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DE20014724U1 - Schaltungsanordnung zur Verringerung der Leistungsaufnahme elektronischer Geräte im Standby-Betrieb - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Verringerung der Leistungsaufnahme elektronischer Geräte im Standby-Betrieb

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DE20014724U1
DE20014724U1 DE20014724U DE20014724U DE20014724U1 DE 20014724 U1 DE20014724 U1 DE 20014724U1 DE 20014724 U DE20014724 U DE 20014724U DE 20014724 U DE20014724 U DE 20014724U DE 20014724 U1 DE20014724 U1 DE 20014724U1
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Description

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Schaltungsanordnung zur Verringerung der Leistungsaufnahme elektronischer Geräte im Standby-Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Leistungsaufnahme elektronischer Geräte im Standby-Betrieb, welche insbesondere funktionell zusammengehören.
Bei den elektronischen Geräten handelt es sich vorwiegend um Geräte der Unterhaltungselektronik wie beispielsweise Fernsehgeräte, Satellitenempfangsgeräte, CD-Player und andere Geräte.
Die meisten Geräte der Unterhaltungselektronik, aber auch Geräte auf anderen Gebieten sind mit einer Fernbedienung auf Infrarot-Basis ausgestattet. Um diese Geräte ständig betriebsbereit zu halten, werden sie dauerhaft mit Strom versorgt. Der ständige Stromverbrauch, der Elektrosmog sowie die Möglichkeit eines Brandes durch ein defektes Netzteil sind die unangenehmen Nebenerscheinungen, hervorgerufen durch das Halten der Geräte im Standby-Betrieb.
Um diesem Problem einer hohen Stromaufnahme im Standby-Betrieb zu begegnen, sind bereits Geräte oder Adapter zur Herabsetzung der Standby-Leistung bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus einem Infrarotlicht-Empfänger, einer Mess-Schaltung zur Erfassung der Leistungsaufnahme des angeschlossenen Geräts sowie einem Netzteil. Der Adapter wird zwischen Steckdose und Gerät geschaltet. Zum Einschalten des angeschlossenen Geräts empfängt der Infrarotlicht-Empfanger des Adapters den Fernbedienbefehl und schaltet dadurch das Gerät ans Netz. Der nächste Fernbedienbefehl aktiviert dann das Gerät. Ist das Gerät eingeschaltet, wird es über die Mess-Schaltung selbständig am Netz gehalten. Erst wenn nach dem Ausschalten des Geräts mit der Fernbedienung die Leistungsaufnahme unter einem vorbestimmten Wert abfällt, wird es wieder vom Netz getrennt. Der Nachteil solcher Adapter liegt jedoch darin, dass auch bei diesen Geräten die Gefahr eines
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Brandes nicht auszuschließen ist und dieser Adapter Strom verbraucht, unter Umständen sogar mehr als das angeschlossene Gerät.
Wünschenswert ist es zuweilen, eine ganze Reihe von Geräten in den Standby-Betrieb abschalten zu können, wobei dann nur noch die absolut notwendigen Funktionen der einzelnen Geräte aufrechterhalten werden. In der Regel ist es hierfür notwendig, dass sämtliche Geräte einzeln in den Standby-Betrieb geschaltet werden können, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Fernbedienung.
Vielfach müssen die in den elektronischen Geräten eingesetzten Netzteile verschiedene Spannungen bereitstellen, die im Standby-Betrieb entweder abgeschaltet oder reduziert werden. Dafür werden in den Netzteilen üblicherweise elektronische oder elektromechanische Schälter eingesetzt, die teilweise mit Spannungregelungseinrichtungen kombiniert sind. Der Leistungsverbrauch wird auf diese Weise im Standby-Betrieb reduziert. Dabei ist dann die gesamte Gruppe im Standby-Betrieb, so dass sich die einzelnen Standby-Leistungen addieren.
Der folgenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, dass ein möglichst stromarmer Betrieb im Standby-Betrieb gewährleistet ist, wobei die Verringerung bzw. Minimierung der Leistungsaufnahme im Standby-Betrieb einer Gruppe mehrerer elektronischer Verbraucher, die funktionell zusammengehören, aber prinzipiell unabhängig voneinander arbeiten, gewährleistet ist, wobei der schaltungstechnische Zusatzaufwand und damit letztlich die Herstellungskosten möglichst gering sein sollen.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Leistungsaufnahme mehrerer elektronischer Geräte im Standby-Betrieb, von denen wenigstens eines über eine Fernbedienung betätigbar ist, mit einem Netzteil zur Versorgung der elektronischen Geräte mit einer Netzleistung, vorgesehen, welche sich dadurch auszeichnet, dass ein dem Netzteil zugeordneter Netzcontroller vorgesehen ist, der bei einer Abschaltung eines elektronischen Gerätes in den Standby-Betrieb, insbesondere vermittels einer Fernbedienung, selbsttätig die Abschaltung bzw. den Standby-Betrieb aller weiteren Geräte der elektronischen Geräte steuert.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung Bestandteil eines Consumergerätes, beispielsweise eines Satellitenempfangsgerätes („SAT-Receiver") ist. Die Schaltungsanordnung arbeitet insbesondere dergestalt, dass bei einer Schaltung dieses Consumergerätes, insbesondere SAT-Receivers den Standby-Betrieb oder bei einer vollständigen Abschaltung dieses Consumergerätes alle weiteren funktionell zugeordneten Geräte (beispielsweise Fernsehempfangsgerät, Videorecorder, HiFi-Geräte und dergleichen mehr) ebenfalls abgeschaltet werden. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sorgt somit dafür, dass gewissermaßen durch eine Abschaltung einer zentralen Stromversorgung für alle angeschlossenen Geräte diese abgeschaltet werden, sobald das eine Consumergerät, insbesondere SAT-Receiver abgeschaltet wird, wobei kein Fernsehsignal bzw. TOIX mehr gesendet wird. Selbstverständlicherweise ist diese Abschaltfunktion mit dem SAT-Receiver kombiniert. Den SAT-Receiver selbst schaltet man in den Standby-Betrieb, damit der SAT-Receiver und alle damit angeschlossenen Geräte wieder aus dem Standby-Betrieb eingeschaltet werden können. Um jedoch eine maximale Leistungseinsparung im SAT-Receiver zu ermöglichen, sollten zweckmäßigerweise sämtliche Baugruppen, die nicht für das Einschalten unbedingt erforderlich sind, in ihrer Leistungsaufnahme absolut minimiert werden. Üblicherweise erfolgt das (zumeist bereits aus Kostengründen) über-
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haupt nicht, oder es reduziert sich auf wenige Baugruppen, oder geschieht in Kombination mit linearen Spannungsregeleinrichtungen bei konventionellen Netzteilen. Für das Wiedereinschalten ist eine Versorgung dieser Schaltungsteile erforderlieh, die ein Wiedereinschalten ermöglichen. In aller Regel erfolgt dies unter Zuhilfenahme des eigentlichen Infrarot-Empfangsteiles und einer Auswerte-Vorrichtung (zweckmäßigerweise in einem Mikroprozessor enthalten). Üblicherweise wird die Spannungsversorgung hierbei für die Empfangs- und Auswerteelektronik durch ein Hilfsnetzteil erzeugt.
Nach der vorliegenden Erfindung jedoch erfolgt quasi eine Totalabschaltung der Hauptversorgung, obwohl die Versorgung für die Empfang- und Auswerteelektronik aufrechterhalten bleibt.
Dem Prinzip der Erfindung folgend ist weiterhin vorgesehen, dass wenigstens ein über eine Schalteinrichtung mit mindestens einem elektronischen Gerät geschalteter Netzausgang vorgesehen ist, welche Schalteinrichtung beim Ausschalten bzw. Schalten in den Standby-Betrieb des elektronischen Gerätes vermittels des Netzcontrollers im Sinne einer Abschaltung gesteuert wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Netzcontroller einen mit der Schalteinrichtung gekoppelten Mikroprozessor aufweist. Hierbei kann dem Mikroprozessor weiterhin eine Empfangseinrichtung zugeordnet sein, welche Signale von der Fernbedienung empfängt.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gelingt eine Minimierung der Leistungsaufnahme einer Gruppe von elektronischen Geräten, die funktionell zusammenarbeiten, im Standby-Betrieb und/oder im Abschaltbetrieb. Vorwiegend handelt es sich um Geräte der Unterhaltungselektronik, beispielsweise Satellitenempfangsgeräte und Fernsehgeräte, wobei mit der Abschaltung oder der Schaltung in den Standby-Betrieb das oder die weiteren Geräte ebenfalls abgeschaltet werden können. Der
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Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, die Funktionen eines Netzteiles, insbesondere Schaltnetzteiles mit den Funktionen eines Netzcontrollers in einer einzigen Schaltungsanordnung zu kombinieren, welche in einem Baugehäuse untergebracht sein kann. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann besonders vorteilhaft in einem der elektronischen Geräte untergebracht sein, beispielsweise in einem Satellitenempfangsgerät. In diesem Fall ist das Satellitenempfangsgerät als Beispiel mit einem oder mehreren Netzausgängen ausgestattet, die beim Ausschalten oder Schalten des Satellitenempfangsgerätes in den Standby-Betrieb abgeschaltet werden.
Hierbei wird mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung insbesondere auch der besondere Effekt eines Schaltnetzteiles ausgenutzt, wonach die Ausgangsspannungen eines Schaltnetzteiles je nach Art der Gleichrichtung entweder nur proportional der Eingangsspannung oder zusätzlich mit dem Stromflusswinkel verkoppelt sind.
Zur weiteren Erläuterung wird im Folgenden beispielsweise von einem Sperrwandler für die Leistungsbereitstellung in einem Satellitenempfangsgerät ausgegangen. Die Regelung der Ausgangsspannungen erfolgt durch Beeinflussung des Stromflusswinkeis. Zusätzlich werden eine oder mehrere weitere Spannungen aus der Flussphase gewonnen, die dann proportional der Eingangsspannung sind. So kann durch die Regelung der Ausgangsspannungen auf ein Minimum die Leistungsaufnahme aller versorgten Baugruppen des Satelliten-Receivers im Standby-Betrieb erheblich verringert werden, wobei die Spannung aus der Flussphase für die Aufrechterhaltung der notwendigen minimalen Kontrollfunktionen für die Empfangs- und Auswerteelektronik weiterhin genutzt wird.
Nach der Erfindung wird auf diese Weise ein weiterer Effekt dahingehend ausgenutzt, dass durch die Verringerung der Spannungen von der Sekundärleite des Transformators des Schalt-
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netzteiles aus gleichzeitig die Information über die Schaltung in den Standby-Betrieb an der Primärseite des Transformators zur Verfügung steht. Deshalb kann an der Primärseite des Transformators ebenfalls die Erzeugung einer Spannung aus der Sperrphase erfolgen, die im Standby-Betrieb wie die Ausgangsspannungen auf einen Minimalwert verringert wird. Damit wird ein elektronischer oder elektromechanischer Schalter angesteuert, dessen Schwellspannung die Abschaltung des Netzausganges im Falle des Standby-Betriebes sichert.
Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und namentlich des darin enthaltenen Schaltnetzteiles reduziert sich der Aufwand für den Netzcontroller auf das absolute Minimum der Gleichrichtung, des Schalters und der Verbindungen. Somit kann diese Funktion überaus kostengünstig mit integriert werden. Die Abschaltung der weiteren Geräte erspart deren Standby-Leistungsaufnahme mit positiven Effekten für den Kunden und die Umwelt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1
eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Mit der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung kann ein über eine (nicht näher dargestellte) Fernbedienung betätigbares Gerät im Standby-Betrieb über die Fernbedienung eingeschaltet werden.
Ein integrierter Schaltregler ICl wird aus der gleichgerichteten Netzspannung über das Siebglied Rl und Cl mit der
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Startspannnung Vcc versorgt. Der Schaltregler ICl schaltet den Ausgang D gegen S und liefert Energie an den Transformator Tl. In der Flussphase wird die Diode D2 leitend und erzeugt mit dem Siebkondensator C3 die Spannung USb (Standby-Spannung). Diese Spannung USb versorgt einen Mikroprozessor MP, der durch den optischen Fernsteuerempfänger RR angesteuert wird.
In der folgenden Sperrphase wird die im Transformator Tl gespeicherte Energie mit der Diode D3 gleichgerichtet, mit dem Kondensator C 4 gesiebt, und steht am Ausgang der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei UAus für die Versorgung eines mittels Fernbedienung betätigbaren elektronischen Gerätes, z.B. eines SAT-Receivers zur Verfügung. 15
Über den Optokoppler IC2 erfolgt mit Hilfe des Spannungskomparators IC3, des Strombegrenzungswiderstandes R5, sowie des Spannungsteilers R6 und R7 die Regelung der Ausgangsspannung Uaus· Der Spannungsteiler R6 und R7 bestimmt mit der internen Referenzspannung von IC3 die dadurch stabilisierte Spannung Uaus·
Die Diode Dl richtet in der Sperrphase ebenfalls gleich. Mit dem Kondensator C2 wird gesiebt, und der Schalter Sl (hier als Relais dargestellt) versorgt. Dessen Versorgungsspannung ist damit über das WindungsZahlverhältnis des Transformators Tl proportional zu UAus-
Empfängt der Mikroprozessor MP mit Hilfe des Empfängers RR von der Fernbedienung ein Signal zur Schaltung in den Standby-Betrieb, so steuert der Mikroprozessor MP über den Strombegrenzungswiderstand R8 und den Schalter S2 den Optokoppler IC2 so an, dass die Ausgangsspannung UAus auf einen Minimalwert reduziert wird. Damit wird die Leistungsaufnahme des an Uaus angeschlossenen Gerätes gesenkt, und durch die Proportionalität kann der Schalter Sl nicht mehr halten und fällt ab. Der Schalter Sl schaltet damit die weiteren angeschlossenen
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elektronischen Geräte wie beispielsweise TV-Empfanger, CD-Player oder andere Geräte der Unterhaltungselektronik selbsttätig ab, da der Schalter Sl zweckmäßigerweise in Reihe zwischen der Netzspannung und den daran angeschlossenen weiteren Geräten abgeschaltet ist.
Die Spannung USb bleibt aufrechterhalten, so dass über den Empfänger RR der Mikroprozessor MP weiterhin ein Signal von der Fernbedienung für den Normal-Betrieb erhalten kann. In diesem Falle öffnet der Mikroprozessor MP, so dass wieder die Spannung UAus in der für den Normal-Betrieb erforderlichen Höhe zur Verfügung steht.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Verringerung der Leistungsaufnahme mehrerer elektronischer Geräte im Standby-Betrieb, von denen wenigstens eines über eine Fernbedienung betätigbar ist, mit einem Netzteil zur Versorgung der elektronischen Geräte mit einer Netzleistung, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Netzteil zugeordneter Netzcontroller vorgesehen ist, der bei einer Abschaltung eines elektronischen Gerätes in den Standby-Betrieb, insbesondere vermittels einer Fernbedienung, selbsttätig die Abschaltung bzw. den Standby-Betrieb aller weiteren Geräte der elektronischen Geräte steuert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein über eine Schalteinrichtung mit mindestens einem elektronischen Gerät geschalteter Netzausgang vorgesehen ist, welche Schalteinrichtung beim Ausschalten bzw. Schalten in den Standby-Betrieb des elektronischen Gerätes vermittels des Netzcontrollers im Sinne einer Abschaltung gesteuert wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzcontroller einen mit der Schalteinrichtung gekoppelten Mikroprozessor aufweist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mikroprozessor eine Empfangseinrichtung zugeordnet ist, welche Signale von der Fernbedienung empfängt.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sperrwandler für die Bereitstellung der elektronischen Leistung an die elektronischen Geräte vorgesehen ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sie einen Wandler, insbesondere einen Transformator aufweist, an dessen Primärseite die Erzeugung einer Spannung aus der Sperrphase, die im Standby-Betrieb wie die Ausgangsspannung einen Minimalwert annimmt, erzeugt wird, welche einen elektronischen oder elektromechanischen Schalter der Schaltungseinrichtung steuert, dessen Schwellspannung die Abschaltung des Netzausganges im Standby-Betrieb steuert.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002082618A1 (en) * 2001-04-06 2002-10-17 Microchip Technology Incorporated Minimizing standby power in a digital adressable lighting interface
WO2003096508A2 (de) * 2002-05-14 2003-11-20 Siemens Ag Österreich Ladenetzteil
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EP2246959A1 (de) * 2009-04-07 2010-11-03 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Haushaltsgerät mit einer Schaltungsanordnung und entsprechendes Verfahren

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