TWI455087B - 低耗電顯示控制方法與相關顯示控制器 - Google Patents

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Description

低耗電顯示控制方法與相關顯示控制器
本發明有關於顯示控制方法與相關顯示控制器，特別是有關於一種低耗電顯示控制方法與相關顯示控制器。
第一圖顯示習知技藝之顯示器內部的顯示電路方塊圖100，包含電源電路110、縮放控制器120以及背光模組130，電源電路110經由交流電源112供電轉換成適當電壓114、116，而分別供電給背光模組130及縮放控制器120之運作。顯示電路方塊圖100可以應用於電腦監視器(monitor)、類比電視或者數位電視當中。在節能減碳的世界潮流中，眾廠商皆致力於顯示器於待機狀態下的耗電量之節省，習知技藝利用交流/直流轉換(AC/DC conversion)之電源電路110進行省電。
因此十分殷切需要發展出一套可以低成本實現的低耗電之顯示控制器與相關方法。
本發明提出一種顯示控制器，包括電壓偵測電路、低耗電控制電路、電源管理單元、選擇器、微控制器及晶體輸出入電路；電壓偵測電路偵測一感測訊號之電壓位準；低耗電控制電路耦接於電壓偵測電路，用以根據該電壓位準產生第一控制訊號，電壓偵測電路可以為類比數位轉換器或比較器；電源管理單元用以接收喚醒事件並用以產生第二控制訊號以回應於喚醒事件；選擇器耦接於低耗電控制電路及電源管理單元，用以二者擇一地輸出第一控制訊號及第二控制訊號，以控制一電源轉換控制器進行低耗電之省電模式或正常操作模式之運作，選擇器可以為多工器。當選擇器輸出第二控制訊號時，電源管理單元禁能低耗電控制電路、微控制器、晶體輸出入電路及DVI/HDMI時脈放大器，以降低可能的耗電。
本發明更提出一種低耗電顯示控制方法，用於一顯示控制器，包括：偵測一感測訊號以產生感測結果，舉例而言，利用類比數位轉換該感測訊號以產生感測結果，或者，藉由比較感測訊號與一預定電壓位準以產生感測結果；根據感測結果產生一控制訊號，舉例而言，利用通用型輸入輸出腳位產生控制訊號，以控制一電源轉換控制器進行低耗電之省電模式運作；當出現一喚醒事件，解主張控制訊號並禁能顯示控制器內相關之耗電的電路，舉例而言，禁能微控制器、晶體輸出入電路及DVI/HDMI時脈放大器；最後，喚醒顯示控制器回復到正常操作模式。
為了使　鈞局能更進一步瞭解本發明特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
第二圖顯示根據本發明具體實施例之極低耗電顯示控制電路300，交流電源302供應交流電壓給整流器310，例如80至220伏交流電壓；經過整流器310整流輸出直流電壓給偏壓電路320與變壓器(transformer)330，例如是120至375伏直流電壓，整流器310例如是全橋式整流器；經過偏壓電路320偏壓為直流電壓訊號VDDp供電給電源轉換控制器340運作，直流電壓訊號VDDp例如是20伏直流電壓，電源轉換控制器340為類比電路晶片，通常封裝為八個腳位，由於成本考量有腳位數量之限制。變壓器330利用線圈感應將其一次側之高壓電壓轉換成其他適當的電壓於二次側輸出，經由二極體D4、D5與電容器C2、C3而供其他電路運作，例如輸出直流電壓訊號VCC14V與VCC5V，分別提供14伏與5伏直流電壓，14伏直流電壓可供應背光模組之運作，例如冷陰極燈管或者發光二極體之背光模組之運作。直流電壓訊號VCC5V經過穩壓器350，例如低壓差線性穩壓器(low drop-out regulator，簡稱LDO)，穩壓輸出直流電壓訊號VDD3V3而供電給縮放控制器360之運作。縮放控制器360根據變壓器330二次側輸出之直流電壓訊號VCC5V上的電壓狀況控制電源轉換控制器340之運作，舉例而言，將直流電壓訊號VCC5V經過電阻R5、R6之感測訊號VCC5Vsense送進縮放控制器360之逐步逼近暫存器類比數位轉換器(successive approximation ADC，簡稱SAR ADC)偵測直流電壓訊號VCC5V上的電壓狀況，熟知此技藝人士可以了解逐步逼近暫存器類比數位轉換器是低成本可以實現的低速類比數位轉換器，或者，將感測訊號VCC5Vsense送進縮放控制器360之一比較器(未示出)與一參考電壓，例如4伏，偵測直流電壓訊號VCC5V上的電壓狀況；然後，縮放控制器360可利用通用型輸入輸出(general purpose I/O，簡稱GPIO)腳位經過光耦合元件(opto-coupler或稱photocoupler)370控制電源轉換控制器340之補償腳位COMP，回授控制電源轉換控制器340之開啟運作時機，達到極低耗電之目的。應注意到，熟知此技藝人士可以了解電源轉換控制器340為類比電路晶片，通常封裝為八個腳位，其中補償腳位COMP於電源轉換控制器340內部提供有電流源342，例如為200微安培(μA)之電流源。偏壓電路320包括電阻R11、R12、R13、二極體D21、D22、電晶體Q1、Q2、Q3。偏壓電路320利用電阻R11、R12、電晶體Q1路徑將高壓直流電壓偏壓為直流電壓訊號VDDp供電給電源轉換控制器340運作。
電源轉換控制器340利用電容器C1所儲存的電荷，於電晶體Q1關閉而停止供電時，可以短暫供應電源轉換控制器340之運作，但是，熟知此技藝人士可以了解電容器C1亦關係到電源啟動時，真正開始供應正常直流電壓運作所需要的時間，所以電容器C1也不能太大，例如為22微法拉(μF)。而縮放控制器360則可以利用電容器C2，於切斷電源時，可以短暫供應縮放控制器360之運作，典型地電容器C2相當大，例如為2000微法拉(μF)，應注意到電容器C2可提供的儲存電力遠較電容器C1大。
第二圖所顯示之極低耗電顯示控制電路300，在關閉系統電源後，利用電容器C2短暫供電於縮放控制器360之運作，經過穩壓器350穩壓輸出直流電壓訊號VDD3V3而供電給縮放控制器360之運作，只要直流電壓訊號VCC5V經過穩壓器350穩壓輸出之直流電壓訊號VDD3V3高於縮放控制器360之工作電壓之狀況下，皆可運作縮放控制器360，穩壓器350之耗電量極低，並使得直流電壓訊號VCC5V與直流電壓訊號VDD3V3間之電壓降LDODrop極小。假設縮放控制器360之工作電壓為3.3伏，經由電容器C2之逐漸放電，只要直流電壓訊號VCC5V超過(3.3伏+LDODrop)，皆可使縮放控制器360運作。
在關閉系統電源後，縮放控制器360利用GPIO腳位送出訊號AC_OFF將縮放控制器360之電壓狀態，經由電阻R4以及光耦合元件370反應給電源轉換控制器340端以汲取電流，電源轉換控制器340則利用補償腳位COMP使電流源342經由電阻R13、二極體D21、D22與電晶體Q3供應此電流，舉例而言，光耦合元件370之電流轉換比例(current transfer ration，簡稱CTR)為1：1，則光耦合元件370兩側所汲取之電流為1：1，訊號AC_OFF之主張(assertion)期間相關於直流電壓訊號VCC5V之位準。當電源轉換控制器340於補償腳位COMP感測到縮放控制器360之電壓低於一預定位準時，短暫驅動訊號DRV以打開電晶體Q4，短暫啟動變壓器330之一次側汲取外部電源，以對電容C1充電以及對變壓器330之二次側之大電容C2充電，以供下個循環期間縮放控制器360之運作。第二圖中箭頭方向標示出幾個電路分析中的主要電流流向，使得熟知此技藝人士可以更了解本實施例之運作。
對於電源轉換控制器340，當主張訊號AC_OFF時，例如為高位準，光耦合元件370產生耦合電流，經由節點A、二極體D21、D22與光耦合元件370汲取所需之耦合電流，使得電晶體Q3之基極電壓下降，導通電晶體Q3與二極體D21、D22，使得補償腳位COMP上電壓下降，關閉電晶體Q2，使得電晶體Q1之基極電位下降而關閉電晶體Q1；電晶體Q3具有電流放大之作用，可以加速電流源342之放電速度，如果電源轉換控制器340內之電流源342之電流能力低，則可以省掉電晶體Q3，直接靠二極體D22進行放電。另一方面，當解主張訊號AC_OFF時，例如為低位準，無感應電流產生，導通電晶體Q1而對電容C1充電，然後補償腳位COMP上電壓逐漸上升，導通電晶體Q2，使得電晶體Q1之基極接地而關閉電晶體Q1，使得電源轉換控制器340使用電容C1所儲存之電力，使得電容C1放電；因此，藉由訊號AC_OFF之主張與否控制電源轉換控制器340運作與否，以控制電容C1充電、放電循環運作。
第三圖顯示關於第二圖之極低耗電顯示控制電路300之主要波形圖，包括訊號AC_OFF、電壓訊號VDDp、訊號DRV、電壓訊號VCC5V、感測訊號VCC5Vsense之間的波形關係圖。配合第二圖之極低耗電顯示控制電路300進行說明，於此實施例中，訊號AC_OFF拉高之後，透過二極體D21、D22與光耦合元件370快速地強迫電源轉換控制器340內之電流源342放電拉低電位並關閉電晶體Q1，強迫切斷外部電源對電源轉換控制器340之供電，且電壓訊號VDDp被快速的拉低，持續維持在0伏一段相當長的時間，達到省電的目的。訊號AC_OFF拉低之後，開啟電晶體Q1，對電容C1充電，使得電壓訊號VDDp快速上升，到達最高的電壓後，例如20伏，補償腳位COMP上電壓上升到預定位準，電源轉換控制器340短暫地主張訊號DRV，例如由電源轉換控制器340內之脈波寬度調變(pulse width modulation，簡稱PWM)控制器短暫地產生高低位準寬度調變之訊號DRV，或者由脈波頻率調變(pulse frequency modulation，簡稱PFM)控制器產生頻率不同之訊號DRV，短暫地導通電晶體Q4，使得變壓器330之一次側短暫導通對電容C1充電以及對二次側的大電容C2充電，例如將電壓訊號VCC5V快速地拉升到5伏，其可藉由一比較器與一參考電壓比較達成，或者例如對二次側的大電容C2充電一預定期間；只要在電壓訊號VCC5V放電到預定電壓之前，縮放控制器360皆可正常運作監控感測訊號VCC5Vsense之變化，如此持續循環運作，舉例而言，只要確保整個過程當中電壓訊號VCC5V皆大於(3.3伏+電壓降LDODrop)，即可正常運作。感測訊號VCC5Vsense則顯示對應電壓訊號VCC5V的充放電變化。應注意到，電壓訊號VDDp持續維持在0伏一段相當長的時間，使得訊號DRV之驅動期間相隔很遠，可以完全隔絕外部電源之消耗，達到極低耗電之目的，經過電路模擬，總電力消耗約可達150毫瓦(mW)以下，而實際需要支出的額外成本甚低，兼顧成本與效能兩者之考量。本實施例中其他輔助元件之運作，例如熔絲F1、負溫係數電阻NTC、電阻R2、電容C4等等，可以為熟知此技藝人士所了解便不再贅述。
第四圖顯示根據本發明之另一具體實施例之極低耗電顯示控制電路400，相較於第二圖之實施例之差異在於偏壓電路420，利用電阻R18提供偏壓控制，並省略電晶體Q3，而最右端則顯示來自個人電腦的5伏訊號PC5V可以透過二極體D6耦接於電壓訊號VCC5V，對電容C2充電；而縮放控制器360也可被廣泛整合於顯示控制器(display controller)，應用於類比電視與數位電視，並不跳脫本發明之範疇。
第五圖顯示根據本發明之另一具體實施例之極低耗電顯示控制電路500，其主要係源自第二圖實施例之概念。類似的訊號亦採用前面訊號之標號，有助於了解本實施例之運作。主要差異在於電源轉換控制器540整合了第二圖中偏壓電路320之類似元件，而顯示控制器560直接偵側電壓訊號VDD3V3，節省逐步逼近暫存器類比數位轉換器或者比較器之腳位；或者，顯示控制器560可以偵側電壓訊號VCC5V之變化。舉例而言，在電壓訊號VCC5V高於3.3伏前，可由顯示控制器560利用GPIO腳位主張訊號AC_OFF，經由光耦合元件570、補償腳位COMP令電源轉換控制器540停止汲取外部電源；在電壓訊號VDD3V3快落到3.3伏前，由顯示控制器560解主張訊號AC_OFF，電源轉換控制器540藉由打開內部開關(未示出)經由高壓電源腳位HV由節點B短暫地汲取外部電源，使得電源轉換控制器540內部的受控電流源542，經由電壓訊號VDDp’對電容C1充電，短暫地驅動訊號DRV，啟動變壓器530之一次側，使得變壓器530對電容C1充電並經由二極體D5對二次側之大電容C2充電達一預定電壓或者充電一預定期間，亦即電壓轉換裝置531包括變壓器530及二極體D4、D5，以提供直流電壓輸出。電源轉換控制器540長時間地切斷外部電源，可以大幅降低耗電。箭頭方向標示出幾個電路分析中的主要電流流向，使得熟知此技藝人士可以更了解本實施例之運作。
根據以上諸多實施例之揭示，熟知此技藝人士可以做出許多可能變化，仍不跳脫本發明之範疇。舉例而言，顯示控制器560利用GPIO腳位控制訊號AC_OFF，經由電阻R4、光耦合元件570，回授控制補償腳位COMP，而控制電源轉換控制器540是否汲取外部電源，可以有其他變化之可能，舉例而言，可以修改光耦合元件570附近之電路，使得訊號AC_OFF之高低位準相對於電源轉換控制器540之運作相反；或者，搭配輔助電路使得GPIO腳位間接控制光耦合元件570汲取電流之運作；或者，以上諸多實施例係由GPIO腳位輸出控制訊號AC_OFF之位準，藉由修改光耦合元件570附近之電路，可使得GPIO腳位為輸入方式運作，如第六圖所示，光耦合元件570經由電阻R72耦接於顯示控制器560之GPIO腳位，經由電晶體Q8控制是否導通放電，當控制訊號CTRL被主張，導通電晶體Q8，於訊號COMP引發電源轉換控制器540類似前述實施例之運作。
第七圖顯示根據本發明之具體實施例之極低耗電顯示控制方法之流程圖。於步驟702，感測變壓器二次側之直流電壓位準，舉例而言，可以感測第二圖中訊號VCC5V之變化，或者直接感測訊號VDD3V3之變化，舉例而言，確保訊號VDD3V3皆高於3.3伏；於步驟704，顯示控制器藉由GPIO腳位導通光耦合元件，控制電源轉換控制器之補償腳位，而關閉電源轉換控制器之運作，舉例而言，如第五圖所示，顯示控制器560可藉由GPIO腳位主張訊號AC_OFF增加光耦合元件570之耦合電流之大小，而關閉電源轉換控制器540之運作，或者，如第六圖所示，光耦合元件570耦接於顯示控制器560之GPIO腳位，藉由電晶體Q8形成放電路徑，而關閉電源轉換控制器540之運作；於步驟706，當直流電壓位準下降到達一預定位準時，經由GPIO腳位降低光耦合元件之耦合電流之大小，控制電源轉換控制器之補償腳位，而啟動電源轉換控制器之運作；於步驟708，短暫導通變壓器之一次側，對第一電容與第二電容短暫充電，舉例而言，如第五圖所示，藉由脈波寬度調變或者脈波頻率調變控制電晶體Q4之閘極，使得變壓器530對第一電容C1與二次側之第二電容C2充電。
第八圖顯示根據本發明之一具體實施例之極低耗電電源轉換控制器800，具有HV、VDDp、DRV、CS、COMP及GND等腳位，當應用到第五圖之實施例運作，第八圖各腳位外部電路之運作如前述實施例所述。極低耗電電源轉換控制器800包含比較器810、820、遲滯比較器830、振盪器840、電流源842、電壓調節器850、正反器860、及閘870、872、緩衝器880、控制電路890、電阻R80、R82、齊鈉二極體D80。
第九圖顯示第八圖中極低耗電電源轉換控制器800運作之主要訊號波形圖，V(VDDp)、V(COMP)、I(HV)、I(VDDp)、V(DRV)、5V訊號分別代表VDDp腳位之電壓訊號、COMP腳位上之電壓訊號、HV腳位之電流大小、VDDp腳位之電流大小、DRV腳位之電壓訊號、5V電壓訊號。電源轉換控制器800剛啟動時，HV腳位經由電流源842對VDDp腳位外之電容(未示出)充電，當電位逐漸升高到遲滯比較器830之正端輸入電壓高於第一遲滯參考電壓VDDH，遲滯比較器830之輸出位準為高，使得及閘870之輸出為高，致能電壓調節器850輸出工作電壓於訊號852供電源轉換控制器800內部之運作；而且，遲滯比較器830之輸出高位準經由或閘892與反相器894，關閉電流源842，終止HV腳位從外部汲取電流，此或閘892與反相器894控制路徑保證只要遲滯比較器830之輸出高位準會關閉電流源842阻絕外部之耗電。振盪器840產生一方波訊號輸出給SR正反器860之S輸入端，而SR正反器860之R輸入端一開始為低位準，Q輸出端轉為高位準，當DRV腳位上被拉高位準，外部連接的電晶體(未示出)會被導通，電流感測(CS)腳位也會因此跟著被拉高位準，經過比較器810，SR正反器860之R輸入端會轉變為高位準，當SR正反器860下一次接受觸發時，SR正反器860之S輸入端與R輸入端分別為低位準與高位準，觸發後，Q輸出端轉為低位準，也就是說，此電路之運作，S輸入端與R輸入端之輸入位準於觸發時剛好都反相，以產生脈波寬度調變訊號於DRV腳位上。舉例而言，方波訊號為1MHz之方波訊號，降低極低耗電電源轉換控制器800於待機模式下的功耗，透過及閘872與緩衝器880將方波訊號於DRV腳位上輸出。接著，VDDp腳位外之電容(未示出)將所儲存的電力緩慢釋出，直到遲滯比較器830之正端輸入電壓到達第二遲滯參考電壓VDDL，使得遲滯比較器830之輸出位準由高轉低，使得及閘870之輸出為低，及閘872之輸出為低，DRV腳位之輸出為低，關閉連接於其上的外部電晶體(未示出)而關閉外部變壓器(未示出)之一次側，如第九圖所示，I(HV)訊號一開始汲取充電電流Icharge，於V(VDDp)從電壓VDDH到電壓VDDL，I(HV)訊號(從外部電源)消耗電流驟降為Ihv_off。I(VDDp)對應釋放出來的電流為Istartup與Iop，電流Iop供應電源轉換控制器800驅動DRV腳位上的方波訊號。
接著，外部變壓器之一次側導通過後，二次側的顯示控制器(未示出)方獲得電力而可以運作，可以控制V(COMP)訊號。藉由前述實施例揭露的COMP腳位之控制，經由控制COMP腳位上的補償訊號，可以讓產生脈波寬度調變訊號的時間間隔拉長、產生的真正時間長度也縮短，但是仍讓電源轉換控制器800完全受監控的方式下運作，不致於讓整個系統失控無法喚醒。
當V(COMP)訊號之電壓拉低，強迫關閉振盪器840之運作，或者，回應於V(COMP)訊號之電位高低而調變振盪器840之輸出頻率之高低，舉例而言，V(COMP)訊號之電位高則輸出頻率變高，V(COMP)訊號之電位低則輸出頻率變低，或反向運作，因此V(COMP)訊號之電位高低可以影響電源轉換控制器800之耗電量；而且控制比較器820將正端電壓與回授參考電壓Voff比較後，低位準輸出於回授控制訊號822，使得及閘870之輸出為低位準，禁能電壓調節器850之運作，關閉電源轉換控制器800之內部電力供應，使得電源轉換控制器800進入極低耗電模式，電流I(VDDp)瞬間降低至Ioff，較佳地電流Ioff小於電流0.1*Iop，或者更低，V(VDDp)電位的下降速度變的十分緩慢，也就是V(VDDp)電位下降斜率變小，而且藉由控制V(COMP)訊號可以大幅拉長下次開始對外部電容充電的時間，降低整個系統之耗電；應注意到，拉低V(COMP)訊號可以使得低位準輸出於回授控制訊號822經由反相器896與或閘892強迫關閉電流源842，終止HV腳位從外部汲取電流，因為此時遲滯比較器830之輸出正處於高位準，已經關閉電流源842之運作。也就是說，簡單的控制電路890包含或閘892以及反相器894、896可以適時控制電流源842啟動與關閉的時機。
再回到第八圖中，當停止拉低V(COMP)訊號之動作，也就是當控制COMP腳位上的電壓高過回授參考電壓Voff後，回授控制訊號822位準為高，電流I(VDDp)恢復為Iop，外部大電容(未示出)再次恢復供應電源轉換控制器800之運作電力，電源轉換控制器800正常運作到V(VDDp)電壓為VDDL，此時，遲滯比較器830之正端輸入電壓到達第二遲滯參考電壓VDDL，才使得遲滯比較器830之輸出位準由高轉低，使得及閘870之輸出為低，及閘872之輸出為低，DRV腳位之輸出轉為低位準。
然後，HV腳位經由電流源842對腳位VDDp外之電容(未示出)短暫充電之後，V(VDDp)電位從VDDL充電到VDDH，電流I(VDDp)開始進行放電如此循環運作。而COMP腳位可以先經過增益放大器811，例如增益1/2之增益調整，此增益調整可以依照實際電路設計而調整，進入比較器810之比較後，控制SR正反器860之R輸入端，1伏特(V)只是例示比較器810進行比較電壓的範圍，於此實施例中，比較器810將CS腳位電壓與COMP電壓與1V電壓兩個位準範圍內進行比較，熟知此技術之人士當可作出可能的電路更改變化。
第十圖顯示根據本發明之一具體實施例之極低耗電之電源轉換方法流程圖，於步驟1020，導通一電流源達第一預定期間，例如充電到達電壓VDDH；於步驟1030，致能一電源轉換控制器內之電壓調節器達第二預定期間，並於第二預定期間產生驅動訊號，例如為脈波寬度調變訊號或者脈波頻率調變訊號；於步驟1040，主張(assert)回授控制訊號，例如為第八圖中之回授控制訊號822，禁能電壓調節器，使得電源轉換控制器進入一極低耗電模式，較佳地，極低耗電模式下所消耗的電流低於正常運作之電流大小之十分之一，或者更低，較佳地，主張回授控制訊號亦可強迫關閉電流源；於步驟1060，然後解主張回授控制訊號讓電源轉換控制器恢復正常運作到達外部電容放電到電壓VDDL，也就是運作達第三預定期間，控制外部電容從電壓VDDL充電到電壓VDDH。
請再度參考第四圖中極低耗電顯示控制電路400之運作，在電壓訊號VCC5V快落到3.3伏前，由縮放控制器360解主張訊號AC_OFF，縮放控制器360短暫地汲取外部電源。當縮放控制器360偵測到喚醒事件，縮放控制器360會從極低耗電模式回復到正常操作模式，此時，縮放控制器360會激勵石英振盪器並啟動內部的微控制器，因此會突然增加耗電量，造成一個短暫的耗電突波(power surge)，如果此時電壓訊號VCC5V剛好落到3.3伏，有可能造成整個電路的誤動作。
第十一圖顯示根據本發明之一具體實施例之顯示控制器1100，主要包括電源管理單元1120、低耗電控制電路1130、微控制器1150、晶體輸出入(crystal I/O)電路1160、多工器1170及顯示控制器1100內部其他相關耗電的電路1140。低耗電控制電路1130可以經由電壓偵測電路1132偵測感測訊號VCC5Vsense，以進行前述實施例對電源轉換控制器1102進行低耗電之省電模式運作，舉例而言，藉由GPIO腳位產生訊號AC_OFF，以令電源轉換控制器1102進行低耗電之省電模式運作，而電壓偵測電路1132可以是逐步逼近暫存器類比數位轉換器(successive approximation ADC，簡稱SAR ADC)或者比較器。於此實施例中，當電源管理單元1120偵測到喚醒事件，先經由訊號1122控制多工器1170，將其兩個輸入端選擇來自電源管理單元1120之輸出訊號，此時，電源管理單元1120解主張訊號AC_OFF，使得電源轉換控制器1102率先回復到正常操作模式；然後，電源管理單元1120經由訊號1124禁能低耗電控制電路1130，並經由訊號1126關閉內部其他相關耗電的電路1140，舉例而言，可以關閉數位視訊介面(Digital Visual Interface，DVI)時脈放大器或者高解析多媒體影音介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)時脈放大器等等相關電路。由於電源轉換控制器1102進入正常操作模式，感測訊號VCC5Vsense會逐漸震盪回升，顯示控制器1100偵測感測訊號VCC5Vsense到達預定位準，或者充電達一預定期間後，電源管理單元1120經由訊號1128與1126將微控制器1150、晶體輸出入電路1160及內部其他相關耗電的電路1140喚醒進行運作，晶體輸出入電路1160可以耦接到外部的石英振盪器，啟動晶體輸出入電路1160方可以正式啟動石英振盪器之振盪運作，使得顯示控制器1100回復到正常操作模式。根據此實施例之揭露，可以將顯示控制器1100施用於第四圖之縮放控制器360。
第十二圖顯示根據本發明之一具體實施例之感測訊號VCC5Vsense波形圖，第十一圖中顯示控制器1100偵測感測訊號VCC5Vsense到達預定位準VPD 後，電源管理單元1120經由訊號1128與1126將微控制器1150、晶體輸出入電路1160及內部其他相關耗電的電路1140喚醒進行運作，使得顯示控制器1100回復到正常操作模式。
第十三圖顯示根據本發明之一具體實施例之低耗電顯示控制方法流程圖，應用於一顯示控制器內，於步驟1320，偵測感測訊號VCC5Vsense產生一感測結果，根據感測結果產生一控制訊號AC_OFF以控制電源轉換控制器進行低耗電之省電模式運作，舉例而言，藉由GPIO腳位產生控制訊號AC_OFF，以令電源轉換控制器進行低耗電之省電模式運作，舉例而言，可以利用類比數位轉換該感測訊號以產生該感測結果，或者，比較感測訊號VCC5Vsense與一預定電壓位準以產生感測結果；於步驟1340，當出現喚醒事件，解主張控制訊號AC_OFF，使得電源轉換控制器率先回復到正常操作模式；於步驟1360，關閉顯示控制器內相關會耗電的電路；於步驟1380，偵測感測訊號VCC5Vsense是否到達預定位準，或者充電達一預定期間後，將顯示控制器內微控制器、晶體輸出入電路及內部其他相關耗電電路喚醒進行運作，使得顯示控制器回復到正常操作模式。
綜上所述，本發明揭示一種顯示控制器，包括電壓偵測電路、低耗電控制電路、電源管理單元、選擇器、微控制器及晶體輸出入電路；電壓偵測電路偵測一感測訊號之電壓位準；低耗電控制電路耦接於電壓偵測電路，用以根據該電壓位準產生第一控制訊號，電壓偵測電路可以為類比數位轉換器或比較器；電源管理單元用以接收喚醒事件並用以產生第二控制訊號以回應於喚醒事件；選擇器耦接於低耗電控制電路及電源管理單元，用以二者擇一地輸出第一控制訊號及第二控制訊號，以控制一電源轉換控制器進行低耗電之省電模式或正常操作模式之運作，選擇器可以為多工器。當選擇器輸出第二控制訊號時，電源管理單元禁能低耗電控制電路、微控制器、晶體輸出入電路及DVI/HDMI時脈放大器，以降低可能的耗電。
本發明更揭示一種低耗電顯示控制方法，用於一顯示控制器，包括：偵測一感測訊號以產生感測結果，舉例而言，利用類比數位轉換該感測訊號以產生感測結果，或者，藉由比較感測訊號與一預定電壓位準以產生感測結果；根據感測結果產生一控制訊號，舉例而言，利用通用型輸入輸出腳位產生控制訊號，以控制一電源轉換控制器進行低耗電之省電模式運作；當出現一喚醒事件，解主張控制訊號並禁能顯示控制器內相關之耗電的電路，舉例而言，禁能微控制器、晶體輸出入電路及DVI/HDMI時脈放大器；最後，喚醒顯示控制器回復到正常操作模式。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
 本案圖式中所包含之各元件列示如下：
100．．．顯示電路方塊圖
112．．．交流電源
110．．．電源電路
114、116．．．電壓訊號
120．．．縮放控制器
130．．．背光模組
300、400、500‧‧‧顯示控制電路
302‧‧‧交流電源
310‧‧‧整流器
320、420‧‧‧偏壓電路
330、530‧‧‧變壓器
531‧‧‧電壓轉換裝置
340、540、800‧‧‧電源轉換控制器
342、542、842‧‧‧電流源
350、550‧‧‧穩壓器
360‧‧‧縮放控制器
370、570‧‧‧光耦合元件
560‧‧‧顯示控制器
810、820‧‧‧比較器
830‧‧‧遲滯比較器
812、822、852‧‧‧訊號
811‧‧‧增益放大器
840‧‧‧振盪器
850‧‧‧電壓調節器
860‧‧‧正反器
870、872‧‧‧及閘
880‧‧‧緩衝器
890‧‧‧控制電路
892‧‧‧或閘
894、896‧‧‧反相器
1100‧‧‧顯示控制器
1102‧‧‧電源轉換控制器
1120‧‧‧電源管理單元
1130‧‧‧低耗電控制電路
1132‧‧‧電壓偵測電路
1140‧‧‧內部其他相關耗電的電路
1150‧‧‧微控制器
1160‧‧‧晶體輸出入電路
1170‧‧‧多工器
1122、1124、1126、1128‧‧‧訊號
F1‧‧‧熔絲
A、B‧‧‧節點
NTC‧‧‧電阻
VDDp、VCC14V、VCC5V、VDD3V3、VCC5Vsense、COMP、HV、AC_OFF、DRV‧‧‧訊號
R11、R12、R13、R2、R4、R5、R6、R18、R72、R80、R82‧‧‧電阻
D1、D21、D22、D3、D4、D5、D6、D80‧‧‧二極體
Q1、Q2、Q3、Q4、Q8‧‧‧電晶體
C1、C2、C3、C4‧‧‧電容
本案得藉由下列圖式及說明，俾得更深入之了解：
第一圖顯示習知技藝之顯示器內部的顯示電路方塊圖。
第二圖顯示根據本發明具體實施例之極低耗電顯示控制電路。
第三圖顯示相關於第二圖實施例之主要波形圖。
第四圖顯示根據本發明另一具體實施例之極低耗電顯示控制電路。
第五圖顯示根據本發明另一具體實施例之極低耗電顯示控制電路。
第六圖顯示根據本發明另一具體實施例之極低耗電顯示控制電路。
第七圖顯示根據本發明之具體實施例之極低耗電顯示控制方法之流程圖。
第八圖顯示根據本發明之一具體實施例之極低耗電電源轉換控制器。
第九圖顯示第八圖中極低耗電電源轉換控制器運作之主要訊號波形圖。
第十圖顯示根據本發明之一具體實施例之極低耗電之電源轉換方法流程圖。
第十一圖顯示根據本發明之一具體實施例之顯示控制器。
第十二圖顯示根據本發明之一具體實施例之感測訊號VCC5Vsense波形圖。
第十三圖顯示根據本發明之一具體實施例之低耗電顯示控制方法流程圖。
1100．．．顯示控制器
1102．．．電源轉換控制器
1120．．．電源管理單元
1122、1124、1126、1128．．．訊號
1130．．．低耗電控制電路
1132．．．電壓偵測電路
1140．．．內部其他相關耗電的電路
1150．．．微控制器
1160．．．晶體輸出入電路
1170．．．多工器

Claims (18)

  1. 一種顯示控制器，包括：一電壓偵測電路，用以偵測於一變壓器二次側所輸出的一感測訊號之電壓位準，並且該感測信號更供電至該顯示控制器；一低耗電控制電路，耦接於該電壓偵測電路，用以根據該感測信號的電壓位準產生一第一控制訊號；一電源管理單元，用以接收一喚醒事件並用以產生一第二控制訊號以回應於該喚醒事件；一選擇器，耦接於該低耗電控制電路及該電源管理單元，用以二者擇一地輸出該第一控制訊號及該第二控制訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示控制器，更包含一微控制器以及一晶體輸出入電路。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示控制器，其中當該選擇器輸出該第二控制訊號時，該電源管理單元禁能該低耗電控制電路、該微控制器及該晶體輸出入電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示控制器，更包含一數位視訊介面(Digital Visual Interface，DVI)時脈放大器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的顯示控制器，其中當該選擇器輸出該第二控制訊號時，該電源管理單元禁能該數位視訊介面時脈放大器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示控制器，更包含一高解析多媒體影音介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)時脈放大器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示控制器，其中當該選擇器輸出該第二控制訊號時，該電源管理單元禁能該高解析多媒體影音介面時脈放大器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示控制器，其中該選擇器係為一多工器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的顯示控制器，其中該選擇器二者擇一地輸出該第一控制訊號及該第二控制訊號，以控制一電源轉換控制器進行一低耗電之省電模式或一正常操作模式之運作。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的顯示控制器，其中該電壓偵測電路係為一類比數位轉換器或一比較器。
  11. 一種低耗電顯示控制方法，用於一顯示控制器，包括：利用一變壓器，由一次側接收一第一電壓，並由一二次側輸出轉換後的一第二電壓；偵測相關於該第二電壓的一感測訊號以產生一感測結果，並且該感測信號係供電至該顯示控制器；根據該感測結果產生一控制訊號，以控制一電源轉換控制器使得該顯示控制器進行一低耗電之省電模式運作；當出現一喚醒事件，解主張該控制訊號並禁能該顯示控制器內相關之耗電的電路；以及喚醒該顯示控制器回復到一正常操作模式。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該產生該控制訊號步驟係利用一通用型輸入輸出腳位產生該控制訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該偵測步驟係類比數位轉換該感測訊號以產生該感測結果。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該偵測步驟係比較該感測訊號與一預定電壓位準以產生該感測結果。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該喚醒步驟係當該感測訊號到達一預定電壓位準時，喚醒該顯示控制器回復到該正常操作模式。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該解主張步驟係禁能該顯示控制器內一微控制器以及一晶體輸出入電路。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該解主張步驟係禁能該顯示控制器內一數位視訊介面時脈放大器。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的控制方法，其中該解主張步驟係禁能一高解析多媒體影音介面時脈放大器。
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