diodo D2 nel circuito 20 di correzione di fattore di potenza. A questo stadio, l'alimentazione Vcc2 che è stata divisa da un circuito di divisione (non illustrato) da una alimentazione CC fornita dal lato primario del SMPS 30 è continuamente applicata al circuito 20a di controllo di correzione del fattore di potenza. Il circuito 20a di controllo di correzione di fattore di potenza fornisce continuamente un segnale impulsivo avente un periodo ed un livello predeterminati alla base del transistore Q2, inducendo il transistore Q2 ad essere attivato e disattivato in modo ripetuto.
Se il transistore Q2 è in uno stato "on", la corrente fluisce alla bobina L2 dal transistor Q2. Se il transistore Q1 è "disattivato", la corrente che rimane nella bobina L2 è accumulata nel condensatore C2 tramite il diodo D2. Quindi, la forma d'onda di corrente dell'alimentazione CA che è alimentata al SMPS 30 è corretta per essere quasi sinusoidale. Qui, la forma d'onda di corrente dell'alimentazione che è applicata al SMPS 30 diventa la forma del valore medio commutato del transistore Q2 per essere quasi un'onda sinusoidale. Conseguentemente, il fattore di potenza è migliorato per divenire quasi 1.
Il microcalcolatore 40 determina se un utente utilizza un apparecchio di visualizzazione video o se vi è un comando per il controllo di visualizzazione per risparmio di energia ad intervalli predeterminati. Se il microcalcolatore 40 è in uno stato normale, cioè, se esso riconosce che un utente usa correttamente l'apparecchio di visualizzazione video, esso alimenta un segnale di controllo di livello alta alla sezione di commutazione 50. Di conseguenza, il transistore Q3 è attivato mentre il transistore Q4 è disattivato. Questo fa sì che il diodo emettente luce D3 e il fototransistore Q5 siano disattivati. Quindi, l'alimentazione Vcc2 è continuamente alimentata al circuito 20a di controllo di correzione di fattore di potenza nel circuito 20 di correzione di fattore di potenza. Il SMPS 30 funziona per alimentare una tensione normale al CRT sotto il controllo del microcalcolatore 40.
Se il microcalcolatore 40 riconosce che lo stato corrente è anomalo, cioè, dovrebbe essere eseguito un controllo di risparmio di energia, esso alimenta un segnale di controllo di livello basso alla sezione di commutazione 50. Di conseguenza, il transistore Q3 è disattivato e il transistore Q4 è attivato, facendo sì che il diodo emettente luce D3 e il fototransistore Q5 siano attivati. Di conseguenza l'alimentazione Vcc2 che deve essere alimentata al circuito di controllo 20a di correzione di fattore di potenza nel circuito 20 di correzione di fattore di potenza è bypassata o esclusa al terminale di massa G1 tramite il fototransistore Q5.
Allo stesso tempo, il microcalcolatore 40 alimenta un segnale di controllo per eseguire un controllo di visualizzazione per lo scopo di energia al SMPS 30. Quindi, il SMPS 30 è controllato per fornire al CRT una tensione inferiore ad un livello predeterminato per minimizzare il consumo di energia.
Come descritto in precedenza, secondo la presente invenzione, quando è eseguito un controllo di visualizzazione per risparmio di energia per un motivo tale che un utente non utilizza un apparecchio di visualizzazione video per.un certo tempo, l'alimentazione che deve essere alimentata al circuito di correzione di fattore di potenza può essere interrotta, avendo come risultato il fatto che il consumo di potenza o energia può essere efficacemente ridotto.

Claims (3)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Circuito di alimentazione per un apparecchio di visualizzazione video comprendente: mezzi di raddrizzamento per raddrizzare un'alimentazione CA di ingresso; mezzi di correzione di fattore di potenza per correggere una forma d'onda di corrente dell'alimentazione raddrizzata fornita dai mezzi di raddrizzamento per fornire un'altra alimentazione CA avente la forma d'onda di corrente di un'onda sinusoidale, in accordo con una prima alimentazione CC; mezzi di alimentazione per convertire l'alimentazione CA fornita dai mezzi di correzione di fattore di potenza in alimentazioni CC di diversi livelli includenti la prima alimentazione CC che deve essere fornita ai mezzi di correzione di fattore di potenza; mezzi di controllo per determinare se eseguire un controllo di visualizzazione per risparmio di energia dell'apparecchio di visualizzazione video e fornire un segnale di controllo; e mezzi di commutazione per commutare alternativamente la prima alimentazione CC che deve essere fornita ai mezzi di correzione di fattore di potenza secondo il segnale di controllo fornito dai mezzi di controllo.
  2. 2. Circuito di alimentazione secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di commutazione comprendono: un primo transistore che è attivato/disattivato secondo il segnale di controllo emesso dai mezzi di controllo; un secondo transistore, collegato al primo transistore, per essere attivato/disattivato in relazione all'operazione di attivazione/disattivazione del primo transistore; un fotoaccoppiatore, collegato al secondo transistore, per essere attivato/disattivato per commutare la prima alimentazione CC fornita ai mezzi di correzione di fattore di potenza.
  3. 3. Circuito di alimentazione secondo la rivendicazione 1, in cui se i mezzi di commutazione sono attivati, la prima alimentazione CC che deve essere fornita ai mezzi di correzione di fattore di potenza è bypassata a massa.
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