DE19700641A1 - Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungsschal­ tung für eine Videoanzeigevorrichtung, und insbesondere eine Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung, welche eine Schaltmodus-Stromversorgung (SMPS) und eine Lei­ stungsfaktor-Korrekturschaltung verwendet, welche den Lei­ stungsverbrauch reduzieren kann, der durch die Leistungsfaktor- Korrekturschaltung verursacht wird, wenn eine Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis durchgeführt wird.

In jüngerer Zeit werden die meisten Stromversorgungsschaltungen für Videoanzeigevorrichtungen mit einer Schaltmodus- Stromversorgung (SMPS) versehen, da eine Gleichstrom- oder Wechselstrom-Stromversorgung durch die SMPS leicht in Gleich­ strom-Stromversorgungen verschiedener Pegel umgewandelt werden können.

Bei einigen Stromversorgungsschaltungen mit einer SMPS kann ei­ ne Leistungsfaktor-Korrekturschaltung vorgesehen sein. Die Lei­ stungsfaktor-Korrekturschaltung, welche zum Verbessern des Lei­ stungsfaktors der Stromversorgung durch Korrigieren der Wellen­ form des der SMPS zugeführten Stroms auf ungefähr eine Sinus­ welle dient, ist im allgemeinen parallel mit dem Eingangsan­ schluß der SMPS verbunden. Die Videoanzeigevorrichtung, die mit einer SMPS und einer Leistungsfaktor-Korrekturschaltung verse­ hen ist, führt eine Anzeigesteuerung für eine Leistungserspar­ nis mittels eines Mikrocomputers durch. Mit anderen Worten re­ duziert in einem Fall, in dem ein Benutzer eine Videonanzeige­ vorrichtung eine Zeit lang nicht benutzt oder einen Befehl zur Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis eingibt, die Vi­ deoanzeigevorrichtung die einer Kathodenstrahlröhre (CRT) von der SMPS zugeführte Spannung auf einen vorbestimmten Pegel, um die Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis durchzuführen, was in der Reduktion des unnötigen Stromverbrauchs resultiert, der durch einen Normalbetrieb der SMPS verursacht wird.

Fig. 1 zeigt eine übliche Stromversorgungsschaltung einer Vi­ deoanzeigevorrichtung mit einer Leistungsersparnisfunktion. Mit Bezug auf Figur 1 enthält die übliche Stromversorgungsschaltung eine Gleichrichterschaltung 1 zum Gleichrichten einer Eingangs­ wechselstromversorgung, eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 2 zum Steuern der Wellenform der gleichgerichteten Gleichstrom­ versorgung zur Erzeugung einer weiteren Wechselstromversorgung, deren Wellenform ähnlich der einer Sinuswelle ist, eine SMPS 3 zum Umwandeln der durch die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 2 vorgesehenen Stromversorgung in Gleichstromversorgungen (B⁺1 -B⁺n) verschiedener Pegel, sowie einen Mikrocomputer 4 zum Be­ stimmen, ob die Anzeige für eine Leistungsersparnis der Video­ anzeigevorrichtung zu steuern ist, und zum Liefern eines Steu­ ersignals einer H- oder eines L-Pegels an die SMPS 3.

Die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 2 enthält eine Spule L1, eine Diode D1, einen Kondensator C1, einen Transistor Q1, und eine Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 2a. Die Gleich­ richterschaltung 1 kann leicht durch Verwendung bekannter Schaltungen unter Beachtung ihrer Gleichrichtungseigenschaften aufgebaut werden.

Der Betrieb der üblichen Stromversorgungsschaltung für eine Vi­ deoanzeigevorrichtung, die eine Leistungsersparnis- Steuerfunktion, welche wie oben beschrieben konstruiert ist, aufweist, wird jetzt beschrieben.

Die Eingangswechselstromversorgung wird durch die Gleich­ richterschaltung 1 gleichgerichtet. Sie tritt dann durch den Kondensator C1 und die Diode D1 der Leistungsfaktor- Korrekturschaltung 2 und wird der SMPS 3 zugeführt. Auf dieser Stufe wird eine Stromversorgung Vcc1, welche durch eine Teiler­ schaltung (nicht illustriert) von der Stromversorgung, die an der Primärseite der SMPS 3 vorgesehen ist, abgeteilt wurde, kontinuierlich der Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 2a zugeführt. Die Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 2a er­ zeugt kontinuierlich ein Impulssignal mit einer vorbestimmten Periode und einem vorbestimmten Pegel für die Basis des Transi­ stors Q1. Dadurch wiederholt der Transistor Q1 einen Ein-/Aus- Betrieb entsprechend dem an seine Basis angelegte Impulssignal.

Falls der Transistor Q1 in einem "EIN"-Zustand ist, fließt der Strom von dem Transistor Q1 zur Spule L1. Falls der Transistor Q1 in einem "AUS"-Zustand ist, wird der Strom, der in der Spule L1 verbleibt, in dem Kondensator C1 über die Diode D1 akkumu­ liert. Deshalb wird die Stromwellenform der Stromversorgung, welche der SMPS 3 zugeführt wird, so korrigiert, daß sie unge­ fähr eine Sinuswelle ist. D.h. die Leistung P wird durch den folgenden Ausdruck dargestellt:

P = V × I × cosΘ

wobei V eine Spannung, I ein Strom und cosΘ ein Leistungsfaktor ist.

Entsprechend dem Intervall zwischen dem Ein- und Ausschalten des Transistors Q1 nimmt die Stromwellenform der Stromversor­ gung, welche für die SMPS 3 vorgesehen ist, die Gestalt des ge­ schalteten Mittelwerts des Transistors Q1 an und wird ungefähr eine Sinuswelle. Dementsprechend wird cosΘ nahezu 1, was den Leistungsfaktor verbessert.

Der Mikrocomputer 4 bestimmt, ob die Videoanzeigevorrichtung benutzt wird oder ob es einen Befehl zur Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis gibt, unter vorbestimmten Intervallen. Falls der Mikrocomputer 4 erkennt, daß der vorliegende Zustand ein Normalzustand ist, d. h. falls die Videoanzeigevorrichtung normal benutzt wird, liefert der Mikrocomputer 4 ein H-Pegel- Signal an die SMPS 3, so daß der Kathodenstrahlröhre (CRT) eine normale Lastspannung zugeführt wird. Falls der Mikrocomputer 4 erkennt, daß eine Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis durchgeführt werden soll, beispielsweise weil ein Benutzer die Videoanzeigevorrichtung eine Zeit lang nicht benutzt, liefert er ein L-Pegel-Signal an die SMPS 3. Somit erzeugt die SMPS 3 ein Spannungssignal, das niedriger als ein vorbestimmter Pegel ist, für die Videoanzeigevorrichtung, um den Stromverbrauch zu minimieren.

Bei der üblichen Stromversorgungsschaltung mit solch einer Lei­ stungsersparnisfunktion, wie oben beschrieben, steuert der Mi­ krocomputer 4 jedoch das Ausgangssignal der SMPS 3, wenn die Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis durchgeführt wird, um den unnötigen Leistungsverbrauch zu verhindern. Jedoch kann die Leistung, die durch die Leistungsfaktor- Korrektursteuerschaltung 2a selbst verbraucht wird, nicht ein­ gespart werden, da die Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 3a die Stromversorgung Vcc1 von der Primärseite der SMPS 3 emp­ fängt. Deshalb kann die übliche Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung die Leistungsersparnissteuerung zum Reduzieren des unnötigen Stromverbrauchs nicht effektiv durchführen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung mit einer Schaltmodus-Stromversorgung (SMPS) und einer Leistungs­ faktor-Korrekturschaltung zu schaffen, welche die durch die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung beim Durchführen einer An­ zeigesteuerung für eine Leistungsersparnis verbrauchte Leistung reduzieren kann.

Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe durch die Stromversor­ gungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, welche aufweist:
eine Gleichrichtereinrichtung zum Gleichrichten einer Eingangs­ wechselstromversorgung;
eine Leistungsfaktor-Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Stromwellenform der gleichgerichteten Stromversorgung, die von der Gleichrichtereinrichtung geliefert wird, zum Erzeugen einer weiteren Wechselstromversorgung mit einer Stromwellenform einer Sinuswelle in Übereinstimmung mit einer ersten Gleichstromver­ sorgung;
eine Stromversorgungseinrichtung zum Umwandeln der von der Lei­ stungsfaktor-Korrektureinrichtung zugeführten Wechselstromver­ sorgung in Gleichstromversorgungen verschiedener Pegel ein­ schließlich der ersten Gleichstromversorgung, die der Lei­ stungsfaktor-Korrektureinrichtung zugeführt wird;
eine Steuereinrichtung zum Bestimmen, ob eine Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis der Videoanzeigevorrichtung durch­ zuführen ist, und zum Liefern eines Steuersignals; und
eine Schalteinrichtung zum alternativen Schalten der ersten Gleichstromversorgung, die der Leistungsfaktor- Korrektureinrichtung zugeführt wird, gemäß dem von der Steuer­ einrichtung gelieferten Steuersignal.

Die obige Aufgabe, weitere Merkmale und Vorteile der vorliegen­ den Erfindung werden klarer durch die Beschreibung der bevor­ zugten Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnun­ gen erscheinen.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer üblichen Stromversorgungsschal­ tung für eine Videoanzeigevorrichtung mit einer Lei­ stungsersparnis-Steuerfunktion; und

Fig. 2 ein Schaltbild der Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung mit einer Leistungsersparnis- Steuerfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Stromversorgungsschaltung für eine Videoan­ zeigevorrichtung mit einer Leistungsersparnis-Steuerfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf Fig. 2 enthält die Stromversorgungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung eine Gleichrichterschaltung 10 zum Gleichrichten einer Ein­ gangswechselstromversorgung, eine Leistungsfaktor- Korrekturschaltung 20 zum Korrigieren der Stromwellenform der gleichgerichteten Stromversorgung, die von der Gleichrichter­ schaltung 10 zugeführt wird, um eine weitere Wechselstromver­ sorgung mit einer Stromwellenform von ungefähr einer Sinuswelle zu erzeugen, eine SMPS 30 zum Umwandeln der Wechselstromversor­ gung, die von der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 20 ausge­ geben wird, in Gleichstromversorgungen (B⁺1-B⁺n) verschiede­ ner Pegel, einen Mikrocomputer 40 zum Bestimmen, ob eine Anzei­ gesteuerung für eine Leistungsersparnis durchzuführen ist, und zum Ausgeben eines Steuersignals eines H- oder eines L-Pegels, sowie einen Schaltabschnitt 50 zum alternativen Schalten der Stromversorgung Vcc2, die der Leistungsfaktor- Korrekturschaltung 20 von der SMPS 30 zugeführt wird, gemäß dem H- oder L-Pegel-Steuersignal, das von dem Mikrocomputer 40 aus­ gegeben wird.

Die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 20 enthält eine Spule L2, eine Diode D2 zum Gleichrichten der Wechselstromversorgung über die Spule L2, eine Leistungsfaktor- Korrektursteuerschaltung 20a zum Empfangen der Stromversorgung Vcc2, die von dem Primärteil der SMPS 30 zugeführt wird, und zum Ausgeben eines Ansteuerimpulssignals eines vorbestimmten Pegels, einen Transistor Q1, der wiederholt ansprechend auf das Ansteuerimpulssignal der Leistungsfaktor- Korrektursteuerschaltung 20a ein- oder ausgeschaltet wird, so­ wie einen Kondensator C2, der durch die Diode D2 geladen wird.

Der Schaltabschnitt 50 weist einen Transistor Q3 auf, der an­ sprechend auf das vom Mikrocomputer 40 ausgegebene H- oder L-Pegel-Steuersignal ein- oder ausgeschaltet wird, einen Photo­ koppler PD1, der aus einer lichtemittierenden Diode D3 und ei­ nem Phototransistor Q5 besteht, zum Steuern der Stromversorgung Vcc2 zum Ansteuern der Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 20a.

Der Betrieb der Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzei­ gevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche wie oben beschrieben konstruiert ist, wird jetzt erklärt.

Eine Eingangswechselstromversorgung wird über die Gleich­ richterschaltung 10 gleichgerichtet, und die gleichgerichtete Stromversorgung wird an die SMPS 30 über den Kondensator C2 und die Diode D2 in der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 20 ange­ legt. An dieser Stufe wird die Stromversorgung Vcc2, die durch eine Teilerschaltung (nicht illustriert) von einer Gleichstrom­ versorgung, die auf der Primärseite der SMPS 30 vorgesehen ist, abgeteilt wurde, der Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 20a kontinuierlich zugeführt. Die Leistungsfaktor- Korrektursteuerschaltung 20a erzeugt kontinuierlich ein Impuls­ signal mit einer vorbestimmten Periode und einem vorbestimmten Pegel für die Basis des Transistors Q2, welches bewirkt, daß der Transistor Q2 wiederholt ein- und ausgeschaltet wird.

Falls der Transistor Q2 in einem "Ein"-Zustand ist, fließt der Strom von dem Transistor Q2 zur Spule L2. Falls-der Transistor Q1 "aus"-geschaltet ist wird der Strom, der in der Spule L2 verbleibt, in dem Kondensator C2 über die Diode D2 akkumuliert. Deshalb wird die Stromwellenform der Wechselstromversorgung, die der SMPS 30 zugeführt wird, so korrigiert, daß sie nahezu eine Sinuswelle ist. Hierbei nimmt die Stromwellenform der Stromversorgung, die an die SMPS 30 angelegt ist, die Gestalt des geschalteten Mittelwerts des Transistors Q2 an und wird un­ gefähr eine Sinuswelle. Demzufolge ist der Leistungsfaktor ver­ bessert und wird nahezu 1.

Der Mikrocomputer 40 bestimmt, ob ein Benutzer die Videoanzei­ gevorrichtung benutzt oder ob es einen Befehl zur Anzeigesteue­ rung für eine Leistungsersparnis gibt, unter vorbestimmten In­ tervallen. Falls der Mikrocomputer 40 in einem Normalzustand ist, d. h. falls er erkennt, daß ein Benutzer die Videoanzeige­ vorrichtung geeignet benutzt, führt er ein H-Pegel-Steuersignal an den Schaltabschnitt 50. Dementsprechend wird der Transistor Q3 eingeschaltet, während der Transistor Q4 ausgeschaltet wird. Dies bewirkt, daß die lichtemittierende Diode D3 und der Pho­ totransistor Q5 ausgeschaltet sind. Somit wird die Stromversor­ gung Vcc2 kontinuierlich der Leistungsfaktor- Korrektursteuerschaltung 20a in der Leistungsfaktor Korrekturschaltung 20 zugeführt. Die SMPS 30 arbeitet derart, daß sie eine normale Spannung an die CRT unter der Steuerung des Mikrocomputers 40 zuführt.

Falls der Mikrocomputer 40 erkennt, daß der momentane Zustand anormal ist, d. h. eine Leistungsersparnis-Steuerung durchge­ führt werden sollte, führt er ein L-Pegel-Steuersignal an den Schaltabschnitt 50. Dementsprechend wird der Transistor Q3 aus­ geschaltet, und der Transistor Q4 wird eingeschaltet, was be­ wirkt, daß die lichtemittierende Diode D3 und der Phototransi­ stor Q5 eingeschaltet werden. Demzufolge wird die Stromversor­ gung Vcc2, welche der Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung 20a in der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 20 zuzuführen ist, über den Phototransistor Q5 auf den Masseanschluß G1 abge­ leitet.

Zur selben Zeit führt der Mikrocomputer 40 ein Steuersignal zum Durchführen einer Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis an die SMPS 30. Somit wird die SMPS 30 derart gesteuert, daß sie die CRT mit einer Spannung versorgt, die niedriger als ein vorbestimmter Pegel ist, um den Stromverbrauch zu minimieren.

Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn eine Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis aus solch einem Grund durchgeführt wird, daß ein Benutzer eine Vi­ deoanzeigevorrichtung eine Zeit lang nicht benutzt, die Strom­ versorgung, die der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung zuzufüh­ ren ist, unterbrochen werden, was darin resultiert, daß der Leistungsverbrauch effektiv reduziert werden kann.

Claims (3)

1. Stromversorgungsschaltung für eine Videoanzeigevorrichtung mit:
einer Gleichrichtereinrichtung zum Gleichrichten einer Ein­ gangswechselstromversorgung;
einer Leistungsfaktor-Korrektureinrichtung zum Korrigieren ei­ ner Stromwellenform der gleichgerichteten Stromversorgung, die von der Gleichrichtereinrichtung geliefert wird, zur Erzeugung einer weiteren Wechselstromversorgung mit einer Stromwellenform einer Sinuswelle in Übereinstimmung mit einer ersten Gleich­ stromversorgung;
einer Stromversorgungseinrichtung zum Umwandeln der von der Leistungsfaktor-Korrektureinrichtung erzeugten Wechselstromver­ sorgung in Gleichstromversorgungen verschiedener Pegel ein­ schließlich der ersten Gleichstromversorgung, die der Lei­ stungsfaktor-Korrektureinrichtung zugeführt wird;
einer Steuereinrichtung zum Bestimmen, ob eine Anzeigesteuerung für eine Leistungsersparnis der Videoanzeigevorrichtung durch­ zuführen ist, und zum Erzeugen eines Steuersignals; und
einer Schalteinrichtung zum alternierenden Schalten der ersten Gleichstromversorgung, die der Leistungsfaktor-Korrekturein­ richtung zugeführt wird, gemäß dem von der Steuereinrichtung erzeugten Steuersignal.

2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schalteinrichtung aufweist:
einen ersten Transistor, der gemäß dem von der Steuereinrich­ tung ausgegebenen Steuersignal ein-/ausschaltbar ist;
einen zweiten Transistor, der mit dem ersten Transistor verbun­ den ist, welcher in Bezug auf den Ein-/Aus-Betrieb des ersten Transistors ein-/ausschaltbar ist;
einen Photokoppler, der mit dem zweiten Transistor verbunden ist und zum Schalten der ersten Gleichstromversorgung, die der Leistungsfaktor-Korrektureinrichtung zugeführt wird, ein-/ aus­ schaltbar ist.

3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Gleichstromversorgung, die der Lei­ stungsfaktor-Korrektureinrichtung zugeführt wird, auf Masse geleitet wird, falls die Schalteinrichtung eingeschaltet ist.