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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgung, im folgenden als Leistungsversorgungsvorrichtung bezeichnet, die eine Bereitschaftsbetriebsart, während der der elektrische Leistungsverbrauch vermindert ist, aufweist.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Elektronische Geräte, wie Fernseher und Videocassettenrekorder (VCR), verwenden ein Schaltnetzteil (SMPS) als Leistungsversorgungsvorrichtung und sie weisen eine Arbeitsbetriebsart und eine Bereitschaftsbetriebsart auf, um eine hohe Funktion, beispielsweise eine Fernsteuerfunktion und eine Timerfunktion zu implementieren. Die Arbeitsbetriebsart ist eine Betriebsart, in welcher das Gerät angeschaltet ist, und die Leistungsversorgungsvorrichtung die mittlere Leistung liefert, die das Gerät benötigt, um ordentlich zu arbeiten. In der Bereitschaftsbetriebsart ist das Gerät ausgeschaltet, wobei nur minimale Funktionsschaltungen, wie der Timer und ein Mikroprozessor, mit Leistung versorgt werden. Beispielsweise geht ein Fernseher in die Bereitschaftsbetriebsart, wenn die Hauptleistung abgeschaltet wird, wobei aber minimale Funktionsschaltungen, wie ein Mikroprozessor dennoch mit Leistung versorgt werden. Wenn dann die Hauptleistung durch eine Fernsteuerung oder einen Timer dem Fernseher zugeführt wird, so wird die elektrische Leistung einem Tuner, einem Sprach/Bild-Verarbeitungsabschnitt, einem Bildröhrenansteuerungsabschnitt etc. zugeführt, um eine Fernsehsendung auszugeben. Somit findet in der Bereitschaftsbetriebsart eine kontinuierliche Leistungsversorgung statt, so lange bis der Stecker vollständig aus der Steckdose gezogen wird.
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Es wird beispielsweise angenommen, daß der elektrische Leistungsverbrauch in der Arbeitsbetriebsart 50 W beträgt, und daß in der Bereitschaftsbetriebsart eine elektrische Leistung von 4% davon verbraucht wird. Wenn angenommen wird, daß ein Fernsehgerät während drei Stunden betrieben wird, so befindet es sich während einundzwanzig Stunden in der Bereitschaftsbetriebsart. Der Leistungsverbrauch in der Arbeitsbetriebsart beträgt 3 h × 50 W = 150 Wh, der Leistungsverbrauch in der Bereitschaftsbetriebsart beträgt 21 h × 2 W = 42 Wh. Der Leistungsverbrauch am Tag beträgt somit 192 Wh. Somit beträgt der Leistungsverbrauch in der Bereitschaftsbetriebsart 22% von 192 Wh, das heißt ungefähr ein Viertel (1/4). Ein jährlicher Leistungsverbrauch eines Fernsehgeräts in der Bereitschaftsbetriebsart beträgt somit 15.330 Wh.
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In den letzten Jahren wurden elektronische Geräte, die Leistung einsparen, aus Gründen der Resourcenschonung stark nachgefragt. Somit haben viele Hersteller elektronischer Geräte, wie die Hersteller von Fernsehern und Videorekordern, viele Versuche unternommen, um den Leistungsverbrauch in der Bereitschaftsbetriebsart zu verringern. Es gibt verschiedene Arten konventioneller Techniken, um den Leistungsverbrauch in der Bereitschaftsbetriebsart zu verringern. Die konventionelle Technik umfaßt ein Verfahren, in dem ein Hilfsanschluß niederer Leistung für eine Leistungseinsparung in der Bereitschaftsbetriebsart hinzugefügt wird, ein Verfahren der Erniedrigung der Ausgangsspannung, ein Verfahren, bei dem der Ausgangsanschluß einen offenen Stromkreis aufweist (output terminal current open method), ein Verfahren der Erniedrigung der Schaltfrequenz (Stoßbetrieb, burst mode operation) etc. Die konventionellen Techniken weisen die folgenden Probleme auf.
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Beim Verfahren, bei dem ein Hilfsanschluß niedriger Leistung hinzugefügt wird, ergibt sich, da der Hilfsleistungsanschluß getrennt vom Hauptleistungsanschluß hinzugefügt werden sollte, das Problem, daß die Produktionskosten steigen. Auch beim Verfahren der Absenkung der Ausgangsspannung sind die Leistungseinsparung und die Zuverlässigkeit niedrig. Im Falle des Ausgangsanschlusses mit offenem Stromkreis nehmen die Produktionskosten zu, da Teile hinzugefügt werden müssen, und die Leistungseinsparung ist gering. Im letzten Fall der Erniedrigung der Schaltfrequenz (Stoßbetrieb) nimmt der Einschaltverlust ab und es tritt ein hörbares Rauschen auf.
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1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Stromversorgungsvorrichtung (im Folgenden als eine Leistungsversorgungsvorrichtung bezeichnet) zeigt, die das Verfahren des Spannungsabfalls oder Spannungserniedrigung gemäß dem Stand der Technik verwendet. Die Leistungsversorgungsvorrichtung umfaßt eine Gleichspannungsversorgungsschaltung 10 (im Folgenden als Eingangsleistungsschaltung 10 bezeichnet, einen Leistungstransformator 12, eine Betriebsspannungsversorgungsschaltung 14 (im Folgenden als eine Betriebsleistungsschaltung 14 bezeichnet), eine Bereitschaftsspannungsversorgungsschaltung 16 (im Folgenden als Bereitschaftsleistungsschaltung 16 bezeichnet), eine Hilfsleistungsschaltung 18, eine Schaltsteuerschaltung 20, eine Rückkoppelschaltung 22, eine Steuerung oder einen Mikrocomputer 24 und einen Fernsteuerungsempfänger 26.
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Wenn eine Wechselspannung (AC) angelegt wird, so wird eine Startspannung eines gewissen Pegels an den Leistungseingangsanschluß VIN der Schaltsteuerschaltung 20 durch einen Startwiderstand RS angelegt. Die Schaltsteuerschaltung 20 wird gestartet, um ein Schaltelement, das einen Ansteueranschluß DR, der mit einer ersten Windung N1 des Transformators 12 verbunden ist, mit Erde verbindet, einzuschalten oder auszuschalten. Ein erstes Gleichspannungssignal (DC) V1, das an die erste Windung N1 des Transformators 12 angelegt wird, wird durch Induktion auf eine zweite Windung N2 durch ein Anschalten oder Ausschalten des Schaltelements übertragen. Spannungen, die an der zweiten Windung N2 induziert werden, werden in der Hilfsleistungsschaltung 18 gleichgerichtet, so daß ein viertes Gleichspannungssignal V4 erzeugt und an den Leistungseingangsanschluß VIN der Schaltsteuerschaltung 20 angelegt wird.
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Die Schaltsteuerschaltung 20 empfängt eine stabile Betriebsspannung durch die Hilfsleistungsschaltung 18, um einen Strom, der durch die erste Windung N1 fließt, in einen Strom hoher Frequenz zu schalten. Der hochfrequente Strom, der auf der erste Windung N1 durch einen Hochfrequenzschaltbetrieb erzeugt wird, wird durch Induktion auf die dritten und vierten Windungen N3 und N4 übertragen. Der hochfrequente Strom, der in der dritten Windung N3 induziert wird, wird in der Betriebsleistungschaltung 14 in einen Gleichstrom (DC) umgewandelt, so daß ein zweites Gleichspannungssignal V2 in der Größe von mehreren zehn oder hundert Volt als Betriebsspannung ausgegeben wird. Der Hochfrequenzstrom, der in der vierten Windung N4 induziert wird, wird durch die Bereitschaftsleistungsschaltung 16 in einen Gleichstrom umgewandelt, so daß ein drittes Gleichspannungssignal V3 von ungefähr 5 Volt als Bereitschaftsspannung ausgegeben wird.
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Die Betriebsspannung V2 und die Bereitschaftsspannung V3 werden beide in der Arbeitsbetriebsart ausgegeben. Andererseits wird in der Bereitschaftsbetriebsart die Betriebsspannung blockiert und es wird nur die Bereitschaftsspannung V3 ausgegeben, um eine elektrische Leistung an den Mikrocomputer 24 und den Fernsteuerungsempfänger 26 zu liefern und somit die Bereitschaftsbetriebsart aufrecht zu halten.
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Die Rückkopplungsschaltung 22 umfaßt einen Fehlerverstärker 22a, einen Photokoppler 22b, und Widerstände R1 bis R3. Der Fehlerverstärker 22a vergleicht eine Detektionsspannung VD mit einer Referenzspannung VR, um eine Fehlerspannung VE zu erzeugen. An diesem Punkt werden die Detektionsspannung VD und die Referenzspannung VR durch eine Spannungsteilung der Betriebsspannung durch die Widerstände R1 und R2 erhalten. Die Fehlerspannung VE wird zu einem Rückkoppelsignaleingangsanschluß FB der Schaltsteuerschaltung 20 durch den Photokoppler 22b geliefert.
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Wenn die Betriebsspannung V2 größer als ein vorbestimmter Spannungspegel ist, so nimmt die Detektionsspannung VD zu, und die Fehlerspannung VE nimmt ab, wodurch der Rückkoppelstrom erhöht wird. Dies bewirkt, daß die Schaltsteuerschaltung 20 eine Anschalt-Periode eines Schaltsignals erniedrigt, um die Betriebsspannung V2 zu erniedrigen.
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Wenn die Betriebsspannung V2 kleiner als ein vorbestimmter Spannungspegel ist, so wird die Detektionsspannung VD erhöht, und die Fehlerspannung VE nimmt ab, um somit den Rückkoppelstrom zu erniedrigen. Dies bewirkt, daß die Schaltsteuerschaltung 20 eine Anschalt-Periode eines Schaltsignals erhöht, um die Betriebsspannung V2 zu erhöhen. Somit wird die Betriebsspannung V2 über einem vorbestimmten Spannungspegel gehalten.
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In der Bereitschaftsbetriebsart wird die Betriebsspannung V2 von der Betriebsleistungsschaltung 14 in Erwiderung auf ein Steuersignal S1 vom Mikrocomputer 24 blockiert. Somit werden nur der Mikrocomputer 24 und der Fernsteuerungsempfänger 26 durch die Bereitschaftsspannung V3 von der Bereitschaftsleistungsschaltung 16 betrieben.
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Da jedoch die oben beschriebene Leistungsversorgungsvorrichtung im Hinblick auf die Arbeitsbetriebsart bei einer hohen Belastungskapazität gestaltet wurde, wird die Leistungsumwandlungseffizienz in der Bereitschaftsbetriebsart wesentlich vermindert. Die Schaltsteuerschaltung 20 weist auch eine Funktion auf, um eine Ausgangsspannung zu erniedrigen, aber dies reduziert nur die Ausgangsspannung am zweiten Ausgang des Transformators 12, um eine Verbraucherleistung zu reduzieren. Somit weist die Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik eine niedrige Leistungsumwandlungseffizienz und eine niedrige Leistungseinsparungseffizienz auf.
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Die Druckschrift
EP 0 689 351 A2 bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Wartebetrieb eines fernbedienbaren Geräts, wobei ein Netzteil in einem ersten Wartebetriebszustand durch einen elektronischen Netzschalter über eine Fernbedienung vom Energienetz getrennt wird. Das Gerät enthält sekundärseitig einen Fernbedienungsempfänger mit einer Schaltstufe und einen Signalprozessor mit Dekoder zum Identifizieren und Umsetzen von Fernbedienungssignalen. Bei einem Eintreffen von Fernbedienungssignalen im Fernbedienungsempfänger erzeugt die Schaltstufe eine gepulste Ausgangsspannung, mit der der Netzschalter getriggert wird und das Netzteil in einen zweiten Wartebetriebszustand versetzt. In diesem Zustand wird ein Signalprozessor aus dem Netzteil mit Energie versorgt, um das empfangene Fernbedienungssignal als Einschaltsignal zu identifizieren.
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Die Druckschrift
US 4,734,771 bezieht sich auf eine Anlaufsteuerungsschaltung für Fernsehgeräte. Eine Versorgungsspannung wird in Übereinstimmung mit einem Ein/Aus-Steuersignal eines Fernbedienungsempfängers geschaltet und in einen Leistungsmodus versetzt. Während eines Stand-Bye-Betriebsmodus wird die Versorgungsspannung ausgeschaltet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung beruht in der Bereitstellung einer Stromversorgung (Leistungsversorgungsvorrichtung), die einen niedrigen Leistungsverbrauch und eine hohe Leistungseinspareffizienz aufweist.
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Diese Aufgabe ist durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, liefern bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die folgendes umfaßt: eine Betriebsleistungsschaltung, die eine Betriebsspannung ausgibt; eine Bereitschaftsleistungsschaltung, die eine Bereitschaftsspannung ausgibt; eine Startschaltschaltung, die einen ersten Fernsteuerungsempfänger für das Empfangen eines ersten Fernsteuerungssignals und das Liefern einer Startleistung an die Bereitschaftsleistungsschaltung in Erwiderung auf das erste Fernsteuerungssignal aufweist; eine Steuerung, die einen zweiten Fernsteuerungsempfänger für das Empfangen eines zweiten Fernsteuerungssignals und das Durchführen einer Funktion, die dem zweiten Fernsteuerungssignal entspricht, aufweist; und eine Rückkoppelschaltung, die ein Steuersignal verarbeitet, um die Startschaltschaltung entweder in eine Bereitschaftsbetriebsart oder eine Leistungseinsparbetriebsart in Erwiderung auf ein Leistungsabschaltesignal vom zweiten Fernsteuerungsempfänger oder einem Leistungsschalter zu schalten.
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Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert ferner eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die folgendes umfaßt: eine Betriebsleistungsschaltung, die eine Betriebsspannung ausgibt; eine Bereitschaftsleistungsschaltung, die eine Bereitschaftsspannung ausgibt; eine Startschaltschaltung, die einen Fernsteuerungsempfänger für das Empfangen eines ersten und eines zweiten Fernsteuerungssignals und das Liefern einer Startleistung an die Bereitschaftsleistungsschaltung in Erwiderung auf das erste Fernsteuerungssignal aufweist; eine Steuerung, die eine Funktion durchführt, die dem zweiten Fernsteuerungssignal entspricht; und eine Rückkoppelschaltung, die ein Steuersignal verarbeitet, um die Startschaltschaltung entweder in eine Bereitschaftsbetriebsart oder eine Leistungseinsparbetriebsart in Erwiderung auf ein Leistungsabschaltesignal vom zweiten Fernsteuerungsempfänger oder einem Leistungsschalter zu schalten.
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Die Leistungsversorgungsvorrichtung umfaßt ferner eine Leistungseingabeschaltung, die eine erste Gleichspannung liefert; einen Leistungstransformator, der eine erste Windung, eine zweite Windung, eine dritte Windung und eine vierte Windung aufweist, wobei die dritte Windung mit der Betriebsleistungsschaltung verbunden und die vierte Windung mit der Bereitschaftsleistungsschaltung verbunden ist; eine Hilfsleistungsschaltung, die mit der zweiten Windung des Leistungstransformators verbunden ist, und eine Spannung, die von der ersten Windung auf die zweite Windung durch Induktion übertragen wurde, in eine zweite Gleichspannung gleichrichtet; und eine Schaltsteuerschaltung, die die zweite Gleichspannung der Hilfsleistungsschaltung empfängt und einen Strom, der durch die erste Windung des Leistungstransformators fließt, in einen hochfrequenten Strom schaltet, wobei der hochfrequente Strom, der auf der ersten Windung des Leistungstransformators erzeugt wird, durch Induktion auf die dritte Windung und die vierte Windung des Leistungstransformators übertragen wird.
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Die Startschaltschaltung umfaßt weiter eine Schaltvorrichtung, die einen Startwiderstand, einen ersten Widerstand, der seriell mit dem Startwiderstand verbunden ist, einen ersten Kondensator, der seriell mit dem ersten Widerstand verbunden ist, eine Diode, deren eines Ende seriell mit dem ersten Kondensator verbunden ist, und deren anderes Ende mit einem Ende des ersten Fernsteuerungsempfängers verbunden ist, und eine Zenerdiode, deren eines Ende mit dem anderen Ende der Diode und einem Ende des ersten Fernsteuerungsempfängers verbunden ist, und deren anderes Ende geerdet ist, umfaßt; eine Startleistungsvorrichtung, die einen ersten Transistor, der eine Emitterelektrode, die mit dem Startwiderstand verbunden ist, eine Kollektorelektrode, die mit der Schaltsteuerschaltung verbunden ist, und eine Basiselektrode aufweist, einen zweiten Transistor, der eine geerdete Emitterelektrode, eine Kollektorelektrode, die mit der Basiselektrode des ersten Transistors verbunden ist, und eine Basiselektrode aufweist, einen dritten Widerstand, dessen eines Ende mit dem anderen Ende des ersten Fernsteuerungsempfängers verbunden ist, und dessen anderes Ende mit der Basiselektrode des zweiten Transistors verbunden ist, einen vierten Widerstand, dessen eines Ende geerdet ist, und dessen anderes Ende zwischen dem zweiten Transistor und dem dritten Widerstand verbunden ist, und einen zweiten Kondensator, dessen eines Ende geerdet ist, und dessen anderes Ende zwischen dem zweiten Transistor und dem dritten Widerstand verbunden ist, umfaßt.
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Die Rückkoppelschaltung erhöht in übertriebener Weise einen Rückkoppelstrom in Erwiderung auf ein Leistungsabschaltesignal, um eine Einschaltzeit der Schaltsteuerschaltung zu reduzieren, so daß eine Spannung der Hilfsleistungsschaltung genügend abfällt, um die Schaltsteuerschaltung auszuschalten.
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Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert ferner ein Verfahren zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs in einer Leistungsversorgungsvorrichtung, die eine Bereitschaftsbetriebsart, eine Arbeitsbetriebsart und eine Leistungseinsparbetriebsart aufweist. Das Verfahren umfaßt das Empfangen eines Leistungsanschaltesignals vom ersten Fernsteuerungsempfänger oder einem Leistungsschalter in der Bereitschaftsbetriebsart; das Starten durch das Liefern einer anfänglichen Startspannung an die Schaltsteuerschaltung, wenn das Leistungsanschaltesignal empfangen wird; das Erzeugen einer Bereitschaftsspannung oder einer Betriebsspannung durch eine Schaltoperation der Schaltsteuerschaltung; das Empfangen eines Leistungsabschaltesignals vom zweiten Fernsteuerungsempfänger oder dem Leistungsschalter in der Arbeitsbetriebsart; und das Abschalten der Schaltsteuerschaltung in Erwiderung auf das Leistungsabschaltesignal.
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Das Verfahren umfaßt ferner in Erwiderung auf das Leistungsabschaltesignal die Prüfung, ob die Bereitschaftsspannung benötigt wird, und das Durchführen der Leistungseinsparbetriebsart durch das Abschalten der Schaltsteuerschaltung, wenn die Bereitschaftsspannung nicht benötigt wird.
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Unter Verwendung der Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann, da nur die Startschaltschaltung, die einen Leistungsverbrauch von einigen mWh aufweist, in der Bereitschaftsbetriebsart betrieben wird, und die anderen Schaltungsteile nicht mit Leistung versorgt werden, der Leistungsverbrauch in der Bereitschaftsbetriebsart, in der auf den Empfang des Fernsteuerungssignals zur Leistungseinschaltung gewartet wird, minimiert werden. Da die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Leistungseinsparbetriebsart durch das Hinzufügen einiger Teile und des Fernsteuerungsempfängers bilden können, können die Produktionskosten minimiert und die Leistungseinspareffizienz maximiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteil wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, Bezug genommen.
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1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
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2 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist ein Flußdiagramm, das eine Leistungsabschaltsteuerfunktion des Mikrocomputers der 2 zeigt; und
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4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird nun detaillierter auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen ein Beispiel in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, Bezug genommen.
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2 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Stromversorgungsvorrichtung (im Folgenden als eine Leistungsversorgungsvorrichtung bezeichnet) gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet das Verfahren des Ausgangsspannungsabfalls. Die Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Eingangsleistungsschaltung 10, einen Leistungstransformator 12, eine Betriebsleistungsschaltung 14, eine Bereitschaftsleistungsschaltung 16, eine Hilfsleistungsschaltung 18, eine Schaltsteuerschaltung 20, einen ersten Fernsteuerungsempfänger 26, eine Rückkoppelschaltung 30, eine Startschaltung 40 (im Folgenden als eine Startschaltung (40) bezeichnet) und einen Mikrocomputer 50. Im Vergleich zur Schaltung der 1 unterscheiden sich die Rückkoppelschaltung 30 und der Mikrocomputer 50 in ihrer Konfiguration, und die Startschaltschaltung 40 wurde hinzugefügt. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Teile, und somit wird eine Erläuterung der Komponenten, die den Komponenten in 1 entsprechen, weggelassen.
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Die Rückkoppelschaltung 30 umfaßt einen Fehlerverstärker 22a, einen Photokoppler 22b, Widerstände R1 bis R4 und eine Leistungsabschaltesignaleingabeschaltung 32. Die Leistungsabschaltesignaleingabeschaltung 32 umfaßt Transistoren Q1 und Q2 und Widerstände R5 bis R7. Der Transistor Q2 umfaßt eine Basiselektrode für das Empfangen eines Leistungsabschaltesteuersignals S2 durch den Widerstand R7, eine Kollektorelektrode, die mit einer Basiselektrode des Transistors Q1 verbunden ist, und eine geerdete Emitterelektrode. Der Transistor Q1 umfaßt eine Emitterelektrode, die mit einem gemeinsamen Verbindungsteil zwischen den Widerständen R5 und R6 verbunden ist, und eine Kollektorelektrode, die mit einem invertierenden Anschluß ”–” des Fehlerverstärkers 22a verbunden ist. Der Widerstand R5 ist mit einem dritten Gleichspannungssignal V3 verbunden, und der Widerstand R6 ist geerdet. Wenn das Leistungsabschaltesteuersignal S2 auf einen logisch ”hohen” Pegel geht, so werden die Transistoren Q1 und Q2 angeschaltet, worauf die Leistungsabschaltesignaleingabeschaltung 32 dem invertierenden Anschluß ”–” des Fehlerverstärkers 22a eine Spannung, die durch die Widerstände R5 und R6 geteilt ist, liefert.
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Im Ergebnis nimmt im normalen Betriebszustand eine Detektionsspannung VD, die dem invertierenden Anschluß ”–” des Fehlerverstärkers 22a geliefert wird, durch das Leistungsabschaltesignal, das den logisch ”hohen” Pegel aufweist, stark zu, so daß die Fehlerspannung VE, die eine Ausgangsspannung des Fehlerverstärkers 22a darstellt, stark reduziert wird. Dies erhöht in übertriebener Weise den Rückkoppelstrom, der in die Schaltsteuerschaltung 20 eingegeben wird, so daß die Schaltsteuerschaltung 20 eine Einschaltzeit stark reduziert. Somit fällt eine Spannung, die in der Hilfsleistungsschaltung 18 induziert wird, stark ab. Dann wird, wenn ein Spannungspegel, der an den Betriebsspannungseingangsanschluß VIN der Schaltsteuerschaltung 20 angelegt wird, unter einen vorbestimmten Pegel fällt, die Schaltsteuerschaltung 20 gestoppt. Somit wird, mit Ausnahme der Startschaltschaltung 40 eine elektrische Leistungsversorgung zu den restlichen Schaltungen blockiert, um in eine Leistungseinsparbetriebsart zu gehen. Mit anderen Worten, es wird keine elektrische Leistung, nicht einmal zur Schaltsteuerschaltung 20, dem Mikrocomputer 50 und dem Fernsteuerungsempfänger 26 geliefert.
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Die Startschaltschaltung 40 umfaßt einen Startwiderstand RS, einen zweiten Fernsteuerungsempfänger 42, eine Schaltvorrichtung 44, und eine Startleistungsvorrichtung 46 (im Folgenden als eine Leistungsstartvorrichtung 46 bezeichnet). Der zweite Fernsteuerungsempfänger 42 weist dieselbe Konfiguration wie der erste Fernsteuerungsempfänger 26, der mit dem Mikrocomputer 50 verbunden ist, auf, aber er gibt nur ein Pulssignal aus, wenn ein Leistungsanschaltesignal an ihn angelegt wird. Die Schaltvorrichtung 44 umfaßt Widerstände R8 und R9, einen Kondensator C1, Transistoren Q3 und Q4 und einen zweiten Leistungsschalter SW2. Der Transistor Q3 umfaßt eine Emitterelektrode, die mit dem Startwiderstand RS verbunden ist, eine Kollektorelektrode, die mit dem Betriebsspannunseingangsanschluß VIN der Schaltsteuerschaltung 20 verbunden ist, und eine Basiselektrode, die mit einer Kollektorelektrode des Transistors Q4 verbunden ist. Der Transistor Q4 besitzt eine geerdete Emitterelektrode und eine Basiselektrode, die mit dem Ausgabeanschluß des zweiten Fernsteuerungsempfängers 42 verbunden ist. Zwischen der Basiselektrode des Transistors Q4 und Erde, sind der Widerstand R9 und ein Kondensator C1 parallel geschaltet. Die Kollektorelektrode und die Emitterelektrode des Transistors Q3 sind mit dem zweiten Leistungsschalter SW2 verbunden. Der Leistungsschalter SW2 arbeitet mit einem ersten Leistungsschalter SW1 zusammen. Die Leistungsstartvorrichtung 46 umfaßt einen Widerstand R10, einen Kondensator C2, eine Diode D1 und eine Zenerdiode ZD. Die Leistungsstartvorrichtung 46 empfängt einen Wechselstrom durch den Widerstand R10 und den Kondensator C2, richtet ihm durch die Diode D1 gleich und liefert eine statische Spannung von 5 Volt als Betriebsspannung an den zweiten Fernsteuerungsempfänger 42 durch die Zenerdiode ZD. Die Leistungsstartvorrichtung 46 ist mit einem Wechselstrom durch den Kondensator C2 verbunden und liefert die Betriebsspannung des Fernsteuerungsempfängers 42 periodisch in Intervallen einer halben Wellenlänge eines Wechselstromsignals, wodurch ein Leistungsverbrauch im zweiten Fernsteuerungsempfänger 42 minimiert werden kann. Das heißt, die Startschaltvorrichtung 40 empfängt periodisch die Betriebsspannung durch die Leistungsstartvorrichtung 46. Der zweite Fernsteuerungsempfänger 42 empfängt ein Fernsteuerungssignal, das ein Anschalten anzeigt und gibt ein Pulssignal in Erwiderung auf das Fernsteuerungssignal, das ein Anschalten anzeigt, aus. Das Pulssignal wird in den Kondensator C1 geladen, und wenn der Transistor Q4 angeschaltet wird, wird der Transistor Q3 angeschaltet. Somit wird der Startstrom an die Schaltsteuerschaltung 20 durch den Startwiderstand RS geliefert. Da die Spannung, die in den Kondensator C1 geladen wurde, durch den Widerstand R9 entladen wird, kann eine Anschaltzeit des Transistors Q4 als eine Zeitkonstante des Widerstands R9 und des Kondensators C1 während eine gewissen Zeitdauer (beispielsweise einige Millisekunden), in der die Schaltsteuerschaltung 20 gestartet wird, errichtet werden. Somit tritt, nachdem die Schaltsteuerschaltung 20 gestartet wurde, da der Transistor Q3 den ausgeschalteten Zustand beibehält, ein geringer Leistungsverbrauch durch den Startwiderstand RS auf. Weiterhin ist, da eine elektrische Leistung an die Hilfsleistungsschaltung 18 durch den Startwiderstand RS durch eine Schaltoperation der Leistungsschalter SW1 und SW2 geliefert wird, ein anfängliches Anlaufen möglich.
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Wenn der erste Leistungsschalter SW1 im Zustand, in dem die Leistungversorgung ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, so führt der Mikrocomputer 50 eine Rücksetzoperation durch, so daß die Leistungsversorgungsvorrichtung betrieben werden kann. Wenn der Leistungsschalter SW1 im Zustand, in dem die Leistungsversorgung angeschaltet ist, eingeschaltet wird, so prüft der Mikrocomputer 50, ob eine Funktion, die eine Bereitschaftsleistung erfordert, beispielsweise eine Timerfunktion, errichtet ist oder nicht. Zu dieser Zeit liefert, wenn die Bereitschaftsleistung nicht benötigt wird, der Mikrocomputer 50 das Leistungsabschaltesteuersignal S2 an den Fehlerverstärker 22a. Alternativ liefert, wenn die Bereitschaftsleistung benötigt wird, der Mikrocomputer 52 das Leistungsabschaltesteuersignal S1, um die Betriebsleistungsschaltung 14 auszuschalten.
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3 ist ein Flußdiagramm, das eine Leistungsabschaltesteuerfunktion des Mikrocomputers der 2 zeigt. Der Mikrocomputer 50 empfängt entweder Fernsteuerungssignale von der Fernsteuerung 100 durch den ersten Fernsteuerungsempfänger 26 oder ein Anschaltsignal des Leistungsschalters SW1 (Schritt 300). Es wird geprüft, ob das Fernsteuerungssignal ein Leistungsabschaltesignal ist, oder ob der Leistungsschalter SW1 im Zustand, in dem die Leistungsversorgung angeschaltet ist, angeschaltet wird (Schritt 302). Im Schritt 302 wird, wenn das Fernsteuerungssignal nicht das Leistungsabschaltesignal ist, ein Steuerungsbefehl, der dem empfangen Fernsteuerungssignal entspricht, ausgeführt (Schritt 304). In Schritt 302 wird auch, wenn das Fernsteuerungssignal das Leistungsabschaltesignal ist, geprüft, ob die Bereitschaftsleistung benötigt wird (Schritt 306). Im Falle von beispielsweise einem Fernsehgerät, bei dem eine Anschaltzeit des Fernsehers eingestellt wurde, um das Fernsehgerät zur eingestellten Zeit anzuschalten, ist es notwendig, die Bereitschaftsleistung an den Mikrocomputer 50 zu liefern. Danach wird, wenn die Bereitschaftsleistung benötigt wird, das Leistungsabschaltesteuersignal S1 an die Betriebsleistungsschaltung 12 geliefert, um eine Ausgabe der Betriebsleistung V2 zu blockieren (Schritt 310). Mit anderen Worten, das Steuersignal blockiert die parallelen Ansteuerpulse, die zu einer Basiselektrode des parallelen Ausgangstransistors geliefert werden. Alternativ speichert, wenn die Bereitschaftsleistung nicht benötigt wird, der Mikrocomputer 50 interne Daten in einem nicht flüchtigen Speicher, wie einem Flash-Speicher, und er gibt dann das Betriebsleistungsabschaltesteuersignal S2, das einen logisch ”hohen” Pegel aufweist, an den Fehlerverstärker 22a (Schritt 308).
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In der oben beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung wird die elektrisch Leistung durch drei Betriebsarten gesteuert: der Arbeitsbetriebsart, der Bereitschaftsbetriebsart und der Leistungseinsparbetriebsart. Die Arbeitsbetriebsart und die Bereitschaftsbetriebsart sind dieselben Betriebsarten wie beim Stand der Technik. Da jedoch der Mikrocomputer und die Schaltsteuerschaltung in der Leistungseinsparbetriebsart nicht mit Leistung versorgt werden, beträgt der Leistungsverbrauch in der Startschaltschaltung bloß einige mWh.
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4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet nur einen Fernsteuerungsempfänger, während die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei Fernsteuerungsempfänger verwendet. Das heißt, der erste Fernsteuerungsempfänger 26, der mit dem Mikrocomputer 50 verbunden ist, ist in der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt.
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Wie in 4 gezeigt ist, so umfaßt die Startschaltung 60 im folgenden als Startschaltschaltung 60 bezeichnet den Startwiderstand RS, den dritten Fernsteuerungsempfänger 62, die Schaltvorrichtung 64, die Startleistungsvorrichtung 66 (im Folgenden als die Leistungsstartvorrichtung 66 bezeichnet) und einen Fernsteuerungssignalsendeteil 68. Der dritte Fernsteuerungsempfänger 62 hat dieselbe Konfiguration wie der erste Fernsteuerungsempfänger 26, der mit dem Mikrocomputer 50 der 2 verbunden ist. Mit anderen Worten, der dritte Fernsteuerungsempfänger 62 erzeugt alle eingerichteten Fernsteuerungssignale als auch das Leistungseinschaltefernsteuerungssignal.
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Die Schaltvorrichtung 64 hat dieselbe Konfiguration wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 2 gezeigt ist.
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Die Leistungsstartvorrichtung 66 umfaßt den Widerstand R10, einen Kondensator C2, die Zenerdiode ZD, eine Diode D2 und einen Kondensator C3. Die Leistungsstartvorrichtung 66 empfängt einen Wechselstrom durch den Widerstand R10 und den Kondensator C2 und setzt eine Spannung durch die Zenerdiode ZD fest. An diesem Punkt senkt der Kondensator C2 eine Wechselspannung, und der Widerstand R10 begrenzt einen abnormalen Strom. Eine Spannung von ungefähr 5,6 Volt, die man durch die Zenerdiode ZD erhält, wird durch die Diode D2 gleichgerichtet, und die gleichgerichtete Spannung wird durch den Glättkondensator C3 geglättet, um eine Startspannung von ungefähr 5 Volt als Betriebsspannung des Fernsteuerungsempfängers 62 zu erzeugen.
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Der Fernsteuerungssignalsendeteil 68 umfaßt Widerstände R11 und R12, einen Transistor Q4 und einen Photokoppler PC. Der Transistor Q4 weist eine Kollektorelektrode auf, die mit der Betriebsspannung von 5 Volt durch ein Ausstrahlungsteil des Photokoppler PC und einen Widerstand R11, eine geerdete Emitterelektrode und eine Basiselektrode, die mit einem Ausgabeanschluß des Fernsteuerungsempfängers 62 durch den Widerstand R8 verbunden ist, verbunden ist. Der Photokoppler PC besitzt ein Ende, das ist ein Lichtempfangsteil, das mit der Bereitschaftsleistungsspannung V3 verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem Fernsteuerungssignaleingabeanschluß des Mikrocomputers 50 durch den Widerstand R3 verbunden ist. Der Photokoppler PC dient als eine Isolation, um einen elektrischen Einfluß zwischen dem ersten Teil des Leistungstransformators (das ist der spannungsführende ”heiße” Leistungsteil) und einem zweiten Teil des Leistungstransformators (das ist ein nicht spannungsführender ”kalter” Leistungsteil) zu blockieren.
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Somit führt durch das Leistungsanschaltefernsteuerungssignal die Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dieselbe Operation wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus. Andere Fernsteuerungssignale werden an den Mikrocomputer 50 durch den Fernsteuerungssignalsendeteil 68 übertragen.
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Wie hier beschrieben wurde, kann unter Verwendung der Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da nur die Startschaltschaltung, die einen Leistungsverbrauch von einigen mWh aufweist, in der Bereitschaftsbetriebsart betrieben wird, und die anderen Schaltungsteile nicht mit Leistung versorgt werden, der Leistungsverbrauch in der Bereitschaftsbetriebsart zum Empfang des Leistungsanschaltefernsteuerungssignal minimiert werden. Weiterhin können, da die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Leistungseinsparbetriebsart durch das Hinzufügen mehrerer Teile und des Fernsteuerungsempfängers bilden können, die Produktionskosten minimiert und die Leistungseinspareffizienz maximiert werden.
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Während die Erfindung insbesondere unter Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, daß vorangehende Änderungen und andere Änderungen in der Form und den Details vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 3
- 300
- Der Mikrocomputer empfängt entweder ein Fernsteuerungssignal oder ein Anschaltesignal
- 302
- Es wird geprüft, ob das Fernsteuerungssignal ein Leistungsabschaltesignal ist oder ob der Leistungsschalter im Zustand, in dem die Leistungsversorgungsvorrichtung angeschaltet ist, angeschaltet wird.
- 304
- Ein Steuerbefehl, der dem empfangenen Fernsteuerungssignal entspricht, wird ausgeführt
- 306
- Es wird geprüft, ob die Bereitschaftsleistung benötigt wird
- 308
- Der Mikrocomputer gibt das Betriebsleistungsabschaltesteuersignal, das einen logisch ”hohen” Pegel aufweist, an den Fehlerverstärker
- 310
- Das Leistungsabschaltesteuersignal wird an die Betriebsleistungsschaltung geliefert, um eine Ausgabe der Betriebsleistung zu blockieren
