TWM654579U - 用於顯示器之附加式節能控制器 - Google Patents
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Abstract
本新型提供一種用於顯示器之附加式節能控制器,附加式節能控制器,包含:第一負載開關,適於耦接於一外部電源;第二負載開關,適於耦接於外部電源及顯示器;訊號輸入埠,耦接於第一負載開關,並適於耦接於外部訊號源;訊號輸出埠,適於耦接於顯示器;切換單元,耦接於訊號輸入埠及訊號輸出埠,切換單元配置為接收來自外部訊號源的影像訊號,並根據通道選擇訊號來將影像訊號傳輸至第一通道或第二通道;以及微控制單元,耦接於第一負載開關、第二負載開關及切換單元,微控制單元配置為接收來自第一通道的影像訊號,並根據影像訊號中的一訊號特徵來輸出通道選擇訊號。訊號輸入埠適於接收訊號電壓源並賦能第一負載開關,進而啟動微控制單元。微控制單元適於接收具有訊號特徵的影像訊號,進而賦能第二負載開關以使顯示器導通至外部電源,並將影像訊號傳輸至訊號輸出埠並傳輸至顯示器。附加式節能控制器適用於安裝於顯示器,並適用在不改變任何既有顯示器本身的架構下,提供較顯示器本身待機能耗更低的待機能耗。
Description
本新型提供一種節能控制器,特別是一種用於顯示器之附加式節能控制器。
隨著世界各國推動碳循環永續平衡的發展,多數機構或已開發國家訂定之能源計畫與規範日趨嚴格,諸如歐盟能效規範等。
其中,在顯示器的能耗領域,針對顯示器工作時的節能以及待機時的節能,均具有不同的能耗要求及不同的法規範,例如歐盟的ErP及美國的Energy Star均有類似規定。
以歐盟規範為例,在ErP(EU)2023/826中要求在設備待機的情況下,其待機能耗不得超過0.5W。然而,這樣需在1W以下的待機能耗規範對顯示器而言是非常困難的,原因在於在顯示器能夠隨插即用,即插上、輸入訊號源即能直接開始使用的情況下,勢必需要部份元件持續作動以達成待機時仍能隨插即用的功能。一般的顯示器為維持此功能,待機時均需1W~2W之能耗。
為了解決此能耗問題以符合國際上日益嚴格的能效要求,一種方法是從產品製造端重新設計新的晶片,進而在新的顯示器產品中針對待機功耗做進一步的調整與改進。
然而,從產品端重新設計晶片、重新配置新的電路板,即意味著需要在全新的產品中才能解決這個待機能耗的問題。若要運用於現有產品,重新設計電源供應相關晶片後,至少需要更換整塊相關的電路板,以及需重新設計、更換周遭元件以調整周邊IC及電路對此新晶片的配套措施。由此可見,設計新的IC或晶片的方式難以適用於所有既存的大量顯示器產品,原先既存的顯示器產品也難以符合最新的待機能效規範。
因此,為了讓原先既存的顯示器產品都仍能繼續使用,並符合最新的各式能效規範要求,如何提供一種適用於既存的顯示器產品,包括不論新型、舊型、老式顯示器,都能符合待機時的最低能效之附加式節能控制器,則至關重要。
有鑑於此,本新型提供一種用於顯示器之新穎的附加式節能控制器,能以外掛附加的方式降低顯示器的待機功率,以有效解決既有顯示器的待機能耗問題。
本新型之一態樣提供一種用於顯示器之附加式節能控制器,包含:一第一負載開關,適於耦接於一外部電源;一第二負載開關,適於耦接於外部電源及一顯示器;一訊號輸入埠,耦接於第一負載開關,並適於耦接於一外部訊號源;一訊號輸出埠,適於耦接於顯示器;一切換單元,耦接於訊號輸入埠及訊號輸出埠,切換單元配置為接收來自外部訊號源的一影像訊號,並根據一通道選擇訊號來將影像訊號傳輸至一第一通道或一第二通道;以及一微控制單元,耦接於第一負載開關、第二負載開關及切換單元,微控制單元配置為接收來自第一通道的影像訊號,並根據影像訊號中的一訊號特徵來輸出通道選
擇訊號。其中,切換單元預設將影像訊號透過第一通道傳輸至微控制單元。其中,訊號輸入埠適於接收一訊號電壓源並賦能第一負載開關,進而啟動微控制單元。並且其中,微控制單元適於接收具有訊號特徵的影像訊號,進而賦能第二負載開關以使顯示器導通至外部電源,並且輸出通道選擇訊號以使切換單元將影像訊號切換至第二通道以將影像訊號傳輸至訊號輸出埠並傳輸至顯示器。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,當訊號輸入埠耦接於外部訊號源時,訊號輸入埠接收訊號電壓源以及影像訊號,並透過訊號電壓源來賦能第一負載開關,進而透過第一負載開關來啟動微控制單元,並將影像訊號透過切換單元傳輸至微控制單元。並且其中,當微控制單元接收到具有訊號特徵的影像訊號時,微控制單元賦能第二負載開關以使顯示器導通至外部電源,並且輸出通道選擇訊號以使切換單元將影像訊號切換至第二通道以將影像訊號傳輸至訊號輸出埠並傳輸至顯示器。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,訊號特徵為週期性特徵,微控制單元適於辨別訊號特徵之存在。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制器,還包含一比較器,耦接於切換單元及微控制單元之間,比較器配置為輸出影像訊號中的訊號特徵。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,微控制單元為8位元微控制器。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,訊號輸入埠及訊號輸出埠適於符合選自以下任一協定之規格:高解析度多媒體介面(HDMI)、數位視訊介面(DVI)或視訊圖形陣列(VGA)。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,訊號輸入埠及訊號輸出埠之間,還包括一訊號電壓源通道以及一訊號資訊通道。
本新型之一態樣提供一種用於顯示器之附加式節能控制方法,適於由如前所述之附加式節能控制器所執行,附加式節能控制方法包含:根據外部訊號源之存在,賦能第一負載開關;啟動微控制單元;控制切換單元將影像訊號傳輸至微控制單元;確定影像訊號中訊號特徵存在;根據訊號特徵的存在,賦能第二負載開關;將顯示器導通至外部電源;以及根據訊號特徵的存在,控制切換單元將影像訊號傳輸至顯示器。
如前所述之用於顯示器之附加式節能控制方法,還包含:根據外部訊號源之消失,去能第一負載開關;關閉微控制單元;去能第二負載開關;以及將顯示器與外部電源斷開。
藉由本新型之用於顯示器之附加式節能控制器,透過外部訊號源耦接於訊號輸入埠,以外部訊號源本身既有的訊號電壓源作為第一負載開關的開關,並藉以啟動微控制單元進行是否具有真正影像訊號的判斷。當辨識到真正影像訊號中的訊號特徵時,才透過微控制單元開啟第二負載開關進而將外部電源與顯示器導通,以對原先既有架構的顯示器通電,並將影像訊號傳輸至顯示器,以使顯示器進入工作狀態。藉此,透過第一負載開關的設置,在未接上外部訊號源或未有外部訊號源輸入時,能使顯示器與外部電源之間完全斷開,並且不具有任何的主動式元件持續監控識別影像訊號,因此達成在顯示器待機狀態時能耗近乎於零的功效。此外,即使在接上外部訊號源或有外部訊號源輸入時,透過微控制單元辨識影像訊號中的訊號特徵,得以判斷是否有真正的影像訊號輸入來決定是否導通顯示器與外部電源,藉此,透過簡易的微控制
單元辨識簡易的訊號特徵,亦能在只需微控制單元本身單一元件的低功耗情況下,維持顯示器本身與外部電源斷開之待機狀態,進而在既有的顯示器架構下,透過外加的附加式節能控制器,達成較原顯示器更低的待機能耗之功效。
100:附加式節能控制器
110:第一負載開關
120:第二負載開關
130:切換單元
140:微控制單元
150:比較器
160:訊號輸入埠
170:訊號輸出埠
900:顯示器
910:影像SoC
921:DC/DC轉換器1.0V
922:DC/DC轉換器2.5V
923:DC/DC轉換器3.3V
930:背光模組DC/DC轉換器
CH1:第一通道
CH2:第二通道
CHSL:通道選擇訊號
EN:致能訊號
Sin:外部訊號源
SVS:訊號電壓源
Vin:外部電源
VS:影像訊號
S510~S590:步驟
S610~S660:步驟
圖1顯示先前技術之既存顯示器之供電架構的方塊示意圖;圖2A顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制器的架構方塊示意圖;圖2B顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制器的架構方塊示意圖;圖3顯示本新型一實施例中影像訊號的示意圖;圖4顯示本新型一實施例中比較器及影像訊號之訊號特徵的示意圖;圖5顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制方法的流程示意圖;圖6顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制方法的流程示意圖。
為詳細說明本新型的技術內容,以下結合實施方式並配合附圖作進一步說明。需注意的是,在本文的內容中,諸如「第一」、「第二」及「第三」等用語係用於區分元件之間的不同,而非用於限制元件本身或表示元
件的特定排序。此外,在本文的內容中,在未特別指出具體數量的情況下,冠詞「一」係指一個元件或多於一個元件。
為充分瞭解本新型之目的、特徵及功效,茲藉由下述具體之實施例,並配合所附之圖式,以對本新型做詳細說明如後。
圖1顯示先前技術中既存的顯示器之供電架構的方塊示意圖。一般的顯示器900為了在待機狀態時隨時能夠接收輸入的外部訊號源Sin,例如HDMI等影音多媒體訊號,大多設有影像SoC 910作為其主動元件以隨時偵測、辨識輸入的外部訊號,且高規格的SoC時常具有多組電源的需求,例如3.3V、2.5V、1.0V等不同輸入電壓,因此需要不同的多組DC/DC轉換器,例如圖1中所示的DC/DC轉換器1.0V 921、DC/DC轉換器2.5V 922、DC/DC轉換器3.3V 923等,以提供影像SoC 910不同的電輸入,而這些轉換器都會產生基礎的待機能耗。此外,一般顯示器的外部電源Vin之輸入還會供應於例如LED背光模組之背光模組DC/DC轉換器930。這些主動元件使得一般現有的顯示器,在待機狀態時,均需持續耗損至少約1W~2W的待機能耗,高規格的SoC之待機能耗更可來到5W~6W,若是有顯示狀態或與網路互連的裝置,則可能耗損更高的待機能耗。因此,既存的顯示器難以將待機能耗降至1W以下,故難以達到最新的待機節能需求,例如歐盟規費之能效六標準等等。
圖2A顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制器的架構方塊示意圖。圖2B顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制器的架構方塊示意圖。用於顯示器之附加式節能控制器100包含第一負載開關110、第二負載開關120、訊號輸入埠160、訊號輸出埠170、切換單元130、微控制單元140,並可進一步如圖2B所示包含比較器150。附加式節能控制器100
連接於外部電源Vin、外部訊號源Sin、顯示器900的電源端及訊號輸入端。附加式節能控制器100可以是一個由外殼包起來的控制器,也可以是一個電路板,或是其他電連接、耦接於外部電源Vin、外部訊號源Sin及顯示器900的附加節能模組。外部電源Vin包含但不限於市電、UPS、發電機、再生能源等電力供應方式。外部訊號源Sin包含但不限於符合選自以下任一協定之規格:高解析度多媒體介面(HDMI)、數位視訊介面(DVI)或視訊圖形陣列(VGA)等適於顯示器接收之影像、影音、多媒體訊號。外部訊號源Sin的來源可以例如為電腦、行動裝置、媒體播放器、遊戲機、伺服器等。
第一負載開關110適於耦接於外部電源Vin。第二負載開關120適於耦接於外部電源Vin及顯示器900,以作為顯示器900與外部電源Vin導通與否之開關。第一負載開關110及第二負載開關120例如可為電晶體等可由電訊號控制其另外兩端是否導通的電子元件。
訊號輸入埠160耦接於第一負載開關110,並適於耦接於外部訊號源Sin。訊號輸出埠170適於耦接於顯示器900。訊號輸入埠160及訊號輸出埠170作為附加式節能控制器100的訊號輸入與輸出端子。訊號輸入埠160及訊號輸出埠170適於符合選自以下任一協定之規格:高解析度多媒體介面(HDMI)、數位視訊介面(DVI)或視訊圖形陣列(VGA)。
切換單元130耦接於訊號輸入埠160及訊號輸出埠170,切換單元130配置為接收來自外部訊號源Sin的影像訊號VS,並根據通道選擇訊號CHSL來將影像訊號VS傳輸至第一通道CH1或第二通道CH2。切換單元130可以例如為1:2 switch(交換器),透過通道選擇訊號例如輸入H/L(高/低位準)以切換其輸出通道。
微控制單元140耦接於第一負載開關110、第二負載開關120及切換單元130,微控制單元140配置為接收來自第一通道CH1的影像訊號VS,並根據影像訊號VS中的訊號特徵來輸出通道選擇訊號CHSL。微控制單元140例如可為MCU(microcontroller unit),具體可為8bit MCU(8位元微控制器),並其工作採樣頻率為128kHz,使此微控制單元140的工作耗電功率可在0.1W以下。
其中,切換單元130預設將影像訊號VS透過第一通道CH1傳輸至微控制單元140。此處所稱預設係指在未有通道選擇訊號CHSL指定的情況下,影像訊號VS會傳輸至第一通道CH1,亦可以為微控制單元140在初始啟動時,傳送選擇第一通道CH1的通道選擇訊號CHSL。
其中,訊號輸入埠160適於接收外部訊號源Sin中的訊號電壓源SVS並以此作為致能訊號EN以賦能第一負載開關110,使第一負載開關110將微控制單元140與外部電源Vin導通,進而啟動微控制單元140。並且其中,微控制單元140適於接收來自切換單元130透過第一通道CH1傳輸的影像訊號VS,微控制單元140配置為辨識影像訊號VS中是否具有訊號特徵,例如週期性的訊號特徵。當微控制單元140辨識出影像訊號VS具有訊號特徵時,進一步產生致能訊號EN以賦能第二負載開關120,以使第二負載開關120開啟而將顯示器900導通至外部電源Vin,使顯示器900接收到外部電源Vin提供之電力。微控制單元140並輸出指示切換單元130切換至第二通道CH2的通道選擇訊號CHSL,以使切換單元130將影像訊號VS切換傳輸至第二通道CH2以將影像訊號VS傳輸至訊號輸出埠170並傳輸至顯示器900。其中,訊號電壓源SVS例如為VESA顯示器規範的5V電壓源,諸如HDMI、DVI、VGA規格均具有此5V之電壓輸出。於一實施例中,訊號輸入埠160及訊號輸出埠170之間還具有訊號電壓源通道(圖未
示)以及訊號資訊通道(圖未示),訊號電壓源通道即為供訊號電壓源SVS傳輸例如HDMI 5V,訊號資訊通道即為例如通道I2C通道,以提供顯示器900的EEPROM(電子式可抹除可程式化唯獨記憶體)能夠接收並辨識EDID(擴充顯示器識別資料),以作為顯示器900與外部訊號源Sin之裝置之間的資訊交換,並符合VESA規範,然此時顯示器900本身並不用上電。
於一實施例中,當訊號輸入埠160耦接於外部訊號源Sin時,即外部訊號的插頭接上訊號輸入埠160,或提供外部訊號源Sin的裝置啟動、開機以開始輸入外部訊號時,訊號輸入埠160開始接收到訊號電壓源SVS(例如HDMI 5V),並同時可能接收到影像訊號VS,例如HDMI TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)訊號。此時,接收到的訊號電壓源SVS作為致能訊號EN來賦能第一負載開關110,並透過第一負載開關110來啟動微控制單元140,使微控制單元140開始運作並送出通道選擇訊號CHSL使切換單元130切換至第一通道CH1(或維持在預設時的第一通道CH1),若訊號輸入埠160接收到影像訊號VS時,則可將影像訊號VS透過切換單元130傳輸至微控制單元140,並使微控制單元140開始辨識影像訊號VS中是否具有代表實質影像資訊的差動訊號(週期性訊號特徵),以確定是否要開啟導通後續的顯示器電源。藉此,得以在訊號接頭插上或開始提供外部訊號之時,僅啟動需極低消耗功率、簡單的微控制單元140,就能實時監控辨識是否有影像真實訊號的傳入。接著,具有週期性特徵的真實影像訊號傳入時,微控制單元140接收到具有訊號特徵的影像訊號VS,微控制單元140即能提供致能訊號EN於第二負載開關120,以賦能第二負載開關120並使顯示器900導通至外部電源Vin,使顯示器900獲得電源供應。此時,微控制單元140亦輸出通道選擇訊號CHSL以使切換單元130將影像訊號VS切換至
第二通道CH2以將影像訊號VS傳輸至訊號輸出埠170並進而傳輸至顯示器900,使顯示器900進入工作狀態,結束待機狀態,並後續交由顯示器900本身為進一步工作流程。
藉此,透過本新型之用於顯示器之附加式節能控制器100,能夠在未接上訊號插頭或未輸入訊號時,有效地將顯示器900與外部電源Vin阻隔斷開,達成接近零能耗的顯示器待機狀態。即便在接上訊號插頭或輸入訊號時,亦能夠只使用極低功耗的微控制單元140,即能主動實時辨識是否有真實影像訊號輸入,來判斷是否接通外部電源Vin以開啟顯示器900之電源及接通外部訊號源Sin以輸入影像訊號VS。
圖3顯示本新型一實施例中影像訊號的示意圖。於一實施例中,訊號特徵為週期性特徵,微控制單元140適於辨別訊號特徵之存在。適於提供顯示器900之影像訊號VS的特徵在於,影像訊號VS中具有特殊固定的每秒顯示影格數,藉以以固定的頻率刷新顯示器900上的顯示影像,又稱為幀數(Frames per second,FPS)。因此適用於顯示器900之影像訊號VS均具有週期性的特徵,以HDMI為例,請參考圖3,HDMI透過高速差動訊號,或又稱傳輸最小化差分訊號(Transition Minimized Differential Signaling,TMDS)的技術來傳輸多媒體訊號,透過不同的技術其TMDS的解析度可在MHz之數量級以上,其訊號本身例如圖3中HDMI TMDS所指之高頻訊號所示,然如前所述,HDMI的影像訊號具有週期性的垂直同步訊號之特徵值,例如60Hz、120Hz、144Hz等,此處並以60Hz為例。週期性的垂直同步訊號之間會具有明顯的上升邊緣(rising edge)及訊號間隔之訊號特徵,因此,微控制單元140並不需要辨識出TMDS的高頻(MHz或kHz)訊號,只需辨識出Hz數量級(例如60Hz)的週期性垂直同步訊號,即可辨
識出影像訊號VS的存在,意即,辨識出接收到的外部訊號源Sin中具有影像訊號VS,而不問影像訊號VS的內容是否正確。藉此,微控制單元140可以辨別週期性的訊號特徵是否存在,並進而導通顯示器900的電源及將影像訊號VS傳輸至顯示器900的切換。需注意的是,由於微控制單元140只需要辨識出Hz數量級(例如例如60Hz、120Hz、144Hz)的週期性訊號的特徵存在,因此可以採用簡單架構的8bit MCU,並以kHz的取樣頻率(例如128kHz),即已足夠辨別週期性訊號特徵,並同時能具有極低工作耗電功率(例如0.1W以下)之功效,而達成低能耗的待機功率。亦即,在插著外部訊號源Sin但未實質傳輸影像訊號VS時,也只需要0.1W以下的待機功耗,取代原先顯示器900本身需1W~6W的待機功耗。
此外,需注意的是,DVI類型之影像訊號VS亦具有TMDS的特徵,VGA類型則直接具有週期性特徵訊號的接腳,因此對應於不同類型的訊號輸入埠160,均可有對應將其外部訊號源Sin中的影像訊號VS或週期性特徵訊號輸入至微控制單元140的通道,例如DVI可採用與HDMI相同的方式,透過微控制單元140辨識影像訊號VS中的週期性特徵,VGA則可將其具有週期性訊號的接腳直接輸入微控制單元140。並且,不論HDMI、DVI、VGA,依據VESA顯示器規範,其均具有例如5V的訊號電壓源SVS,以作為第一負載開關110的致能訊號EN之用。
圖4顯示本新型一實施例中比較器及影像訊號之訊號特徵的示意圖。於一實施例中,請參考圖2B及圖4所示,附加式節能控制器100包含比較器150,比較器150耦接於切換單元130及微控制單元140之間,比較器150配置為輸出影像訊號VS中的訊號特徵。請一併參考圖3及圖4,圖3顯示HDMI的TMDS具有60Hz週期性垂直同步訊號特徵的高速影像訊號,透過比較器150的設置,
比較器150的一端(例如“+”端)連接於TMDS(即來自切換單元130的第一通道CH1)訊號,比較器150的另一段(例如“-“端)連接於偏壓,比較器150即能輸出將高速影像訊號濾除,僅留下單純的慢速(60Hz)週期性訊號,以作為供微控制單元140辨識之訊號特徵。例如若原先HDMI TMDS訊號的閾值為1.0V,則可在比較器150處施加0.3V的偏壓,即可只保留慢速(60Hz)的週期性訊號。
圖5顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制方法的流程示意圖。
本新型之一態樣提供一種用於顯示器之附加式節能控制方法,適於由如前所述之附加式節能控制器所執行,附加式節能控制方法包含:根據外部訊號源之存在,賦能第一負載開關;啟動微控制單元;控制切換單元將影像訊號傳輸至微控制單元;確定影像訊號中訊號特徵存在;根據訊號特徵的存在,賦能第二負載開關;將顯示器導通至外部電源;以及根據訊號特徵的存在,控制切換單元將影像訊號傳輸至顯示器。
具體可進一步將其視為「插入訊號插頭時」或「插頭連接時將訊號輸入裝置開啟時」的流程,細部流程步驟如下所示:(S510)接入外部訊號源,即將訊號插頭接上附加式節能控制器或將提供外部訊號源的裝置開機或開啟訊號輸入;(S520)外部訊號源出現而存在,並其帶有的訊號電壓源亦出現而存在;(S530)透過此訊號電壓源以致能第一負載開關,第一負載開關開啟;(S540)第一負載開關開啟而將微控制單元啟動;(S550)微控制單元送出通道控制訊號以設置切換單元之輸出至第一通道,即將其輸出切換至微控制單元;(S560)微控制單元確定影像訊號中的訊號特徵是否存在,以判斷其訊號中是否具有真正實質傳輸內容的影像訊號;若否,則繼續辨識判斷;若是,則(S570)
根據訊號特徵的存在,致能第二負載開關,以將顯示器導通至外部電源,使顯示器獲得電源供應;(S580)根據訊號特徵的存在,送出通道控制訊號以控制設置切換單元將影像訊號傳輸至第二通道以傳輸至顯示器;(S590)顯示器接收到外部電源供應以及傳入之影像訊號,使顯示器運作開始工作狀態。
由此,可將此方法分為兩階段,第一階段為外部訊號源及其訊號電壓源之出現,即啟動微控制單元開始識別訊號,此時顯示器仍未接通電源亦未收到訊號。第二階段為當訊號中存在代表具有真實影像資訊的訊號特徵時,導通顯示器與外部電源以供電並切換影像訊號至顯示器,使顯示器結束待機狀態進入工作狀態。藉此,在第一階段開始前,能維持顯示器的斷路並且不需要任何主動元件的待機或識別訊號,達成近乎零能耗之功效;在第一階段開始後,亦只需簡單的低能耗微控制單元即能持續待機並具有辨識是否有真實影像訊號輸入之功能,達成低能耗同時保有待命功能之功效;在第二階段開始後,則結束待機狀態,使顯示器進入工作狀態,完成附加式節能控制器之待機低能耗任務。
圖6顯示本新型一實施例中用於顯示器之附加式節能控制方法的流程示意圖。
本新型之用於顯示器之附加式節能控制方法,還包含:根據外部訊號源之消失,去能第一負載開關;關閉微控制單元;去能第二負載開關;以及將顯示器與外部電源斷開。
具體可進一步將其視為「拔除訊號插頭時」或「插頭連接時將訊號輸入裝置關閉時」的流程,細部流程步驟如下所示:(S610)移除外部訊號源,例如將訊號插頭拔除或將提供訊號輸入的裝置關閉時,即不再接收到外部
訊號;(S620)外部訊號源消失,其訊號電壓源亦消失;(S630)根據外部訊號源之消失,去能第一負載開關,由於原先作為致能訊號的訊號電壓源消失,則第一負載開關被去能;(S640)第一負載開關被去能,則關閉微控制單元;(S650)微控制單元關閉,即不再賦能第二負載開關,第二負載開關被去能而關閉;(S660)第二負載開關關閉,則顯示器與外部電源間的導通被斷開,顯示器關閉。藉此,得以在拔除訊號插頭或關閉訊號輸入供應源之裝置時,則能將顯示器與外部電源斷開,使其回到近乎於零能耗的待機狀態。
藉由本新型之用於顯示器之附加式節能控制器,透過外部訊號源耦接於訊號輸入埠,以外部訊號源本身既有的訊號電壓源作為第一負載開關的開關,並藉以啟動微控制單元進行是否具有真正影像訊號的判斷。當辨識到真正影像訊號中的訊號特徵時,才透過微控制單元開啟第二負載開關進而將外部電源與顯示器導通,以對原先既有架構的顯示器通電,並將影像訊號傳輸至顯示器,以使顯示器進入工作狀態。
藉此,在未接上外部訊號源或未有外部訊號源輸入時,能使顯示器與外部電源之間完全斷開,並且不具有任何的主動式元件持續監控、識別影像訊號,因此達成在顯示器待機狀態時能耗近乎於零的功效。
此外,即使在接上外部訊號源或有外部訊號源輸入時,透過簡易的微控制單元辨識簡易的訊號特徵,亦能在只需微控制單元本身單一低功耗元件的情況下,維持顯示器本身與外部電源斷開之待機狀態,達成低於原顯示器待機能耗之功效。例如以前述的8bit MCU並以128k頻率採樣影像訊號的週期性訊號特徵,可以在僅需0.1W以下的功耗,即達成影像訊號的傳輸切換與監控識別。
綜上所述,透過本新型之外加的附加式節能控制器及方法,其採容易安裝、外掛的附加式節能控制器及方法,可以在不變動任何既有顯示器的架構下,達成較原顯示器更低的待機低能耗之功效。
本新型在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,該實施例僅用於描繪本新型,而不應解讀為限制本新型之範圍。應注意的是,舉凡與該實施例等效之變化與置換,均應設為涵蓋於本新型之範疇內,並上述實施例可以任何方式加以組合變換。因此,本新型之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
100:附加式節能控制器
110:第一負載開關
120:第二負載開關
130:切換單元
140:微控制單元
160:訊號輸入埠
170:訊號輸出埠
900:顯示器
CH1:第一通道
CH2:第二通道
CHSL:通道選擇訊號
EN:致能訊號
Sin:外部訊號源
SVS:訊號電壓源
Vin:外部電源
VS:影像訊號
Claims (7)
- 一種用於顯示器之附加式節能控制器,包含:一第一負載開關,適於耦接於一外部電源;一第二負載開關,適於耦接於該外部電源及一顯示器;一訊號輸入埠,耦接於該第一負載開關,並適於耦接於一外部訊號源;一訊號輸出埠,適於耦接於該顯示器;一切換單元,耦接於該訊號輸入埠及該訊號輸出埠,該切換單元配置為接收來自該外部訊號源的一影像訊號,並根據一通道選擇訊號來將該影像訊號傳輸至一第一通道或一第二通道;以及一微控制單元,耦接於該第一負載開關、該第二負載開關及該切換單元,該微控制單元配置為接收來自該第一通道的影像訊號,並根據該影像訊號中的一訊號特徵來輸出該通道選擇訊號,其中,該切換單元預設將該影像訊號透過該第一通道傳輸至該微控制單元,其中,該訊號輸入埠適於接收一訊號電壓源並賦能該第一負載開關,進而啟動該微控制單元,並且其中,該微控制單元適於接收具有該訊號特徵的影像訊號,進而賦能該第二負載開關以使該顯示器導通至該外部電源,並且輸出該通道選擇訊號以使該切換單元將該影像訊號切換至該 第二通道以將該影像訊號傳輸至該訊號輸出埠並傳輸至該顯示器。
- 如請求項1所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,當該訊號輸入埠耦接於該外部訊號源時,該訊號輸入埠接收該訊號電壓源以及該影像訊號,並透過該訊號電壓源來賦能該第一負載開關,進而透過該第一負載開關來啟動該微控制單元,並將該影像訊號透過該切換單元傳輸至該微控制單元,並且其中,當該微控制單元接收到具有該訊號特徵的影像訊號時,該微控制單元賦能該第二負載開關以使該顯示器導通至該外部電源,並且輸出該通道選擇訊號以使該切換單元將該影像訊號切換至該第二通道以將該影像訊號傳輸至該訊號輸出埠並傳輸至該顯示器。
- 如請求項1所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,該訊號特徵為週期性特徵,該微控制單元適於辨別該訊號特徵之存在。
- 如請求項1所述之用於顯示器之附加式節能控制器,還包含一比較器,耦接於該切換單元及該微控制單元之間,該比較器配置為輸出該影像訊號中的訊號特徵。
- 如請求項1所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,該微控制單元為8位元微控制器。
- 如請求項1所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,該訊號輸入埠及該訊號輸出埠適於符合選自以下任一協定之規格:高解析度多媒體介面(HDMI)、數位視訊介面(DVI)或視訊圖形陣列(VGA)。
- 如請求項1所述之用於顯示器之附加式節能控制器,其中,該訊號輸入埠及該訊號輸出埠之間,還包括一訊號電壓源通道以及一訊號資訊通道。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWM654579U true TWM654579U (zh) | 2024-04-21 |
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