APARATO QUE COMPRENDE UN MICROPROCESADOR, UN CIRCUITO DE DESMAGNETIZACIÓN Y UNA FUENTE DE ENERGÍA CON CONMUTACIÓN Y UNA UNIDAD DE VISUALIZACIÓN CON ESTE APARATO
Campo de la Invención La invención se refiere a un aparato que comprende un microprocesador, un circuito de desmagnetización y un suministro de energía de modo conmutado que opera en un modo normal y en un modo de baja potencia, por ejemplo, un modo de reposo. El modo de baja potencia es en particular un modo de ráfaga que se controla por el microprocesador. Los aparatos de este tipo se usan por ejemplo en unidades de visualización tal como aparatos de televisión y monitores de computadora .
Antecedentes Técnicos Los suministros de energía de modo conmutado, usados en los aparatos electrónicos del consumidor, tiene usualmente un modo de baja energía, un llamado modo de reposo, en el cual están apagados los circuitos esenciales del aparato, y sólo están operando unos pocos circuitos, por ejemplo, el microprocesador y el receptor de control remoto. Para mantener tan bajo como sea posible el consumo de energía en el modo de reposo, se conoce el uso, en el modo de baja energía, de un llamado modo de ráfaga, en el cual se apagan de forma regular los transistores de conmutación durante intervalos definidos de tiempo. Por ejemplo, el suministro de energía de modo conmutado se apaga y enciende con una frecuencia de 100 Hz, en el cual durante una fase corta de encendido, el transistor de conmutación opera a una frecuencia de conmutación de 20 kHz, para transferir energía desde el lado primario al lado secundario del suministro de energía de modo conmutado. Mediante la relación entre la fase de encendido y la fase de apagado, se puede controlar la energía de salida del suministro de energía. Durante la fase de encendido, los parámetros de conmutación para el transistor de conmutación se pueden mantener dentro de un intervalo seguro. Los suministros de energía de modo conmutado con un modo de ráfaga se conocen, por ejemplo, de la EP-A-0 386 989 y DE-A-195 18 863. La US 6,434,030 describe un aparato de circuitos con un suministro de energía de modo conmutado, en el cual un modo de ráfaga de baja energía se controla por un microprocesador. La salida de un microprocesador se acopla al circuito de control de suministro de energía de modo conmutado, y luego el aparato se conmuta al modo de reposo, el microprocesador aplica una señal de onda cuadrada con un factor de trabajo dado al circuito de control . Con una señal de apagado del microprocesador, el suministro de energía se deshabilita vía el circuito de control, y con una señal de encendido, el suministro de energía se habilita durante una fase de encendido corta, en la cual el transistor de conmutación del suministro de energía de modo conmutado está operando con una frecuencia de conmutación regular. Los aparatos de televisión y monitores de computadora que tienen un tubo de imágenes de rayos catódicos (CRT) como un medio de visualización, comprenden usualmente un circuito de desmagnetización para desmagnetizar el tubo de imágenes a intervalos regulares, por ejemplo, cuando se enciende el aparato. Para la desmagnetización, también conocida como desgaussaje, se usa un periodo de tiempo de aproximadamente 1.5 segundos, en el cual se aplica un campo magnético al tubo de imágenes de una manera conocida. En general, el circuito de desmagnetización en un aparato de televisión opera de manera independiente en el microprocesador, pero también se conocen circuitos de desmagnetización controlados por microprocesador.
Breve Descripción de la Invención La invención se basa en el objeto de especificar un aparato y una unidad de visualización respectiva como se señala anteriormente que tiene un modo de baja energía, confiable, particularmente, un modo de ráfaga de baja energía, que tiene una complejidad de reducida de circuito.
Este objeto se logra por la invención como se define en las reivindicaciones 1, 9 y 10. Los desarrollos ventajosos de la invención se especifican en las sub-reivindicaciones . De acuerdo con la invención, el aparato comprende un microprocesador, un circuito de desmagnetización y un suministro de energía de modo conmutado que opera en un modo normal y un modo de baja energía. El microprocesador se acopla vía una salida al suministro de energía de modo conmutado para controlar el modo de baja energía y el circuito de desmagnetización para controlar la operación respectiva. La salida del microprocesador se arregla en particular como una patilla única, para proporcionar las señales al suministro de energía de modo conmutado y al circuito de desmagnetización vía la misma línea. El inventor ha reconocido que una patilla de salida del microprocesador es suficiente para controlar el modo de baja energía, en particular en un modo de ráfaga de baja energía, así como para el circuito de desmagnetización, debido a que las señales de control respectivas no se presentan al mismo tiempo. Sólo existe un requerimiento, que se debe tomar en cuenta: la señal para el modo de baja densidad no se debe acoplar al circuito de desmagnetización durante el modo de baja energía. Est6o se puede realizar en una modalidad preferida al controlar la señal acoplada al circuito de desmagnetización por una señal indicativa de encendido de energía, que bloquea la señal del microprocesador al circuito de desmagnetización durante el modo de baja energía, y que permite que la señal del microprocesador pase durante el modo normal . Esto se puede arreglar, por ejemplo, vía una compuerta de Y, a la cual se acoplan las entradas de la señal del microprocesador y la señal indicativa de encendido de energí . La señal indicativa de encendido de energía puede ser, por ejemplo, un voltaje de suministro, que se proporciona por el suministro de energía de modo conmutado durante el modo de encendido, y que se apaga durante el modo de baja energía.
Breve Descripción de las Figuras La invención se explicará ahora en más detalle con respecto a las figuras esquemáticas, que muestran: La Figura 1 un suministro de energía de modo conmutado, al cual se acopla una salida de un microprocesador; La Figura 2 un aparato para controlar un suministro de energía de modo conmutado y un circuito de desmagnetización; La Figura 3 un diagrama de sincronización que muestra las modos de operación de una unidad de visualización; y La Figura 4 un circuito para operar un circuito de desmagnetización.
Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas El suministro de energía de modo conmutado mostró en la Figura 2 opera en el principio de convertidor de retorno y comprende una entrada conectada a un voltaje principal UN, que se convierte por medio de un rectificador Gl y un capacitor 3 a un voltaje Ul de CD filtrado. El suministro de energía de modo conmutado comprende un transformador Tr con un devanado primario Wl acoplado al voltaje Ul y conectado en serie con un transistor de conmutación Ti. En esta modalidad, como una etapa de activación para el transistor de conmutación TI se usa un circuito integrado 7, aunque también son posibles otras soluciones, con las etapas discretas del transistor que operan tanto de una manera libre como sincronizada. Una resistencia 8 conectada al voltaje Ul se usa para permitir arrancar al suministro de energía de modo conmutado. Durante la operación, el suministro de energía de modo conmutado se suministra por si mismo con el voltaje por medio de un devanado auxiliar W4 , un diodo 12, un capacitor 9 y una resistencia 10. El transistor de conmutación TI se opera por el circuito integrado 7, por ejemplo, usando una señal 6 de onda cuadrada a una frecuencia usualmente mayor de 16 kHz. El suministro de energía de modo conmutado usa los devanados secundarios W2 y W3 del transformador Tr para generar los voltajes de salida U2 y U3 que se filtran por los rectificadores G2 , G3 y los capacitores 17, 18. El voltaje de salida U2 y U3 se estabilizan por un circuito de control, el circuito de control que se conecta al voltaje de salida U3 en esta modalidad. El circuito de control se representa en esta modalidad de una forma simplificada por una resistencia 14 y un opto-acoplador 13, para transmitir una señal de retroalimentación a una entrada 1 de control del circuito integrado 7. Al circuito de control se acopla una salida 19 de un microprocesador 16 de una forma simplificada, via una resistencia 15. el microprocesador 16 usa en particular una señal digital, por ejemplo, una señal de CMOS, para iniciar el modo de ráfaga y el modo normal del suministro de energía de modo conmutado vía la salida 19. Por ejemplo, cuando la salida 19 es "alta" , entonces el circuito de control se habilita y el suministro de energía de modo conmutado está en un modo normal en el cual los voltajes de salida U2 y U3 se regulan vía el circuito de control. Cuando la salida 19 proporciona una señal "baja", entonces el circuito de control se acopla a un potencial bajo, y por lo tanto se deshabilita el suministro de energía de modo conmutado.
Se muestra y explica en más detalle en la US 6,434,030 un circuito para acoplar una salida de un microprocesador a un circuito de control de un suministro de energía de modo conmutado. A este respecto, el microprocesador genera en particular una operación de modo de ráfaga en el modo de reposo del suministro de energía de modo conmutado. En este modo de operación, las pérdidas en reposo del suministro de energía de modo conmutado se pueden mantener muy bajas. De cuerdo con la invención, la salida 19 también se acopla al circuito de desmagnetización para proporcionar una desmagnetización de un tumo de imágenes, por ejemplo, para un tubo de imágenes de un aparato de televisión o un monitor de computadora. Por lo tanto, el aparato comprende una compuerta lógica 23, por ejemplo, una compuerta de Y, entradas a las cuales se acopla un voltaje de operación U4 y la salida 19 del microprocesador 16. La salida 19 del microprocesador 16 es en particular una patilla única para proporcionar una señal Uc, que contiene la información para controlar el modo de baja energía así como para controlar el circuito de desmagnetización. La operación del circuito de desmagnetización se muestra en más detalle en la Figura 2. La señal Uc de la salida 19 se acopla a un circuito 21 de ráfaga, por ejemplo al opto-acoplador 13 del circuito de control de un suministro de energía de modo conmutado como se muestra en la Figura 1, y se acopla a un circuito de desmagnetización
22 vía una compuerta lógica 23, para filtrar la señal de la salida 19 con una señal indicativa de encendido de energía. La compuerta 23 proporciona una operación de Y, y la señal indicativa de encendido de energía es por ejemplo un voltaje de suministro U4 únicamente presente en el modo normal del suministro de energía de modo conmutado, para permitir que la señal de la salida 19 pase al circuito 22 de desmagnetización sólo en el modo normal. La compuerta lógica
23 es en particular una compuerta de Y, como se muestra en la figura . La Figura 3 muestra en más detalle la señal Uc de la salida 19, para controlar el circuito 21 de ráfaga y el circuito 22 de desmagnetización. En un primer intervalo de tiempo, T1-T2, el suministro de energía está en un modo de ráfaga de reposo de baja energía, que se controla por la señal de control Uc . En esta modalidad, cuando la señal de control Uc es "alto", se apaga el suministro de energía de modo conmutado, y cuando Uc es "baja", el suministro de energía de modo conmutado está operando y se regula por el voltaje de salida U3. Para generar el modo de ráfaga durante el intervalo de tiempo T1-T2, la señal de control Uc es una señal de onda cuadrada periódica con cortos periodos de tiempo, en los cuales el voltaje Uc es "bajo". La relación del ancho de impulso está cercana a 1, para un consumo de baja energía del suministro de energía de modo conmutado. Por ejemplo los valores preferidos son una relación de ancho de impulso con "alto" = 95 % y "bajo" = 5 %. El aparato de circuitos como se describe se arregla, por ejemplo, dentro de un aparato de televisión. En el tiempo T2 un usuario enciende el aparato de televisión, y por lo tanto el suministro de energía de modo conmutado conmuta al modo normal para suministrar a todos los circuitos del aparato de televisión los voltajes de operación. La señal Uc de la salida 19 entonces se mantiene "alta" durante un intervalo de tiempo T2-T3, para proporcionar una desmagnetización del tubo de imágenes del aparato de televisión. El intervalo T2-T3 tiene en particular una duración de aproximadamente 0.5 segundos a 3 segundos, por ejemplo, 1.5 segundos. Debido a que después del tiempo T2 está presente ya una señal indicativa de encendido de energía en la segunda entrada de la compuerta 23, la salida de la compuerta 23 es alta para habilitar el circuito 22 de desmagnetización. Por ejemplo, de la DE-A-3830931 se conoce un circuito de desmagnetización para un tubo de imágenes . Después del tiempo T3, la señal Uc conmuta a "bajo" para deshabilitar el circuito 22 de desmagnetización. Este es un modo preferido durante la operación normal de un aparato de televisión, debido a que entonces es cero el consumo de energía del circuito 22 de desmagnetización. Después del tiempo T3 , se inicia la deflexión del aparato de televisión y aparece la imagen en el tubo de imágenes. En al figura 4 se muestra una modalidad preferida para el acoplamiento de la salida 19 del microprocesador a un circuito 22 de desmagnetización. El circuito 22 de desmagnetización comprende un relé 25, vía el cual opera las espirales de desmagnetización (no mostradas) del circuito 22 de desmagnetización. La señal de control Uc y la señal U4 indicativa de encendido de energía se aplican a la compuerta
24 de Y. La compuerta 24 de Y y el relé 25 se suministran con un voltaje de operación U5, que está presente durante el modo normal así como en el modo de reposo. Como se explicó, durante el intervalo de tiempo T2-T3 ambas entradas de la compuerta 24 de Y son "altas", y entonces también es "alta" la salida de la compuerta 24 de Y, por lo tanto, la conmutación a través de un transistor T2, que controla la operación del relé 25. La señal U4 indicativa de encendido de energía puede ser cualquier señal que sea "baja" durante un modo de reposo de baja energía y "alta" durante un modo normal. Con la señal U4 por lo tanto es posible deshabilitar el circuito
de desmagnetización durante el modo de baja energía, que es particularmente importante cuando se usa un modo de ráfaga de baja energía, debido a que durante el intervalo de tiempo T1-T2, el circuito 22 de desmagnetización se operará por la señal Uc de onda cuadrada. El relé 25 entonces se encenderá y apagará con una frecuencia comparativamente alta, que desgastará al relé 25 y conducirá a pérdidas adicionales de energía en el modo de reposo. La presente invención no se limita a la modalidad como se muestra y describe con respecto a las figuras, y pueden llegar a ser posibles varias modificaciones para una persona experta en la técnica sin que se aparte del alcance de la invención. Por ejemplo, la invención es útil para todos los aparatos que comprenden un circuito de desmagnetización. Como las señales "altas" también se puede usar cualquier otra señal "habilitada" lógica. En la modalidad mostrada en la Figura 1, se proporciona aislamiento principal por el transformador Tr y el opto-acoplador 13. También son posibles otras modalidades sin el aislamiento principal, por ejemplo, dispositivos operados con batería.