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CN1989676B - 减少待机功耗的电源设备、电子设备和控制电源的方法 - Google Patents

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CN1989676B CN2005800247446A CN200580024744A CN1989676B CN 1989676 B CN1989676 B CN 1989676B CN 2005800247446 A CN2005800247446 A CN 2005800247446A CN 200580024744 A CN200580024744 A CN 200580024744A CN 1989676 B CN1989676 B CN 1989676B
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Abstract

所公开的实施例涉及一种用于减少电子设备中待机功耗的系统和方法。提供了一种电子设备(10)，包括接收机电路(16)以及与该接收机电路(16)串联的电源控制电路(18)，其中接收机电路(16)的地连接与电源控制电路(18)的电源电压连接相连。

Description

减少待机功耗的电源设备、电子设备和控制电源的方法
技术领域
本发明大体上涉及减少电子设备的待机功耗。更具体地，本发明涉及一种用于减少电源控制电路的功耗的系统。 
背景技术
这部分旨在向读者介绍所属技术领域的各个方面，这与以下描述和/或要求的本发明的各个方面相关。相信这部分说明有助于为读者提供背景信息，以利于更好地理解本发明的各个方面。由此，应该理解要以此目的来阅读这些描述，而不只是对现有技术的陈述。 
诸如消费电器之类的电子设备历来都是通过机械或机电开关来“加电”或“断电”。例如，可以利用机械旋钮开启或关闭电视。将机械旋钮从关位置旋转到开位置将两个电接触相连，这两个电接触将电源与电视的显示系统电连接。 
但是，从大约二十世纪八十年代开始，用于电子设备，特别是消费电器的电源控制开始远离机械开关，而向基于晶体管的开关发展。可以通过向晶体管施加电流可以使基于晶体管的开关导通。因为基于晶体管的开关不需要物理上的移动，所以它们显著地拓宽了电子设备电源控制的选择范围。例如，采用基于晶体管的开关，电视可以在接收到电子命令信号(例如，遥控信号)时自动进行开关。这种电子信号可以由诸如红外遥控器之类的遥控单元产生，或由安装在电视本身上的开关产生。 
采用基于晶体管的开关的电子设备包括被配置成接收来自远程设备的信号的接收机。因为接收机不知道何时可以接收到命令信号，所以典型地是将接收机配置成保持在“开”，即使在电子设备看起来是 “关”的时候。这种模式被称作“待机模式”，待机模式期间提供的功率(即，提供给接收机的功率)被称作“待机功率”。 
希望可以减少电子设备的待机功耗。 
发明内容
以下描述了符合原始要求的发明范围的特定方案；但是本发明也可以涵盖以下未提出的多种方案。 
为了解决过渡功耗的问题，本发明实施例公开了一种用于减小电子设备中的待机功耗的设备、装置和方法。 
第一实施例提出了一种电源设备，包括：控制装置，用于控制所述电源的电压，其中所述控制装置响应用于选择低功率工作模式或正常工作模式的控制信号；工作电压源，通过限流装置连接所述工作电压源，以便当所述设备工作在低功率工作模式中时，向所述控制装置和用于提供所述控制信号的提供装置提供工作电流；以及其中所述控制装置和所述提供装置被设置成提供串行流经两者的电流。 
在另一个实施例中提出了一种用于节省待机功率的电子设备，包括：工作电压源，通过限流装置将所述工作电压源与遥控信号接收机电路相连；以及电源控制电路，与所述接收机电路串联，其中所述接收机电路的地连接与所述电源控制电路的电源电压连接相连，以及所述电源控制电路工作在低功率模式中或正常功率模式中。 
另一个实施例提出了一种用于控制电源的方法，包括：在接收机处接收电源电流；限制电源电流；经由与所述接收机的串联连接，将受限的电源电流从所述接收机传送到电源控制器；在所述接收机处接收指示对所述电源控制器的用户请求的电子命令信号，所述请求表示将电源从第一工作模式切换到第二工作模式；对所述电子命令信号进行解码；以及将解码的电子命令信号传送到所述电源控制器。 
所公开的实施例涉及一种用于减少电子设备中待机功耗的系统和方法。提供了一种电子设备(10)，包括接收机电路(16)以及与该接收机电路(16)串联的电源控制电路(18)，其中接收机电路(16)的地连接与电源控制电路(18)的电源电压连接相连。 
根据本发明实施例的电源设备、电子设备和方法，可以节省待机时的功率。 
附图说明
图1是根据本发明实施例、配置来减少待机功耗的电子设备的方框图；以及 
图2是根据本发明实施例、配置来减少待机功耗的电子设备的原理图。 
具体实施方式
以下将描述本发明的一个或多个具体实施例。首先参考图1，示出了根据本发明实施例、被配置成减少待机功耗的电子设备的方框图，并总体上由参考数字10表示。在一个实施例中，电子设备10是电视或其他视频显示设备。在可选实施例中，电子设备10可以是多种消费电器，包括但不限于：磁带录像机、数字化视频光盘(“DVD”)播放器、数字视频记录器、音频或视频接收机、计算机、摄像机等。在其他实施例中，电子设备10可以包括远程激活系统，例如通常用于汽车或安全系统中的那些装置。此外，本领域普通技术人员将理解上述实施例只是示例性的，因此并不是排他性的。 
如图1所示，电子设备10可以包括市电电源(mains supply)12。市电电源12被配置成向电子设备10提供工作功率，例如150伏特。市电电源12可以与限流电阻器14或另一电流源(未示出)相连。如以下将更加详细地描述，可以选择电阻器14从市电电源12汲取足够电流，以向接收机16和开关模式电源(“SMPS”)控制器18提供工作功率。在一个实施例中，接收机16被配置成接收“加电”命令，并产生针对SMPS控制器18的“使能”信号17。在另一实施例中，接收机16可以被配置成接收从第一工作模式切换到第二工作模式的命令。例如，接收机16可以接收从低功率工作模式切换到正常工作模式的命令。 
在一个实施例中，接收机16包括红外(“IR”)接收机，该IR接 收机与用于对IR接收机接收的加电信号进行解码的开/关IR解码器相结合。在可选实施例(图2中示出)中，接收机16可以包括与SMPS控制器18串联的IR接收机，并且开/关IR解码器与IR接收机并联设置。在这种配置中，开/关解码器被配置成产生使能信号17。在另一实施例中，接收机16是射频(“RF”)接收机和RF解码器。最后，在其他实施例中，接收机16可以被配置成接收其他适当形式的有线或无线信号，并对其进行解码。 
如图1所示，SMPS控制器18串联在接收机16与地之间。同样，本领域普通技术人员将理解接收机16上的地连接(VSS)与SMPS控制器18上的电源连接(VDD)相连。本领域普通技术人员将理解接收机16和SMPS控制器18的这种串联布局比常规布局和并联定向消耗更少的功率。 
如图所示，电子设备10还可以包括由连接在接收机16与SMPS控制器18之间的电容器20和二极管22形成的储压器。当电子设备10处于待机工作模式时，变压器26处于反向偏置二极管22的非供电状态，从而允许连接接收机16的VSS端子、SMPS控制器18的VDD端子和电容器20的端子的电压节点与变压器26的次级绕组断开。接着，SMPS控制器18也可以与绝缘栅极双极性晶体管(“IGBT”)24相连。在一个实施例中，当SMPS控制器18接收到使能信号17时，SMPS控制器18被配置成启用IGBT 24。一旦启用，IGBT 24激活变压器26，并允许电能通过二极管28，到达次级侧组件30。此外，当激活变压器26时，使二极管22导通，从而使控制器18的VDD端子处于由控制器18和变压器26的次级绕组产生的工作电势上。一旦次级侧组件30已加电，用户命令可以直接从接收机16传递到次级侧组件30(即，正常、非待机或运行模式工作)。在一个实施例中，次级侧包括被配置成对加电命令以及其他多种命令信号进行解码的微处理器122。 
图2是根据本发明实施例、被配置成减少待机功耗的电子设备的原理图。为了简明，相同的参考数字用于表示前述参考图1的那些特征。电子设备50包括市电电源12。在所示实施例中，市电电源12包括称作“干线”52的多根电源线、与每根干线52相连的多个开关54、 以及用于对通过干线52传输的电能进行整流的桥电路56。市电电源12可以与用于稳定由市电电源12产生的电能的电容器58相连。在一个实施例中，电容器58包括100微法拉的电容器。 
电容器58可以与上述电阻器14相连。在一个实施例中，电阻器14包括用于产生1.2毫安电流的270千欧(“kOhm”)的电阻器。电阻器140可以与用于指示流经电阻器14的电流的发光二极管(“LED”)60相连。 
如图所示，LED 60可以与接收机16、二极管62和电容器64相连。如上所述，接收机16被配置成至少接收来自遥控器等外部设备的“加电”信号或命令。在一个实施例中，接收机16包括IR接收机，例如由Vishay Semiconductors制造的TSOP 11系列IR接收机，或由AtmelCorporation制造的8位AVR微控制器。本领域普通技术人员将理解二极管62和电容器64可以被配置成稳定接收机16两端的电压。在一个实施例中，电容器64是470纳法拉(“nF”)电容器，二极管62是5V1齐纳二极管。 
如图2所示，接收机16可以与电容器66和二极管68相连。本领域普通技术人员将理解，因为接收机16和红外(“IR”)解码器76处于不同的地电平，所以采用电容器66和二极管68将通过电容器66的信号通路的电压钳制到IR解码器76的电源电压(VDD)。二极管68可以与电阻器70、齐纳二极管72和电容器74相连。电阻器70、齐纳二极管72和电容器74可以被配置成向IR解码器76提供电压VDD。在一个实施例中，电阻器70是22千欧电阻器，齐纳二极管73是3V3二极管，电容器74是1微法拉电容器。在本实施例中，电阻器70、齐纳二极管72和电容器74被配置成产生针对IR解码器76的VDD输入的3.3伏特电压。 
IR解码器76可以被配置成接收来自接收机16的输入，并确定该输入是否包括加电命令。在待机模式期间，IR解码器76通过电阻器84使晶体管86导通。如果从接收机16的输出是加电命令，则IR解码器76可以通过电阻器84使晶体管86截止。此外，IR解码器76可以通过电阻器88使晶体管90导通。如下更加详细地描述，使晶体管 86截止和启用晶体管90可以是使电子设备50退出待机模式的一系列事件中的一部分。在一个实施例中，IR解码器76还可以与电容器78、电容器80和振荡器82相连。在一个实施例中，IR解码器76是PIC12F629低功率微控制器，电阻器84是10千欧电阻器，电阻器88是10千欧电阻器。此外，电容器78可以包括100皮法拉(“pF”)电容器，电容器80可以包括100pF电容器，振荡器82可以包括低频(例如，100千赫兹)振荡器。此外，虽然图2中未示出，但是本领域普通技术人员将理解在可选实施例中，IR解码器76可以集成到接收机16中，或串联设置在接收机16与SMPS控制器18之间。 
如上所述，当IR解码器76接收到指示加电命令的信号时，IR解码器可以禁用晶体管86。一旦被禁用，则晶体管86通过启用由电阻器96和98形成的分压器，允许开关模式电源的正常运行模式工作。选择电阻器96、98，从而将控制器18的引脚3偏置为启用区。如图2所示，由电阻器96和电阻器98构成的分压器与SMPS控制器18的初级电压监控输入引脚(示为“ISNS”)相连，电阻器100和电容器102与SMPS控制器18的主电流输入参考引脚(示为“PIS”)相连，以稳定针对更高市电电压的返送限流。本领域普通技术人员将理解向这些输入中的每个施加电压会启用SMPS控制器18。在一个实施例中，电阻器96包括100兆欧电阻器，电阻器98包括105千欧电阻器。在这种配置中，由电阻器96和电阻器98形成的分压器可以在SMPS控制器18的ISNS输入上产生1.7伏特电压。在本实施例中，电阻器100可以包括1兆欧电阻器，电容器102可以包括1nF电容器。 
如上所述，如果IR解码器76接收到指示加电命令的信号，则IR解码器76可以启用晶体管90。一旦启用，则晶体管90“打开”从电阻器94到光耦合器92的电流通路。如上所述，IR解码器76可以被配置成只对加电命令进行解码，以减少待机功耗。但是，电子设备10一旦加电，则可以被配置成对其他多种适当信号或命令进行解码。因此，光耦合器92一旦加电，则用作从IR接收机16向次级侧组件之中的另一IR解码器122传递命令的通道。与IR解码器76不同，IR解码器122被配置成对加电命令以及其他信号进行解码。例如，IR解码 器122可以被配置成接收电视的频道改变命令或音量调节。在一个实施例中，电阻器94可以包括10千欧电阻器。IR解码器122可以是一般可用的多个控制微处理器或专用控制解码器的任何之一。 
再看SMPS控制器18。SMPS控制器18可以是任何适当形式的功率控制微处理器或微控制器。在一个实施例中，SMPS控制器18是由Siemens Semiconductor制造的TDA 4605-3双极性集成电路。在另一实施例中，SMPS控制器18是由Fuji Semiconductor制造的FA1384X系列电源控制器。 
SMPS控制器18的电源电压输入引脚(示为“VDD”)可以与由电容器20和二极管22形成的储压器相连。在一个实施例中，电容器20包括47微法拉电容器。此外，如图2所示，SMPS控制器18的次级电压信息引脚(示为“In”)和振荡器反馈输入(示为“Zer”)与电阻器106、108、110和112、二极管114、电容器116和118相连。本领域普通技术人员将理解电阻器106、108和110、二极管114、电容器116和118可以被配置成产生次级电压信息引脚上的调节输入和振荡反馈引脚上的输入隔离反馈。在一个实施例中，电阻器106包括10千欧电阻器，电阻器108包括4千欧电阻器，电阻器110包括2千欧电阻器，电容器116包括4nF电容器，电容器118包括1微法拉电容器。 
如上所述，施加到SMPS控制器18的ISNS输入的电压可以启用SMPS控制器18。启用的SMPS控制器18可以产生从输出引脚(示为“out”)穿过电阻器120的电压/电流。该输入电压/电流可以启用IGBT24。一旦启用了IGBT 24，次级侧变压器26开始从市电电源12汲取电能。该电能通过变压器26，经由二极管28到达次级侧组件30，这使电子设备正常工作。在一个实施例中，电阻器120包括47欧姆电阻器。 
虽然本发明容易进行多种修改和可选形式，图中仅作为示例示出了具体实施例，并且这里进行了详细描述，然而。应该理解，本发明不限于所公开的特定形式。相反，本发明涵盖了落入所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的所有修改、等效和可选形式。 

Claims (19)

1.一种电源设备，包括：
控制装置(18)，用于控制所述电源(18-26)的电压，其中所述控制装置(18)响应用于选择低功率工作模式或正常工作模式的控制信号；
工作电压源(12)，通过限流装置(14)连接所述工作电压源，以便当所述设备工作在低功率工作模式中时，向所述控制装置(18)和用于提供所述控制信号的提供装置(16)提供工作电流；以及
其中所述控制装置(18)和所述提供装置(16)被设置成提供串行流经两者的电流。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述提供装置(16)包括红外接收机。
3.根据权利要求1所述的设备，其中当所述电源(18-26)处于工作模式之一时，至所述控制装置(18)的电源电流至少部分地流经所述提供装置(16)。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制装置(18)包括电源微控制器。
5.一种用于节省待机功率的电子设备(10)，包括：
工作电压源(12)，通过限流装置(14)将所述工作电压源(12)与遥控信号接收机电路(16)相连；以及
电源控制电路(18)，与所述接收机电路(16)串联，其中所述接收机电路(16)的地连接与所述电源控制电路(18)的电源电压连接相连，以及所述电源控制电路工作在低功率模式中或正常功率模式中。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述接收机电路(16)包括红外接收机。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述接收机电路(16)包括红外解码器。
8.根据权利要求5所述的电子设备，还包括与所述电源控制电路(18)并联的红外解码器(76)，其中所述红外解码器(76)被配置为对在接收机电路(16)处接收的加电命令进行解码。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述红外解码器(76)被配置成当所述红外解码器(76)对加电命令进行解码时，启用所述电源控制电路(18)。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述红外解码器(76)被配置成忽略除加电命令之外的任何命令。
11.根据权利要求5所述的电子设备，还包括与所述电源控制电路(18)相连的次级侧组件(30)，其中所述次级侧组件(30)包括视频显示器。
12.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述电子设备(10)包括电视系统。
13.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述接收机电路(16)包括射频接收机。
14.一种用于控制电源的方法，包括：
在接收机(16)处接收电源电流；
限制电源电流；
经由与所述接收机(16)的串联连接，将受限的电源电流从所述接收机(16)传送到电源控制器(18)；
在所述接收机(16)处接收指示对所述电源控制器(18)的用户请求的电子命令信号，所述请求表示将电源从第一工作模式切换到第二工作模式的命令；
对所述电子命令信号进行解码；以及
将解码的电子命令信号传送到所述电源控制器(18)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中接收电源电流包括在红外接收器处接收电流。
16.根据权利要求15所述的方法，其中对所述电子命令信号进行解码包括利用红外解码器(76)对所述电子命令信号进行解码。
17.根据权利要求14所述的方法，其中接收电源电流包括：接收小于1.2毫安的电流。
18.根据权利要求14所述的方法，其中接收所述电子命令信号包括：接收加电命令。
19.根据权利要求18所述的方法，其中将所述电子命令信号传送到用于对所述加电命令之外的其他命令进行解码的次级解码器。
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