TW201104407A - Apparatus and method for reducing the standby power consumption of a display, and display with low standby power consumption - Google Patents

Description

201104407 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是關於一種降低顯 本發明係有關顯示器的電源管理 示器待機時之功率消耗的裝置及方法 【先前技術】 近年來，為了因應能源短 〇 〃 /、衣保意識之南漲，電源供應 器的節能省電功能已越來越受到 重視，其中，待機時的功率消 耗亦疋相當重要的一環。如圖]裕一 厅不’顯示器10使用電源供應 系統12供應糾部树所料賴，娜職n_ar) 14係 用來控制顯示的影像的大小。電源供㈣統12使用驰返式 _响電麵換H 16將輸入賴Vin轉換為輸出輕v〇，影 像縮放器14使用的電壓％係利用低壓降調節器18從電壓 產生的。在電壓轉換g 16巾，變壓器Τχ具有一次侧線圈Lp φ 連接在電源輸入端Vin及功率開關Qsw之間，以及二次侧線圈

Ls連接在一極體Do及接地端gnd之間；電源控制器2〇從接 腳GATE提供脈寬調變(PWM)信號Vgs切換功率開關Qsw，以 控制變壓器Tx的電力傳遞；變塵器Τχ還具有輔助線圈

Laux 連接在接地端GND及二極體Daux之間，供應電流Iaux對電容 Cvdd充電，以提供電力給電源控制器2〇的電源接腳VDD ;光 輕合器22及穩壓器(shunt regulator) 24用來產生回授信號FB， 回授電壓轉換器16的輸出資訊給電源控制器2〇的接腳 201104407 c猜；電流感測電阻Rcs串聯功率開關㈣，感測一次側線 圈Lp的電流，產生電流感測信號vcs給電源控制器2〇的電流 感測接腳cs顧控繼2G根據回授錢FB及電流感測信號 - VCS婦功糊關咖紅作觸(duty)，使輸出電壓v〇維持 在某個值，並控制電壓轉換器16的輸出功率。 圖2係電源控制器2〇的習知控制方法的示意圖。如波护 26所示’電壓轉換器16的輸出電流細在正常模式時較大;^ 在待機模式時較小。在正常模式時，為了支撐高負載，以高頻 率的脈寬機雜、切換解_ Qsw。树機模式時，電 源控制器20操作在脈衝省略_记制卯㈣模式，其脈衝數減 少’因而減少功率開關QSW的切換次數，而且當負載越輕時， 越多的脈衝被略過。但是習知技術並無對影像縮放器Μ在待機 柄式時的電力使用作有效的調整，如波㈣所示，不論正常模 • ^或韻1模式’影像縮放11 14的電源電壓Vs都轉在固定值。 麵示器進入待機模式後，因為影像縮放器M與電源控制 仍然維持正常運作，所以功率消耗仍然很大；若為了省電 f將影像Μ _，職4 1Q也進省賴式，如此 來又失去了待機的意義。 因此’觀夠在顯示器待機時維持影像縮放器正常運 ，同時亦降低功率消耗的裝置及方法，乃為所冀。 【發明内容】 201104407 本發明的目的之一’在於提供一種降低顯示器待機時之功 率消耗的裝置及方法。 發月的目的之一，在於提供一種低待機功率消耗之示 器。 ·'

根據本發明，—麵示器包括電源供應H其具有電源 控制益切換功率開關以控制電力傳遞’以及影像縮放器連接該 電源供應系統，從其接受電源電壓。—種降低該顯示器待機時 =力率’肖耗的裝置包括電源監控電路，在待機模式時，在模式 =虎的控制下監視該f源賴，據以產生控號致能或關閉 八原控制器。一種降低該顯示器待機時之功率消耗的方法包 ^在待機㈣時’麵式信號的控制下監視該電源電壓，根據 /電原電壓的變化產生控制信號，以及藉該㈣信號致能或關 閉該電源控制器。 、、1、在該電源㈣H被關_，該神關停止切換，因而 減1換&失，降低功率消耗。在待機綱，藉由致能該電源 二制器維持该電源電壓足夠賴影像縮放器正常運作。 【實施方式】 圖3係根據本發明的實施例，顯示器30包括電源供應系統 32旦供應其内部70件所需的輕，以及影像縮放H 34控制顯示 、、大】電源供應系統32包括馳返式電壓轉換器36， 其使用電源控制器38切換功率開關Qsw，將輸入電壓他轉換 201104407 成輸出電壓Vo，以及低壓降調節器丨8從電壓v〇產生電壓Vs 供應影像縮放器34。電源供應系統32更包括裝置4〇 ,用來改 善顯示器30待機時的效率，其包括電源監控電路42連接影像 縮放器34 ’以及光耦合器44連接電源控制器％。電源監控電 路42從影像縮放器34接收模式信號Gpi〇，並監視影像縮放器 34的電源接腳Vs的電壓或電流，據以產生控制錢&，光搞 合器44將控制信號S1轉換為致能信號Sen給電源控制器38的 # 致能接腳麵1S。當顯示器30在正常模式時，模式信號〇ρι〇 在第-狀態’即模式信號GPI0輸出為低準位，使得電源監控 電路42保持控制信號S1在低準位，因此光搞合器44沒有電流 抓過發光一極體D2 ’電晶體Q2為截止狀態，所以致能信號如 為高準位，電源控制器38持續切換功率開關咖，就像習知技 術-樣。在顯示H 30進人待機模式後，赋織Gpi〇在第二 狀態:即模式信號GPIO輸出為高準位，使得電源監控電路42

能夠正常運作，電壓Vs不是一 廼影像縮放器34 僅提供足夠的電源 是一直維持在高負 201104407 載的狀態。在此實施例中，模式信號GPI0係由影像縮放器34 提供，但在其他實施例中，也可改由電源控制器38提供。電源 監控電路42可與影像縮放器34整合於同一積體電路中。 . 目4係m控電路42的第―實施例’其包含磁滯比較器 46及邏輯電路48。高臨界值power—High及低臨界值p_r_L〇w 輸入磁滯比較器46，決定磁滯帶的上下限，與電壓Vs比較而 產生比較信號Sc。在邏輯電路48中，及閘5〇根據比較信號& φ 及模式信號GPI0產生第一信號S2，反相器52連接及閘50， 將第-信號S2反相產生第二信號S3，及閉54減模式信號 GPIO及第二信號S3產生控制信號si。 圖5係電源監控電路42的第二實施例，磁滯比較器46和 圖4的實施例相同，邏輯電路56包含及閘58根據比較信號& 及模式信號GPIO產生第一信號S4，反相器6〇將模式信號Gpi〇 反相產生第二信號S5，或閘62連接及閘58和反相器60，根據 籲 第一信號弘和第二信號S5產生第三信號S6，反相器64連接 或閘62，將第三信號S6反相產生控制信號S1。圖4中的邏輯 電路48和圖5中的邏輯電路56產生的運算結果是相同的。此 技術領域之人士可根據這些實施例的教導設計其他不同的邏輯 電路。 圖6係圖3的顯示器3〇使用圖4的電源監控電路42的波 形圖。在正常模式時，模式信號GPIO為低準位，因此控制信 號si保持在低準位，致能信號Sen保持在高準位，電源控制器 201104407 38正常運作，如同習知技術一樣。當顯示器3〇進入待機模式， 如時間U所示，模式信號GPI〇變成高準位，此時的電麗^ 大於高臨界值P__High，S歧制錄S1變成高準位致 趣號Sen變成低準位’因而關閉電源控制器％，功率開關 Qsw停止切換，造成龍轉換器36的輸出縣％逐漸下=， 影像縮放H 34的電源電壓Vs也跟著下降；電壓％小於 低臨界值P〇weiLLGW，如時間t2所示，比較信號&變成高準 位’因此控制錢S1變成低準位，致能信號如變成高準位， 因而啟動電源控制H % ’恢復城功糊關Qsw，電壓轉換器 36的輸出電壓Vo逐漸上升’影像縮放器％的電源電壓％也 跟者上升；直到電壓Vs大於高臨界值p〇wer—High，如時間〇 戶:示’比較信號Sc再度變成低準位，因此控制錢S1又變成 同準位’致能信號Sen變成低準位，因而關閉電源控制器％， 功率開關QSW停止切換，電壓轉換H 36的輸出電壓V6又逐漸 下降，影像縮放器34的電源電屢Vs也跟著下降。這些過程會 反覆進行’直到顯示器30回到正常模式。如圖6所示，在待機 d間電壓Vs會保持在高臨界值p〇wer—High及低臨界值 Power_Low之間變化，脈寬調變信號Vgs有更長的時間是關閉 的’因而減少切換損失，但是因為低臨界值Power_Low大於影 像縮放器34的關機臨界值Power一Off，因此影像縮放器34仍然 維持正常運作。在待機期間’電壓Vs T降的斜率與電壓轉換器 36的負载®〇ad)大小有關，負載越小’則電壓Vs下降的速度越 201104407 慢，電源控制器38關閉的時間越長，功率消耗越低。 【圖式簡單說明】 圖1係習知的顯示器； 圖2係圖1的波形圖； 圖3係根據本發明的顯示器； 圖4係電源監控電路的第一實施例； 圖5係電源監控電路的第二實施例；以及 圖6係圖3的顯示器使用圖4的電源監控電路的波形圖。 【主要元件符號說明】 10 顯示器 12 電源供應系統 14 影像縮放器 16 馳返式電壓轉換器

18 低壓降調節器 20 電源控制器 22 光搞合器 24 穩壓器 26 負載電流的波形 28 影像縮放裔的電源電壓的波形 30 顯示器 電源供應系統 32 201104407 34 影像縮放器 36 驰返式電壓轉換器 38 電源控制器 40 降低待機功率消耗的裝置 42 電源監控電路 44 光耦合器

46 磁滯比較器 48 邏輯電路 50 及閘 52 反相器 54 及閘 56 邏輯電路 58 及閘 60 反相器 62 或閘 64 反相器 66 負載電流的波形 68 模式信號的波形 70 影像縮放器的電源電壓的波形 72 控制信號的波形 致能信號的波形 74

Claims (1)

1. 201104407 七、申凊專利範圍·· 顯示器待機時之功率消耗的裝置，該顯示器包含電源 源控制器切換功率開關以控制電力傳遞，以及影 、、盗攸錢源供齡統接受電源電壓，雜置包括. 電Z控電路，在待機模式時，在模式信號的控制下監視該電源 電壓，據以產生控制信號；以及

   光耦合器連_魏監㈣路，_控繼號概為致能信號給 β亥電源控帝j器，以致能或關閉該電源控制器。 2. ^請求項！之裝置’其中該電源監控電路在正常模式時使該致 能信號保持致能該電源控制器。 3.如請求項1之裝置’其巾該電源監控電路包括： 磁滯比較器，具有高臨界值及低臨界值供與該電源電壓比較而產 生比較信號；以及 邏輯電路連接該磁滯比較器，根據該比較信號及該模式信號產生 s亥控制信號。 4.如請求項3之裝置，其中該邏輯電路包括： 第一及閘連接該磁滯比較器，根據該比較信號及該模式信號產生 第一信號； 反相器連接該第一及閘，將該第一信號反相產生第二信號；以及 第一及閘連接該反相器’根據該模式信號及該第二信號產生該控 制信號。 5.如請求項3之裝置，其中該邏輯電路包括： 12 201104407 及閘連接該磁滯比較器’根據該比較信號及該模式信號產生第一 信號； 第一反相器，將該模式信號反相產生第二信號； -或閘連接該及閘和該第一反相器，根據該第一信號及該第二信號 .產生第三信號；以及 第二反相器連接該或閘，將該第三信號反相產生該控制信號。 6.如請求項1之裝置’其中該模式信號係由該影像縮放器提供。 _ 7.如μ求項1之裝置’其中該模式信號係由該電源控制器提供。 8. -種降低顯示ϋ待機時之功率雜的方法，麵示器包含電源 供應系統藉電源控制器切換功率開關以控制電力傳遞，以及影 像縮放器從該電源供應系統接受電源電壓，該方法包括： (Α)在待機模柄，械式信號的控制下監機電源電廢； ⑻根據該電源電壓的變化產生控制信號；以及 (C)藉該控制信號致能或關閉該電源控制器。 ❿ ^求項8之方法’其巾該步驟Β包括磁雜比健電源電塵 〃同匕界值及低臨界值而決定該控制信號。 ▲长項9之方法’其中該控制信號在該電源電壓下降至小於 该低臨界值時致能該電源控制器。 a丄长項9之方法’其巾該控制信號在該電源電壓上升至大於 只向6¾界值時關閉該電源控制器。 ^长項8之方法’更包括在進入該待機模式時將該模式信號 從第一狀態切換到第二狀態。 電源控制器產生該模式信號 電源

   201104407 13.如請求項8之方法 K如請求項8之方/更匕括由該影像縮放器產生該模式信號 、〈万法，更包括由該 15· 一種低待機辨消耗之顯示器，包括： 電源供應系統，罝右带 影像縮放器連齡1 切換功率開關以控制電力傳遞； 4源供應纽，從其接受電源f壓；以及 電源監控電路，在牲秘士 ^ 雷懕 、她柄，在赋錢的蝴下監視該 ^ 以起㈣j錢致能或關該電源控制器。 =明求項15之顯示器，其中該電源監控電路在正常模式時保 持致能該電源控制器。 ’、 =請求項15之顯示器，更包括触合器連接該電源監控電路， 字5亥控制信號轉換為致能信號給該電源控制器。 8’如:求項15之顯示||，其中該電源監控電路包含磁滞比較器 比較該電源電壓與高臨界值及低臨界值用以決定該控 '如請求項以顯示器，其中該控制信號在該待機模式時，在 该電源電壓下降至小於該低臨界值時致能該電源控制器。 20.如請求項18之，其中該控繼號在該待機模式時在 该電源電壓上升至大於該高臨界值時關閉該電源控制器。