专利名称：节电显示装置及控制其电源的方法
技术领域：
本发明总的涉及一种节电显示装置，其具有显示电源管理系统(称作“DPMS”)功能，并且特别是涉及一种节电显示装置及控制其电源的方法，其中电源只在中止状态下提供给所需的各元件，使得中止状态可以保持在最低的耗电下。
通常，显示装置包括控制装置，用以节省耗电。一种方法是，控制装置可由DPMS来完成，它是由美国的电视电子标准协会(VESA)提出的。
DPMS具有为省电按照计算机的使用状态用以管理显示装置电源的作用，它是计算机的外围设备之一。
根据VESA，计算机按照其使用状态有选择地将水平和垂直同步信号提供或停止给显示装置，并且显示装置按照计算机的现有水平和垂直同步信号管理电源。
电源管理状态可以分为电源接通状态、备用状态、中止状态和电源断开状态。水平和垂直同步信号两者是在电源接通状态下提供的，而只有垂直同步信号是在备用状态下提供的。水平同步信号只是在中止状态下提供，而水平或垂直同步信号将不在电源断开状态下提供。
电源管理状态随着计算机不使用时间的持续过程顺序地变为接通状态→备用状态→中止状态→电源断开状态。通常可以规定，显示装置的耗电为在接通状态下为约80W，在备用状态下为65W或以下，在中止状态下为25W或以下，和在电源断开状态下为5W或以下。
图1是一方框图，其表示提供给计算机的常用阴极射线管(CRT)的显示装置。如图所示，常用显示装置包括主供电电路20，用以给显示装置中的各元件供电。
主供电电路20包括场效应晶体管Q11，其栅极端子连接于电源控制电路(IC)21的输出端，其漏极端子连接于转换变压器22的初级线圈一侧，和其源极端子连接于共同连接于电源控制IC 21的输入端并通过电流检测电阻R11连接于地电压端。
常用显示装置进一步包括电源整流器10，用以将交流(AC)电整流为直流(DC)电。电源整流器10包括其输出端，其连接于转换变压器22初级线圈的另一侧。转换变压器22还包括二次线圈，其一侧接地，而另一侧连接于主供电电路20中二次整流/分配电路23的输入端。
电源整流器10的输出端还连接于辅助供电电路30的输出端上。
二次整流/分配电路23具有第一输出端，其连接于第二调节器REG2的输入端上，用以对其输出大约16V的电压Va。第二调节器REG2具有其输出端，其连接于同步处理/驱动IC 80的输入端，并且滤波电容器C11具有正电极，其连接在第二调节器REG2的输出端和同步处理/驱动IC 80输入端之间，和负电极，其连接于地电压端。同步处理/驱动IC 80具有输出端，其通过高压驱动电路90连接于高压输出电路110的一个输入端，同步处理/驱动IC 80的输出端还通过水平驱动电路100连接于水平输出电路120的一个输入端。高压输出电路110和水平输出电路120具有另外的输入端，其共同连接于二次整流/分配电路23的第二输出端b，由其输入大约195V的电压Vb。
二次整流/分配电路23进一步具有第三输出端c，其共同连接于视频输出和水平聚焦电路的输入端(未示出)用以向其输出大约80V的电压Vc，和第四输出端d，其共同连接于空白和水平驱动电路的输入端(未示出)，用以对其输出大约20V的电压Vd。
二次整流/分配电路23进一步具有第六输出端f，其连接于第一调节器REG1的输入端，用以对其输出大约12V的电压Vf。
二次整流/分配电路23进一步具有第五输出端e，其连接于二极管D11的阴极，用以对其输出大约-12V的电压Ve。二极管D11具有的阳极通过电压降电阻R12连接于CRT70的加热器，用以提供大约-6.3V的电压使其操作。滤波电容器C12具有负电极，其连接于二极管D11阳极和电阻器R12之间，和正电极，其连接于接地端。
辅助供电电路30具有输出端g，其连接于二极管D12的阳极，用以为其输出大约12V的电压Vg。二极管D12具有阴极，其连接于第一调节器REG1的输入端。滤波电容器C13具有正电极，其连接于二极管D12阴极和第一调节器REG1输入端之间，和负电极，其连接于地电压端。第一调节器REG1具有输出端，其共同连接于同步信号输入电路40的输入端和微机50上，用以提供大约5V的电压。
微机50具有第一控制端50A，其连接于DPMS控制器60的断开型端子60A上，和第二控制端50B，其通过分压电阻R13和R14连接于第二调节器REG2的控制端。
DPMS控制器60具有输出端60B，其连接于电源控制IC 21的另一输入端上。
下面将描述具有上述结构的常用CRT显示装置的操作。
当电源管理状态在施加了水平和垂直同步信号时处于接通状态，在只施加垂直同步信号时处于备用状态时，主供电电路20以这样的方式正常操作，使得二次整流/分配电路23在其输出端a-f处正常地提供各种电压。
然而，当电源管理状态在不施加水平或垂直同步信号时处于电源断开状态时，微机50输出一断开状态逻辑信号给在其第一控制端50A上的DPMS控制器60的断开型端子60A。对应于微机50的断开状态逻辑信号，DPMS控制器60提供其输出信号给在其输出端60B上的电源控制IC 21，以切断场效应晶体管Q11。
当场效应晶体管Q11断开时，将没有电压施加在转换变压器22的初级线圈上，由此使主供电电路20不操作。因此，不会由二次整流/分配电路23的输出端a-f提供任何电压，由此将没有任何电压施加到CRT70的加热器上。
另一方面，电源整流器10的输出电压会施加到辅助供电电路30上，其然后会将约12V的电压Vg提供给第一调节器REG1。然后，第一调节器REG1将大约5V的电压提供给同步信号输入电路40和微机50。因此，微机50可以连续地检查同步信号输入电路40是否输入了水平和垂直同步信号。
在电源断开状态下，如上所述，辅助供电电路30的输出电压只提供给微机50和同步信号输入电路40，由此主供电电路20不操作。因此，在电源断开状态下的耗电不会超过5W，这是由VESA所建议的。
当电源管理状态在只提供了水平同步信号下处于中止状态时，微机50不会将断开状态逻辑信号输出给在其第一控制端50A上的DPMS控制器60的断开型端子60A，以便于接通场效应晶体管Q11。
当场效应晶体管Q11接通时，电源整流器10的输出电压会施加到转换变压器22的初级线圈上，由此使主供电电路20操作。
其结果是，各种电压均是由二次整流/分配电路23的输出端a-f提供的，由此使相应的电压施加在CRT 70的加热器上。
值得注意的是，相应电压即使在中止状态下也要连续提供给CRT70的加热器，因为，在VESA中就已经规定了，中止恢复时间为4秒。换句话说，即使由于电源断开加热器冷却以后再将电源提供给加热器，也将需要更多的加热时间。为此，当停止给加热器供电时，在VESA中所规定的中止恢复时间通常不是令人满意的。
还是在中止状态下，微机50将在其第二控制端50B上输出的控制信号通过分压电阻R13和R14提供给第二调节器REG2的控制端，使得第二调节器REG2的输出电压可以变为低电平。
因此，虽然第二调节器REG2由二次整流/分配电路23的第一输出端而输入电压Va，但它不能操作同步处理/驱动IC 80。结果，就不能操作高电压驱动电路90和水平驱动电路100。
换句话说，高电压驱动电路90和水平驱动电路100不能操作，即使在它们由二次整流/分配电路23的第二输出端输入大约195V电压Vb。
如上所述，在常用显示装置中，在中止状态下的耗电不会超过25W，这是由VESA建议的。
然而，在中止状态下，除了将电压提供给基本元件如微机50、同步信号输入电路40和CRT加热器以外，还可将二次整流/分配电路23的输出端电压提供给第二调节器REG2和各种其它的IC，未示出，从而导致不必要的耗电。
因此，本发明就是针对上述问题作出的，并且本发明的目的就是提供一种节电显示装置和用于控制其电源的方法，其中，当电源管理状态处于中止状态下时，会操作辅助供电电路，以将电源实质上只提供给中止状态下的元件，使得可以防止不必要的耗电。
根据本发明的一个方面，提供一种节电显示装置，其包括电源整流装置，用以将工业交流电变换为直流电；主供电装置，用以将电源整流装置的输出电压变换为提供给显示装置中各元件所需的电压；同步信号鉴别装置，用以鉴别是否输入了水平和垂直同步信号，并根据鉴别结果产生第一和第二控制信号；主电源中断装置，用以根据同步信号鉴别装置的第一控制信号中断主供电装置的操作；辅助供电装置，其根据电源整流装置的输出电压持续地操作，即使主供电装置中断了操作；加热器电源调节装置，用以改变提供给阴极射线管加热器的电压或根据同步信号鉴别装置的第二控制信号保持其恒定；和加热器电源连接装置，用以在主供电装置中断操作时将辅助供电装置的输出电压提供给加热器电源调节装置。
根据本发明的另一方面，提供一种节电显示装置，其包括电源整流装置，用以将工业交流电变换为直流电；主供电装置，用以将电源整流装置的输出电压变换为提供给显示装置中各元件所需的电压；同步信号鉴别装置，用以鉴别是否输入了水平和垂直同步信号，并根据鉴别结果产生第一和第二控制信号；主电源中断装置，用以根据同步信号鉴别装置的第一控制信号中断主供电装置的操作；辅助供电装置，其根据电源整流装置的输出电压持续地操作，即使主供电装置中断了操作；加热器电源调节装置，用以改变提供给阴极射线管加热器的电压或根据同步信号鉴别装置的第二控制信号保持其恒定；和加热器电源连接装置，用以将辅助供电装置的输出电压提供给加热器电源调节装置，而不管主供电装置的操作与否。
根据本发明的再一方面，提供一种根据是否输入了水平和垂直同步信号来控制显示装置电源的方法，其包括如果只输入了水平同步信号的话中断主电源的第一步；和在主电源中断时将辅助电源提供给阴极射线管的加热器的第二步。
通过参照附图在下列进行的详细描述将使本发明的上述和其它的目的、特征和优点得到更为清楚的理解，其中图1是方框图，其表示应用于计算机的常用显示装置的结构；图2是示意方框图，其表示本发明节电显示装置的结构；图3是根据本发明的节电显示装置一实施例的详细方框图；和图4是根据本发明节电显示装置另一实施例的详细方框图。
图2是表示本发明节电显示装置结构的示意方框图。如图所示，节电显示装置包括电源整流器200，用以将工业交流电AC变换为直流电DC，和主辅供电电路210和220，用以将电源整流器200的输出电压变换为所需电压。主供电电路210根据主电源断路器260的输出信号在中止和电源断开状态下中断操作。辅助供电电路220即使在主供电电路210中断操作的情况下仍持续地操作。
节电显示装置进一步包括加热器电源连接器230，用以将主供电电路210的输出电压在主供电电路210操作时提供给加热器电源调节电路240，并且在主供电电路210中断操作时将辅助供电电路220的输出电压提供给加热器电源调节电路240。可替换地，可将加热器电源连接器230如此构成，使得可将辅助供电电路220的输出电压提供给加热器电源调节电路240，而不管主供电电路操作与否。在这种情况下，加热器电源连接器230将不与主供电电路210电气连接。
节电显示装置进一步包括同步信号鉴别器250，用以鉴别是否输入了水平和垂直同步信号，并根据鉴别结果控制加热器电源调节电路240和主电源断路器260，以进行电源管理。
主电源断路器260在显示装置处于中止和电源断开状态下时，根据同步信号鉴别器250的输出信号将其输出信号提供给主供电电路210，以中断主供电电路210的操作。
加热器电源调节电路240连接在加热器电源连接器230和CRT 70的加热器之间，用以改变提供给加热器的电压或保持其恒定。当显示装置处于电源断开状态时，加热器调节电路240根据同步信号鉴别器250的另一输出信号停止操作。
图3是根据本发明的节电显示装置一实施例的详细方框图。该图中的一些部分与图1中的相同。因此，类似的标号表示类似的部分，并且省略了对其的描述。
如图3所示，驱动高压驱动电路90和水平驱动电路100的同步处理/驱动IC 80的输入端直接连接于二次整流/分配电路23的输出端。
在同步信号鉴别器250中的微机50在其第一控制端50A上输出断开状态逻辑信号给主电源断路器260的断开型端子60A，其断路器260就是图1中所示的DPMS控制器60。
加热器电源连接器230包括二极管D21，其阴极连接于二次整流/分配电路23的负电压输出端e，二极管D23，其阴极连接于辅助供电电路220的负电压输出端f，和二极管D22，其阳极连接于二极管D21的阳极，其阴极连接于二极管D23的阳极。
二极管D22的阳极还连接于加热器电源调节电路240中第二调节器REG2的输入端，其输出端连接于CRT 70的加热器上。
另外，加热器电源调节电路240包括调节器控制电路130，用以根据微机50第二控制端50C的控制信号控制第二调节器REG2的操作和输出电压。最后，调节器控制电路130的输入端连接于微机50的第二控制端50C上，并且其输出端通过分压电阻R22和R23和可变电阻VR21连接于第二调节器REG2的输入端上。
下面将详细地描述具有根据本发明上述结构的节电显示装置的实施例操作。
首先，微机50检查是否同步信号输入电路40输入了水平和垂直同步信号。此时，如果同步信号输入电路40只输入了水平同步信号的话，微机50将在中止状态下进行电源管理。
在中止状态下，微机50在其第一控制端50A上将断开状态逻辑信号输出给DPMS控制器60的断开型端子60A。根据微机50的断开状态逻辑信号，DPMS控制器60在其输出端60B上将其输出信号提供给电源控制IC 21，用以断开作为转换装置的主供电电路210中的场效应晶体管Q21。
当场效应晶体管Q21断开时，主供电电路210将中断操作。结果，由二次整流/分配电路23的输出端a-e不会提供任何电压。
此时，会由辅助供电电路220的输出端f通过二极管D23和D22和第二调节器REG2提供大约-8.5V的负电压给CRT 70的加热器，用以代替二次整流/分配电路23输出端e的输出电压。
更详细地，当主供电电路210正常操作时，二次整流/分配电路23输出端e的-12V电压低于辅助供电电路220输出端f的-8.5V电压。因此，辅助供电电路220将不与第二调节器REG2电连接。然而，在主供电电路210不操作的情况下，在辅助供电电路220的输出端f与第二调节器REG2之间形成电流通路。
值得注意的是，在二极管D21的阳极与CRT 70的加热器之间第二调节器REG2的连接可以克服只使用电阻(图1中的R12)的常用连接所导致的急剧电压变化，其中二极管D21的阴极连接于二次整流/分配电路23的负电压输出端e上。
第二调节器REG2可以由调节器控制电路130的输出信号进行控制，其调节器控制电路130是根据微机50第二控制端50C的控制信号进行操作的。
也就是说，第二调节器REG2在中止状态下正常操作，而其根据微机50第二控制端50C的控制信号在电源断开状态下停止操作，用以阻止向CRT 70的加热器提供电压，以便避免耗电。
另外，第二调节器REG2的输出值明显地可以通过可变电阻VR21进行外部调节。
图4是根据本发明节电显示装置的另一实施例的详细方框图。第二实施例实质上在结构和操作上与第一实施例相同，只是在第二实施例中的加热器电源连接器230在结构和操作上与第一实施例有所不同。因此，将在下面参照附图3和4只详细地描述加热器电源连接器230的结构和操作。
如图3和4所示，在第二实施例中的加热器电源连接器230不包括其阴极连接于二次整流/分配电路23负电压输出端e的二极管D21，和与二极管D21的阳极并联连接的二极管D22和滤波电容器C22。
在第二实施例中，加热器电源连接器230包括二极管D31，其阴极连接于辅助供电电路220的负电压输出端f，其阳极直接连接于加热器电源调节电路240上。
第一和第二实施例在操作上的不同如下在第一实施例中，通过第二调节器REG2向CRT 70的加热器的供电是通过在接通状态下由主供电电路210中二次整流/分配电路23的负电压输出端e进行的，和通过在中止状态下由辅助供电电路220的负电压输出端f进行的。
然而，在第二实施例中，通过第二调节器REG2向CRT 70的加热器的供电是通过在接通和中止两状态下由辅助供电电路220的负电压输出端f进行的。
通过上面的描述很清楚，按照本发明，当电源管理状态处于中止状态下时，电源实质上只是向中止状态下的元件供电。因此，可以防止不必要的耗电，从而节能。
虽然为说明的目的已经公开了本发明的优选实施例，但对于本技术领域的普通专业人员来说，可以进行各种改进、添加和替换，但其均不会脱离所附权利要求所限定的本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种节电显示装置，其包括电源整流装置，用以将工业交流电变换为直流电；主供电装置，用以将所述电源整流装置的输出电压变换为提供给显示装置中各元件所需的电压；同步信号鉴别装置，用以鉴别是否输入了水平和垂直同步信号，并根据鉴别结果产生第一和第二控制信号；主电源中断装置，用以根据同步信号鉴别装置的第一控制信号中断所述主供电装置的操作；辅助供电装置，其根据所述电源整流装置的输出电压持续地操作，即使所述主供电装置中断了操作；加热器电源调节装置，用以改变提供给阴极射线管加热器的电压或根据所述同步信号鉴别装置的第二控制信号保持其恒定；和加热器电源连接装置，用以在所述主供电装置中断操作时将辅助供电装置的输出电压提供给所述加热器电源调节装置。
2.如权利要求1所述的节电显示装置，其中所述同步信号鉴别装置包括同步信号输入电路，用以输入水平和垂直同步信号；和微机，用以鉴别是否由所述同步信号输入电路输入了水平和垂直同步信号，并且根据鉴别的结果产生第一和第二控制信号。
3.如权利要求1所述的节电显示装置，其中所述主电源中断装置包括控制电路，用以在只有水平同步信号输入时或没有水平或垂直同步信号输入时，根据所述同步信号鉴别装置的第一控制信号中断所述主供电装置的操作。
4.如权利要求1所述的节电显示装置，其中所述辅助供电装置在所述主供电装置不中断操作时只与同步信号鉴别装置电连接，并且在所述主供电装置中断操作时与所述同步信号鉴别装置和所述阴极射线管的所述加热器电连接。
5.如权利要求1所述的节电显示装置，其中所述加热器电源连接装置包括多个二极管。
6.如权利要求1所述的节电显示装置，其中所述加热器电源调节装置在至少输入了水平和垂直同步信号中的一个时，根据所述同步信号鉴别装置的第二控制信号进行操作。
7.如权利要求1所述的节电显示装置，其中所述加热器电源调节装置包括调节器电路。
8.一种节电显示装置，其包括电源整流装置，用以将工业交流电变换为直流电；主供电装置，用以将所述电源整流装置的输出电压变换为提供给显示装置中各元件所需的电压；同步信号鉴别装置，用以鉴别是否输入了水平和垂直同步信号，并根据鉴别结果产生第一和第二控制信号；主电源中断装置，用以根据同步信号鉴别装置的第一控制信号中断所述主供电装置的操作；辅助供电装置，其根据所述电源整流装置的输出电压持续地操作，即使所述主供电装置中断了操作；加热器电源调节装置，用以改变提供给阴极射线管加热器的电压或根据所述同步信号鉴别装置的第二控制信号保持其恒定；和加热器电源连接装置，用以将辅助供电装置的输出电压提供给所述加热器电源调节装置，而不管所述主供电装置的操作与否。
9.一种根据是否输入了水平和垂直同步信号来控制显示装置电源的方法，其包括下列步骤如果只输入了水平同步信号时中断主电源；和在主电源中断时，将辅助电源提供给阴极射线管的加热器。
10.如权利要求9所述的控制显示装置电源的方法，其中所述辅助供电步骤是通过加热器电源连接装置进行的，所述加热器电源连接装置包括至少一个二极管。
11.如权利要求9所述的控制显示装置电源的方法，其中所述辅助电源是由辅助供电装置提供的。
全文摘要
本发明公开了一种节电显示装置及控制其电源的方法。节电显示装置,同步信号鉴别器;主电源断路器;辅助供电电路;加热器电源调节电路和加热器电源连接器。控制显示装置电源的方法包括如果只输入水平同步信号时中断主电源以及在主电源中断时,将辅助电源提供给阴极射线管的加热器。
文档编号G06F1/32GK1173655SQ97116750
公开日1998年2月18日 申请日期1997年8月13日 优先权日1996年8月14日
发明者方正镐 申请人:三星电子株式会社