DE4025457B4 - Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung für ein Fersehgerät - Google Patents

Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung für ein Fersehgerät Download PDF

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Abstract

Bereitschafts/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung für ein Fernsehgerät
– mit einer Bereitschaftsspannungsquelle (46), die bei Anschluß des Fernsehgerätes an eine Wechselspannungsquelle eine Bereitschafts-Gleichspannung (Schaltungspunkt A) erzeugt, und mit einer Bereitschaftsspannungs-Regelschaltung,
– mit einer Betriebsspannungsquelle (48) zur Erzeugung einer Betriebsgleichspannung (Schaltungspunkt B) und einer Betriebsspannungsregelschaltung,
– mit einer von der Bereitschaftsspannungsquelle separaten Isolationsschaltung (D6), die im Bereitschaftszustand die Betriebsspannungsquelle (48) von der Bereitschaftsspannungsquelle (46) isoliert,
– und mit einer Vielzahl von miteinander verbundenen integrierten Schaltungen, von denen mindestens eine sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand arbeitet und mindestens eine nur im Betriebszustand arbeitet,
dadurch gekennzeichnet,
– daß die integrierten Schaltungen CMOS-Schaltungen (20, 24,30,36,44) sind,
– daß mit der Bereitschaftsspannungsquelle (46) und der Betriebsspannungsquelle (48) ein Spannungsregler (52) gekoppelt ist, der sowohl aus der ungeregelten Bereitschaftsgleichspannung als auch aus der ungeregelten Betriebsgleichspannung eine geregelte Versorgungsspannung zur Speisung der miteinander verbundenen integrierten CMOS-Schaltungen mit im wesentlichen der gleichen Versorgungsspannungshöhe erzeugt,
– und daß eine zweite Isolationsschaltung (D3,D4) vorgesehen ist, die im Betriebszustand die Bereitschaftsspannungsquelle (46) von der Betriebsspannungsquelle (48) isoliert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungs- und Steuerschaltung für die Stromversorgung eines Fernsehgerätes im Bereitschaftsbetrieb und im normalen Betrieb mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Fernsehempfänger, Videorecorder und dergl., die im Folgenden generell als Fernsehapparate bezeichnet werden sollen, enthalten oft Funktionen, die erfordern, dass gewisse Schaltungen des Fernsehapparates immer mit Energie versorgt werden müssen, auch wenn der Benutzer den Apparat abschalten möchte. Solche Funktionen sind z.B. Soforteinschaltung, Uhren, Zeitschalter, Fernsteuerungen mit der Möglichkeit, die Leistung ein- und auszuschalten, sowie höher entwickelte Steuerfunktionen. Höher entwickelte Steuerfunktionen sind beispielsweise automatische Programmierung zur Identifizierung abstimmbarer bzw. einschaltbarer Rundfunk- oder Kabelkanäle zur schrittweisen Wahl und ähnliche Funktionen. Diese Funktionen werden oft von einer. oder mehreren integrierten Schaltungen gesteuert, von denen gewöhnlich mindestens eine als Mikroprozessor ausgebildet ist.
  • Fernsehapparate mit den oben erwähnten Funktionen und Merkmalen sowie andere Geräte sind mit Bereitschaft-Stromversorgungen versehen. Eine Bereitschaft-Stromversorgung ist generell eine Stromversorgung, welche immer dann arbeitet, wenn der Apparat mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist, zum Beispiel wenn er an eine Wechselstrom führende Steckdose angeschlossen ist.
  • Bereitschaft-Stromversorgungen sind im Allgemeinen ähnlich aufgebaut. Sie enthalten einen Transformator, dessen Primärwicklung mit dem Netzstecker des Apparates gekoppelt ist, und dessen Sekundärwicklung mit den Eingangsanschlüssen einer Gleichrichterschaltung, beispielsweise einer Vollweg-Gleichrichterbrücke, gekoppelt ist. Die Ausgangsanschlüsse der Gleichrichterschaltung liefern eine ungeregelte Gleichspannung, deren Größe von der Spannung der Wechselspannungsquelle und vom Windungsverhältnis des Transformators abhängt. Der Ausgang der Gleichrichterschaltung lädt einen großen Filterkondensator auf, an den ein Spannungsregler angeschlossen ist, welcher eine geregelte Gleichspannung für den Bereitschaftsbetrieb von entsprechenden Verbrauchern liefert, z.B. integrierten Schaltungen mit Mikroprozessoren, Random-Speicher und Fernsteuer-Empfänger. Bei manchen Fernsehapparaten wird die Bereitschaft-Stromversorgung auch zur Speisung der gleichen Verbraucher während des normalen Betriebes verwendet. In diesem Falle werden dann Verbraucher, die nur während des normalen Betriebes arbeiten, von einer oder mehreren getrennten Stromversorgungen gespeist, beispielsweise mittels eines Schaltnetzteiles oder der einen Rücklauftransformator enthaltenden Zeilenablenkschaltung eines Fernsehempfängers.
  • Bei einer aus der DE 38 06 228 A1 bekannten Stromversorgungsschaltung für ein Fernsehgerät liefert eine Bereitschaftsspannungsquelle eine nicht geregelte Bereitschaftsspannung, mit Hilfe deren außerdem ein Speicherkondensator aufgeladen wird, welcher beim Einschalten des Empfängers zunächst die Betriebsspannung liefert, bis die Horizontalablenkschaltung angelaufen ist und die Betriebsspannungsversorgung übernimmt. Bei einem Netzausfall wird der Betriebsstrom für die Ablenkschaltung von dem erwähnten Kondensator solange geliefert, bis dieser entladen ist. Bei Verwendung einer solchen Spannungsversorgung für einen Fernsehempfänger mit zusammengeschalteten integrierten CMOS-Schaltungen, die beim Abschalten des Empfängers nach einem bestimmten Programm heruntergefahren werden müssen, kann die Entladung des Speicherkondensators zu schnell erfolgen, sodass ein ordnungsgemäßes Abschalten des Fernsehempfängers bei einem Netzausfall nicht gewährleistet sein kann.
  • Die Verwendung getrennter ungeregelter Gleichstromquellen für "Bereitschaft-Verbraucher" und "Normalbetrieb-Verbraucher" bringt zwei erhebliche Probleme mit sich, nämlich ein wirtschaftliches und eines hinsichtlich des Betriebsverhaltens und der Zuverlässigkeit. Das wirtschaftliche Problem bezieht sich auf die Kosten der Versorgung von Bereitschafts-Betriebsleistung durch ungeschaltete Stromversorgungen im Vergleich zu den Kosten der Versorgung mit Betriebsleistung durch geschaltete Stromversorgungen.
  • Bereitschafts-Betriebsleistung ist gewöhnlich aus einer Anzahl von Gründen wesentlich teurer als die normale Betriebsleistung. Erstens sind schon die Bauteile, die für eine Bereitschaft-Stromversorgung erforderlich sind, teurer, insbesondere der Transformator. Zweitens kann die Leistung für den normalen Betrieb oft durch vorhandene, sekundäre Stromversorgungen, die mit Schaltbetrieb und/oder Rücklaufkonverterbetrieb arbeiten, geliefert werden. Weiterhin sind Transformatoren in Schaltnetzteilen und Zeilenablenkschaltungen für eine vorgegebene Leistung billiger als die üblichen Netztransformatoren, die für Bereitschaft-Stromversorgungen benötigt werden. Das Verhältnis dieser Kosten hängt von den jeweiligen Schaltungsparametern und Anforderungen der Verbraucher ab, die Kostendifferenz kann jedoch bis zum zwanzigfachen betragen. Es dürfte also einleuchten, dass es aus wirtschaftlichen Gründen wünschenswert ist, die Stromversorgung für den Normalbetrieb auch für die Lieferung der Bereitschafts-Leistung zu verwenden. Auch wenn die Einsparungen bei der Verwendung von normaler Betriebsleistung anstelle von Bereitschafts-Leistung nicht sehr groß sind, lassen sich doch infolge der großen Anzahl von Apparaten, in denen solche Schaltungen enthalten sind, erhebliche Einsparungen erzielen.
  • Das Betriebsverhalten und die Zuverlässigkeit sind ebenfalls wichtig. Die Steuerung von Fernsehapparaten durch Mikroprozessoren nimmt immer mehr zu und immer mehr Betriebsfunktionen werden digital gesteuert. Mit der zunehmenden Großintegration von Schaltungen mit diskreten Komponenten wird es erforderlich, gemeinsame Übertragungsstrecken zwischen den jeweiligen integrierten Schaltungen einzurichten. Es ist ferner erforderlich, integrierte Schaltungen zu verwenden, die schnell schalten und über lange Zeiten zuverlässig arbeiten. Für diesen Zweck haben sich besonders integrierte Schaltungen mit CMOS-Technologie bewährt.
  • Bei der Mikroprozessor-Steuerung kann es erforderlich sein, bestimmte integrierte CMOS-Schaltungen miteinander zu verbinden, z.B. durch einen Nachrichten- und Steuerbus, wie einen seriellen Dreileiter-Übertragungs-Bus. Bei früheren Generationen mikroprozessorgesteuerter Fernsehapparate mussten alle vorhandenen integrierten Steuerschaltungen im Standby- oder Bereitschafts-Betrieb betrieben werden. Unter diesen Umständen bestand also kein besonderes Bedürfnis, verschiedene Stromversorgungen für die verschiedenen integrierten Schaltungen vorzusehen. Spätere Generationen von mikroprozessorgesteuerten Fernsehapparaten enthielten zusätzliche integrierte Schaltungen, die im Bereitschafts-Betrieb nicht mit Strom versorgt zu werden brauchten, sondern nur im eigentlichen Betrieb, d.h. wenn der Fernsehapparat eingeschaltet ist. Es ist selbstver ständlich möglich, eine Bereitschaft-Stromversorgung mit ausreichender Leistung für die Speisung beider Arten von integrierten Schaltungen zu verwenden, d.h. also sowohl diejenigen, die sowohl in Bereitschaft als auch im Normalbetrieb arbeiten, als auch diejenigen, die nur im Normalbetrieb eingeschaltet sind. Dies erhöht jedoch die Anforderungen an die Bereitschaft-Stromversorgung und damit an deren Transformator. Die Kosten für die Stromversorgung aller integrierter Schaltungen, also für den Bereitschaft- und den Normalbetrieb, können jedoch prohibitiv werden.
  • Im Hinblick auf einen effizienten Betrieb scheint es also erforderlich zu sein, für diejenigen integrierten Schaltungen, die nur im Betrieb Leistung benötigen, separate Stromversorgungen vorzusehen. Bei integrierten CMOS-Schaltungen (DMOS-IS), die miteinander verbunden sind, tritt jedoch ein weiteres Problem auf, welches im englischen Sprachgebrauch mit „SCR latching" bezeichnet wird und hier mit „Blockierung" bezeichnet werden soll. In diesem Zustand blockieren Schaltglieder in der integrierten Schaltung, sodass keine Steuerung mehr möglich ist. Dieses Problem wird durch Überschreiten gewisser Toleranzen für die Differenzen zwischen der Versorgungsspannung VDD der integrierten Schaltung und den maximalen Spannungen an den verschiedenen Eingangsstiften der integrierten Schaltung verursacht. Integrierte Schaltungen, die beispielsweise durch einen Nachrichten- oder Verbindungsbus miteinander verbunden sind, teilen sich offensichtlich in ein gemeinsames Referenzpotential. Bei den meisten integrierten CMOS-Schaltungen darf die Spannung an einem Eingangsstift nicht größer sein als VDD + 0,3V, damit sich die integrierte Schaltung nicht unzulässig verhält. Bei Spannungen über VDD + 0,3V besteht nicht nur Blockierungsgefahr sondern können auch ungeschützte Flipflops, RAM-Zellen und andere integrierte Funktionen ihren Zustand ändern.
  • Man betrachte beispielsweise zwei integrierte CMOS-Schaltungen. Die eine CMOS-Schaltung wird durch eine 5V-Bereitschaft-Stromversorgung gespeist und die andere durch eine 5V-Betriebs-Stromversorgung. Wenn beide Stromversorgungen mit 5,0V ± 5% arbeiten, ist die Differenz zwischen ihren Ausgangsspannungen im ungünstigsten Falle 1,05 (5V) – 0,95 (5V) = 0,5V. Da die beiden integrierten Schaltungen miteinander verbunden sind, z.B. durch einen seriellen Bus, und der Ausgang der einen integrierten Schaltung den Eingang der anderen ansteuert, verletzt die Differenz zwischen den Stromversorgungsspannungen die VDD + 0,3V-Bedingung.
  • In konventionellen Fernsehapparaten werden in Spannungsregelschaltungen häufig Zenerdioden mit einer Toleranz von 5% verwendet. Stellt man jedoch die Zenerspannungstoleranz und die Temperaturdrifttoleranz in Rechnung, so kann die Spannung um 10% vom Nennwert abweichen. Bei dem obigen Beispiel kann dann der Eingang der einen der integrierten CMOS-Schaltungen den Wert von VDD um 1 Volt überschreiten. Ein Blockieren ist unter diesen Umständen sehr wahrscheinlich.
  • Im allgemeinen ist eine Differenz von 0,6V–0,7V erforderlich, um eine Blockierung zu verursachen. Außer dass einem Eingangs- oder Ausgangsstift eine Spannung zugeführt wird, die VDD überschreitet, muß dem Eingangs- oder Ausgangsstift genügend Strom zugeführt werden, um den Blockierungszustand zu erzwingen. Wegen der verschiedenen CMOS-Prozesse und dem Unterschied in den Eingangs- und Ausgangsschaltungen kann der für eine Blockierung erforderliche Strom von einigen Milliampere bis nahezu 1 Ampere betragen. Der in einen Stift fließende Strom schließt sich jedoch über B+ oder Masse. Das Problem bei einer kombinierten Betriebs/Bereitschaft-Stromversorgung sind Blockierungen, die durch Überspannungen an einem Stift verursacht werden, dessen Stromkreis sich über den (B+)-Stift schließt. Wenn. die Impedanz der (B+) Versorgung bei Blockierungsgefahr erhöht werden kann, lässt sich der in einen Eingangs- oder Ausgangsstift fließende Strom unter den Wert begrenzen, bei dem ein Blockieren eintritt. in manchen Fällen können einige der Steuerschaltungen ausgeschaltet werden, während andere eingeschaltet bleiben. Der gleiche Zustand tritt auf, wenn die Versorgungsspannung für eine integrierte Schaltung durch die Ladung eines Kondensators aufrechterhalten wird und die Versorgungsspannung für eine andere, mit der ersten verbundene integrierte Schaltung nicht durch die Ladung des Kondensators aufrechterhalten wird. Wenn die Stromversorgung der integrierten Schaltung, deren Spannung nicht aufrechterhalten wird, eine niedrige Impedanz hat, kann eine Blockierung eintreten.
  • Ein Vorschlag zur Behebung der Blockierungsgefahr löst das Problem zwar hinsichtlich der Zuverlässigkeit, nicht jedoch hinsichtlich der Effizienz und der Kosten. Es werden nämlich einstellbare Spannungsabschwächer in die jeweiligen Speiseleitungen der Bereitschaft-Stromversorgung und der Betriebs-Stromversorgung eingeschaltet, die eine Einstellung der Spannungswerte von Hand ermöglichen. Diese Maßnahme stellt keine langzeitige Lösung dar und erhöht die Kosten, da sie einen zusätzlichen Einstellvorgang erfordert.
  • CMOS-Schaltungen haben den großen Vorteil, dass sie schnell schalten. Es kann jedoch vorkommen, dass die Spannung am Eingangskontakt einer solchen Schaltung kurzzeitig höher wird als die Betriebsspannung, und dann kann die Schaltung ähnlich wie ein SCR blockieren oder festhängen und lässt sich nicht mehr steuern. Dies Problem tritt insbesondere bei Fernsehempfängern auf, bei denen eine Bereitschaft-Stromversorgungsschaltung diejenigen Schaltungsteile des Empfängers versorgt, welche in einem Bereitschaftsmodus (Standby) arbeiten, während die im normalen Betrieb benötigten Schaltungen von einer eigenen Betriebsstromquelle versorgt werden.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Blockieren von CMOS-Schaltungen im Bereitschaftsbetrieb zu vermeiden und die Steuerbarkeit des Empfängers in diesem Betrieb sicherzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Bei Stromversorgungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden in vorteilhafter Weise npn-Transistoren in Reihenreglern zusätzlich zu npn-Transistoren in Schaltern für die Verbraucher verwendet. Der Basis-Emitter-Übergang jedes dieser Transistoren wird in Sperrichtung vorgespannt, wenn einem Eingangs- oder Ausgangsstift eine Spannung angelegt wird, während die Stromversorgung abgeschaltet wird. Bei dieser Schaltung ist kein Rückweg für einen eventuellen Stromfluss möglich und es kann daher keine Blockierung eintreten.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine gemeinsame Spannungsversorgung für alle miteinander verbundenen integrierten Schaltungen, insbesondere integrierte CMOS-Schaltungen, in einem Fernsehapparat vorgesehen. Gemäß diesem Aspekt enthält eine Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung für einen Fernsehapparat eine erste und eine zweite Gleichspannungsquelle, von denen eine während des Bereitschaftszustandes verfügbar ist und die andere nur während des eigentlichen Betriebszustandes verfügbar ist. Mit diesen beiden Gleichspannungsquellen ist der Eingang eines Spannungsreglers gekoppelt, dessen Ausgang sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand eine geregelte Gleichspannung liefert. Eine erste Last- oder Verbraucherschaltung, z.B. eine integrierte CMOS-Schaltung, die während des Bereitschaftszustandes und des Betriebszustandes arbeitet, ist mit der geregelten Ausgangsspannung gekoppelt. Eine zweite Last- oder Verbraucherschaltung, z.B. eine zweite integrierte CMOS-Schaltung, die mit der ersten integrierten CMOS-Schaltung verbunden ist, ist ebenfalls mit der geregelten Ausgangsspannung gekoppelt. Die zweite Verbraucherschaltung kann ein geschalteter Verbraucher sein, der nur während des Betriebszustandes durch die die erste Verbraucherschaltung bildende integrierte Schaltung, z.B. einen Mikroprozessor, eingeschaltet wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die erforderliche Leistung der Bereitschaft-Stromversorgung begrenzt, um die Kosten zu verringern und die Effizienz zu erhöhen. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist die zweite ungeregelte Gleichspannungsquelle, die nur während des Betriebszustandes arbeitet, eine geschaltete Stromversorgung zum Erzeugen der Betriebs-Gleichspannung von einer sekundärseitigen Versorgung, welche vom Betrieb einer geschalteten Stromversorgungsschaltung gewonnen wird. Die geschaltete Stromversorgungsschaltung kann beispielsweise einen 20kHz-Transformator in einer mit primärseitig variablen Pulsintervall arbeitenden Regler-Stromversorgung (VIPUR) oder einen 15kHz-Rücklauf- oder Zeilentransformator in einer Zeilenablenkschaltung enthalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden diejenigen Verbraucher, die sowohl während des Bereitschaftszustandes als auch während des Betriebszustandes arbeiten, während des Bereitschaftszustandes durch die Bereitschafts-Stromversorgung gespeist, während des Betriebszustandes jedoch zusammen mit den nur im Betriebszustand arbeitenden Verbrauchern durch die Betriebs-Stromversorgung. Während des Betriebszustandes werden keine Verbraucher durch die Bereitschaft-Stromversorgung gespeist. Der Spannungsregler liefert dementsprechend eine geregelte Gleichspannung mit einem ersten Leistungspegel während des Bereitschaftszustandes und eines zweiten Leistungspegels während des Betriebszustandes.
  • Gemäß wieder einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Not-Gleichspannungsquelle für unbeabsichtigte Stromunterbrechungen vorgesehen. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung sind sowohl die Bereitschaft-Stromversorgung als auch die Betriebs-Stromversorgung mit einer großen Energiespeichereinrichtung, z.B. einem großen Kondensator, versehen. Die Energiespeichereinrichtung der Bereitschaft-Stromversorgung bleibt während des Betriebszustandes voll geladen, da der Apparat im Betriebszustand durch die Betriebsspannungsquelle vollständig mit Spannung eines höheren Wertes gespeist wird. Beispielsweise bei Stromausfall wird die Betriebsspannungsquelle schnell funktionsunfähig. Trotzdem wird immer noch Leistung für eine genügende Zeitspanne zur Verfügung stehen, um es dem Mikroprozessor zu ermöglichen, den Fernsehapparat ordnungsgemäß abzuschalten, und zwar zuerst von der Energiespeichereinrichtung in der Betriebsstromversorgung und danach von der Energiespeichereinrichtung in der Bereitschaft-Stromversorgung. Ein ordnungsgemäßes Abschalten des Fernsehapparates erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Betrieb normal weitergeht, wenn die Wechselspannung wiederkehrt, z.B. ohne dass eine vollständige automatische Neuprogrammierung des Fernsehapparates erforderlich ist. Es ist einleuchtend, dass wenn die miteinander verbundenen integrierten CMOS-Schaltungen durch getrennte Stromversorgungen gespeist wären, ein ordnungsgemäßes Abschalten durch eine Blockierung infolge der unterschiedlichen Zeiten, bei denen die Betriebs-Stromversorgung und die Bereitschaft-Stromversorgung funktionsunfähig werden, verhindert würde, auch wenn die Spannungswerte der beiden Stromversorgungen gleich sind.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Fernsehapparates, welcher eine Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung gemäß der Erfindung enthält;
  • 2 ein teilweise in Blockform gehaltenes Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung gemäß der Erfindung;
  • 3a3e Diagramme mit gemeinsamer Zeitachse zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß 2;
  • 4 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgung für eine Steuerschaltung mit einer Schaltungsanordnung zum Schalten der Betriebsspannung;
  • 5 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bereitschaft/Betriebs-Stromversor gung für eine Steuerschaltung mit zwei geregelten Bereitschaft-Stromversorgungs-Schaltungen und einer geschalteten Betriebs-Stromversorgungs-Schaltung; und
  • 6 ein Schaltbild, das die Verwendung von npn-Transistorschaltern zur Steuerung geschalteter Steuerschaltungen zeigt.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers 10. Eingangs- und Ausgangsleitungen, die die Blöcke verbinden, stellen in manchen Fällen einfache Leitungen und in anderen Fällen Mehrfachleitungen dar, wie sich aus dem Text ergeben wird. Der Empfänger hat einen Tuner 12 mit einem Antenneneingang 14 für ein Fernsehrundfunksignal von einer Antenne und einen Hilfseingang 16 für ein Hilfsvideosignal, z.B. von einem Kabelanschluss oder einem Videokassettenrecorder. Der Ausgang des Tuners 12 ist über eine Leitung 13 mit einem Eingang einer ZF-Schaltung 18 verbunden. Ein erster Ausgang der ZF-Schaltung 18 ist über eine Leitung 15 mit einer Analogschnittstelleneinheit 20 verbunden. Die Analogschnittstelleneinheit 20 liefert als Ausgangssignal auf eine Leitung 17 ein Steuersignal für eine phasenverriegelte Schleife an den Tuner 12. Über eine weitere Ausgangsleitung 19 der ZF-Schaltung wird ein Videoeingangssignal einer Videoverarbeitungsschaltung 22 und ein Audioeingangssignal einer digitalen Stereoschaltung 30 zugeführt. Die Videoverarbeitungsschaltung 22 liefert auf eine Leitung 21 ein Ausgangssignal, welches einem Eingang eines adaptiven Kammfilters 24 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des adaptiven Kammfilters 24 auf der Leitung 23 stellt ein erstes Eingangssignal einer Bilröhren-Steuerschaltung 26 dar. Die Bildröhren-Steuerschaltung 26 liefert ein Ausgangssignal auf einer Leitungs 25, das eine Bildröhre 28 steuert. Der Bildröhren-Steuerschaltung 26 wird als zweites Eingangssignal ein Bildschirm-Display-Steuersignal (OSD-Signal) zugeführt, welches durch die Analogschnittstelleneinheit erzeugt wird. Die Bildröhren-Steuereinheit hat noch einen dritten Eingang, dem über eine Leitung 37 ein Hilfsvideosignal von einem Pix-in-Pix-Modul 44 zuführbar ist. „Pix-in-Pix" bezeichnet die Fähigkeit, ein Hilfsvideosignal wiederzugeben, z.B. als Einsatz-Bild in einer Ecke eines größeren Bildes. Das Ausgangssignal der digitalen Stereoschaltung auf einer Leitung 27 wird durch einen Leistungsverstärker 32 verstärkt und einem Lautsprecher 34 zugeführt.
  • Zur Steuerung der Arbeitsweise des ganzen Fernsehers dient ein. Mikroprozessor 36, der durch einen Daten-Bus 29 sowohl mit der Analogschnittstelleneinheit 20, als auch mit dem adaptiven Kammfilter 24, der digitalen Stereoschaltung 30 und dem Pix-in-Pix-Modul verbunden ist. Der Daten-Bus 29 kann beispielsweise ein Dreileiter-Kommunikations- und Steuer-Bus sein, der eine DATEN-Leitung 31, eine TAKT-Leitung 33 und eine FREIGABE-Leitung 35 enthält. Der Mikroprozessor 36 überwacht Eingangssignale von einem Tastenfeld 38 auf einer Leitung 39 und Eingangssignale von einem Infrarotempfänger 40 auf einer Leitung 41. Der Infrarotempfänger 40 spricht auf eine Photodiode 42 an.
  • Zur Leistungsversorgung ist eine Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgung vorgesehen, welche eine Bereitschaft-Stromversorgungsquelle 46, eine Betriebs-Stromversorgungsquelle 48 und einen Spannungsregler 52 enthält. die Ausgangsspannung der Bereitschaft-Stromversorgungsschaltung 46 auf einer Leitung 51 und die Ausgangsspannung der Betriebs-Stromversorgungsschaltung 48 auf einer Leitung 49 werden an einer Verbindung 50, die auch als Anschluß A bezeichnet wird, vereinigt. Der Anschluß A ist mit dem Eingang des Spannungsreglers 52 über eine Leitung 53 verbunden. Die Bereitschaft- und die Betriebs-Stramversorgung 46 bzw. 48 liefern ungeregelte Gleichspannungen. Der Spannungsregler 52 liefert am Ausgang eine geregelte Gleichspannung, die zur Versorgung einer Anzahl von Verbrauchern abgegriffen wird. Die Abgriffe sind mit den Bezugszeichen DC1 bis DC6 bezeichnet. Der Gleichspannungsabgriff DC1 speist den Mikroprozessor 36. Der Gleichspannungsabgriff DC2 speist die Analogschnittstelleneinheit 20. Der Gleichspannungsabgriff DC3 speist die digitale Stereoschaltung 30. Der Gleichspannungsabgriff DC4 speist das adaptive Kammfilter 24. Der Gleichspannungsabgriff DC5 speist das Pix-in-Pix-Modul 44. Der Gleichspannungsabgriff DC6, der gestrichelt dargestellt ist, kann für irgendwelche anderen Verbraucher verwendet werden, z.B. den Infrarotempfänger 40 und/oder das Tastenfeld 38. da die letzterwähnten Einrichtungen nicht mit dem Bus gekoppelt sind und bei ihnen daher das Blockierungssproblem nicht auftritt, brauchen sie, zumindest hinsichtlich eines zuverlässigen Betriebes, nicht durch die kombinierte Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungsschaltung gespeist zu werden. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist es jedoch zweckmäßig, diese Schaltungen im Betriebszustand durch die Betriebs-Stramversorgung zu speisen.
  • Mit einer Wechselspannungsquelle, z.B. dem Netz, ist eine geregelte (B+)-Leistungs- oder Stromversorgung 56 gekoppelt, die die Hauptleistung zum Betrieb des Fernsehempfängers im Betriebszustand liefert. Die geregelte (B+)-Stromversorgung 56 kann eine geschaltete Stromversorgung sein, welche eine VIPUR-Stromversorgung enthält. Die geregelte Spannung B+ auf einer Leitung 45 liefert die Leistung für eine Zeilenablenkschaltung 54. Die Zeilenablenkschaltung 54 arbeitet im Rückschlagbetrieb und enthält einen Rückschlag- oder Zeilentransformator. Der Pfeil 47 zwischen der Zeilenablenkschaltung 54 und der Be triebs-Stromversorgungsschaltung 48 kann eine magnetische Kopplung mit dem Zeilentransformator umfassen, d.h. dass die Betriebs-Stromversorgungsschaltung 48 mit einer Sekundärwicklung des Zeilentransformators gekoppelt sein kann und die Betriebsleistung durch Gleichrichten der Rücklaufimpulse mittels einer Schaltungsanordnung erzeugt, die eine Diode und einen Kondensator enthält. Alternativ kann beispielsweise die Betriebs-Stromversorgung 48 eine abgeleitete sekundäre Stromversorgung sein, die mit einer Sekundärwicklung des Transformators der geregelten (B+)-VIPUR-Stromversorgung 56 gekoppelt ist (VIPUR = Variable Interval Pulse Regulator). Die Steuerschaltungen am seriellen Daten-Bus 29 können jeweils integrierte CMOS-Schaltungen sein, bei denen die Gefahr eines Blockierens besteht, wenn fehlerhafte Betriebsbedingungen vorliegen. Der Mikroprozessor 36 arbeitet sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand. Die Analogschnittstelleneinheit 20 kann ebenfalls in beiden Betriebszuständen arbeiten oder alternativ mit verringerter Leistung im Bereitschaftszustand. Die digitale Stereoschaltung 30, das adaptive Kammfilter 34 und das Pix-in-Pix-Modul 44 arbeiten nur im Betriebszustand des Empfängers. Die Gefahr eines Blockierens wird hier durch die kombinierte Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden. Der Mirkoprozessor 36 ist dafür verantwortlich, die anderen Steuerschaltungen ein- oder auszuschalten oder zwischen Betriebszuständen niedriger und hoher Leistung umzuschalten. Der Mikroprozessor 36 ist ferner dafür verantwortlich, die geregelte (B+)-Stromversorgung und die Zeilenablenkschaltung für den Betriebszustand einzuschalten und beim Übergang in den Bereitschaftszustand auszuschalten. Die zeitliche Abfolge dieser Steuerung wird unter Bezugnahme auf die 3a3e näher erläutert.
  • Die in 2 dargestellte erste Ausführungsform der vorliegenden Bereitschafts-Stromversorgungsschaltung 46 enthält einen Transformator T1 mit einer Primärwicklung W1, die mit einer Wechselspannungsquelle gekoppelt ist, z.B. dem Netz, und mit einer Sekundärwicklung W2, die mit einer Vollweggleichrichterbrücke mit Dioden D1, D2, D3 und D4 gekoppelt ist. Die Ausgangsspannung der Vollweggleichrichterbrücke am Anschluss A wird einem großen Speicher- und Filterkondensator C2 zugeführt. Die Betriebs-Stromversorgungsschaltung 48 ist mit einer Sekundärwicklung W4 eines Rückschlag- oder Zeilentransformators T2 gekoppelt. Die Primärwicklung W3 des Zeilentransformators ist mit der Spannung B+ und einem Schalterkreis 64 gekoppelt. Die Zeilenablenkschaltung 54 wird durch eine EIN/AUS-Schaltung 60 ein- und ausgeschaltet, welche durch Steuersignale vom Mikroprozessor 36 gesteuert wird. Die Betriebsstromversorgung 48 enthält eine Diode D5 sowie einen Speicher- und Filterkondensator C1. Wenn der Schalttransistor im Schalterkreis 64 gesperrt wird, fließen die Rücklaufimpulse in der Wicklung W4 durch die Diode D5, wobei Energie im Speicher- und Filterkondensator C1 gespeichert wird, sodass an einem Anschluss B eine Gleichspannungsquelle zur Verfügung steht. Der Anschluß A ist während des Bereitschaftszustandes durch eine Diode D6 vom Anschluß B getrennt.
  • Die Bereitschaft-Stromversorgung kann so ausgelegt sein, dass sie im Bereitschaftszustand eine Gleichspannung von etwa +6 Volt liefert. Die Betriebs-Stromversorgung 48 kann so ausgelegt sein, dass sie im Betriebszustand eine Gleichspannung von etwa +8 Volt liefert. Die Diode D6 ist im Bereitschaftszustand in Sperrichtung vorgespannt, sodass kein Strom vom Anschluss A zum Anschluss B fließt. Im Betriebszustand wird die Diode D6 andererseits in Flussrichtung vorgespannt und die Dioden D3 und D4 werden in Sperrrichtung vorgespannt. Dieser Mechanismus ermöglicht es der Bereitschafts-Spannungsquelle im Bereitschaftszustand zu arbeiten ohne durch die Betriebs-Stromversorgung belastet zu werden. Er ermöglicht es außerdem der Betriebs-Stromversorgung die Bereitschafts-Stromversorgung während des Betriebszustandes zu ersetzen, da der Transformator T1 vom Anschluss A isoliert ist. Die Spannungen der Stromversorgungen werden also nicht summiert und auch nicht betriebsmäßig kombiniert. Die Stromversorgungen speisen vielmehr den Spannungsregler während der jeweiligen Betriebszustände im Wesentlichen unabhängig voneinander.
  • Der Spannungsregler 52 enthält einen Transistor Q1, einen Widerstand R1 und eine Zenerdiode D7. Er ist als Reihendurchgangsregler geschaltet. Der Ausgang des Spannungsreglers 52 an der Emitterelektrode des Transistors Q1 liefert eine geregelte Gleichspannung von +5 Volt. Dieser Spannungswert, der durch die Zenerdiode D7 bestimmt wird, ist unabhängig davon, ob die Kollektorelektrode des Transistors Q1 Strom von der Bereitschaft-Stromversorgung 46 oder der Betriebs-Stromversorgung 48 erhält.
  • Auch wenn beide Stromversorgungen ausfallen, beispielsweise während einer Stromunterbrechung, wird der Regler für eine gewisse Zeitspanne weiterhin Strom erhalten, während sich der Kondensator C1 und anschließend der Kondensator C2 entlädt, nachdem die Diode D6 in Sperrichtung vorgespannt worden ist. Dies stellt eine geregelte Spannungsversorgung für den Mikroprozessor sicher, sodass dieser bei einem Ausfall der Wechselspannung den Fernsehempfänger gesteuert und ordnungsgemäß in den Abschaltzustand bringen kann.
  • Die Bereitschaft/Betriebs-Spannung von 5 Volt am Emitter des Transistors Q1 wird einem sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand zu speisenden Verbraucher, beispielsweise dem Mikroprozessor 36, sowie einem nur im Betriebszustand arbeitenden Verbraucher, z.B. dem adaptiven Kammfilter 24 zugeführt. Die geregelte Spannung wird, wie dargestellt, auch dem Tastenfeld 38 sowie dem Infrarot-Fernsteuerempfänger 40 zugeführt, der durch eine Fernsteuereinheit 62 steuerbar ist. Der Mikroprozessor 36 arbeitet im Bereitschaftszustand und ist in der Lage, bestimmte Statuszustände anzuzeigen, beispielsweise durch eine Leuchtdiode LED1. Die Leuchtdiode LED1 wird durch eine Schaltungsanordnung gesteuert, welche Widerstände R2 und R3 sowie einen Transistor Qs enthält. Der Mikroprozessor 36 kann das adaptive Kammfilter durch Signale, die über den Daten-Bus 29 übertragen werden, ein- und ausschalten oder zwischen Betriebszuständen niedriger und hoher Leistung umschalten.
  • Alle integrierten Schaltungen, insbesondere integrierten CMOS-Schaltungen, die durch den Daten-Bus miteinander verbunden sind, erhalten. im Bereitschaftszustand, im Betriebszustand sowie bei einer Unterbrechung der Wechselspannung die gleiche geregelte Gleichspannung. Die Gefahr einer Blockierung durch unterschiedliche Eingangsspannungen wird dadurch praktisch ausgeschaltet. Außerdem entfällt die Notwendigkeit, die Bereitschafts-Stromversorgung im Betriebszustand belasten zu müssen. Die vorliegende kombinierte Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungsschaltung gewährleistet also ein Maximum an Wirtschaftlichkeit und gleichzeitig ein Maximum an Zuverlässigkeit.
  • Die Spannungswerte am Anschluss A hängen von den Parametern der in 2 dargestellten Schaltung ab. Die in 2 sowie in 4 und 5 angegebenen Werte der Schaltungskomponenten gelten für eine Netzwechselspannung von 60 Hz und einem Nennwert von 120 Volt. Selbstverständlich ergeben sich andere Werte für eine Netzwechselspannung von 50 Hz und einen Nennwert von 220 Volt.
  • Die zeitlichen Verhältnisse beim Betrieb der vorliegenden Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung sind in den 3a3e dargestellt. Im Zeitpunkt t0 ist der Fernsehapparat nicht angesteckt und völlig außer Betrieb. Im Zeitpunkt t1 wird der Fernsehapparat mit dem Netz verbunden. Es fließt nun ein Strom, der den Kondensator C2 auflädt und, wie 3a zeigt, steigt die ungeregelte Spannung an und erreicht im Zeitpunkt t2 den Wert von +6 Volt. Ungefähr zum gleichen Zeitpunkt t2 steht eine geregelte Spannung von 5 Volt für den Mikroprozessor 36 zur Verfügung, der dann einschaltet, wie in 3b dargestellt ist. Im Zeitpunkt t3 wird der Netz- oder Betriebsschalter des Apparates eingeschaltet, was in 3c dargestellt ist. Dies wird vom Mikroprozessor 36 wahrgenommen, der dann die geregelte (B+)-Stromversorgung 56 einschaltet und anschließend die Zeilenablenkschaltung 54, wie in 3d dargestellt ist. Dies hat zur Folge, dass am Anschluß B eine Betriebsspannung erscheint, die die Diode D6 in Flussrichtung vorspannt und die Bereitschafts-Spannung am Anschluß A ersetzt. Wenn der Mikroprozessor feststellt, dass die Betriebsspannung zur Verfügung steht, beispielsweise im Zeitpunkt t5, werden die im Betriebszustand zu speisenden Schaltungen eingeschaltet, wie 3e zeigt. Der Fernsehapparat ist nun voll im Betrieb bis der Netzschalter im Zeitpunkt t6 ausgeschaltet wird. Dies wird vom Mikroprozessor wahrgenommen, der die im Betriebszustand zu speisenden Schaltungen im Zeitpunkt t7 und dann die Zeilenablenkschaltung im Zeitpunkt t8 abschaltet. Der Kondensator C1 beginnt sich im Zeitpunkt t8 zu entladen, sodass die Diode D6 wieder in Sperrichtung vorgespannt wird und die Bereitschaft-Stromversorgung eine ungeregelte Gleichspannung von 6 Volt an den Anschluß A liefert. Im Zeitpunkt t9 wird der Apparat abgesteckt oder die Wechselspannung anderweitig unterbrochen. Der Kondensator C2 beginnt sich dann zu entladen, der Mikroprozessor hat während dieser Entladung jedoch noch genügend Leistung zur Verfügung um ein kontrolliertes Abschalten durchführen zu können. Im Zeitpunkt t10 hat sich der Kondensator C2 so weit entladen, dass der Mikroprozessor nicht mehr arbeiten kann und inaktiv wird. Im Zeitpunkt t11 hat sich der Kondensator C2 ganz entladen und der Fernsehapparat bleibt vollständig funktionsunfähig bis die Wechselspannungsversorgung wiederhergestellt wird.
  • Die in 4 dargestellte Schaltungsanordnung stimmt in vieler Hinsicht mit der Schaltungsanordnung gemäß 2 überein. Erstere zeigt jedoch einen diskreten Schalterkreis zum Steuern der nur im Betriebszustand arbeitenden Schaltungen durch Erfassung der Betriebsspannung und außerdem zeigt sie einen generellen Typ einer im Schaltbetrieb arbeitenden Stromversorgung 56 mit einem Transformator T4 in einer VIPUR-Stromversorgungsschaltung, die die Betriebs-Stromversorgung 48 bildet. Im Bereitschaftszustand erzeugt eine Gleichspannungsquelle 46 mit einer Vollweggleichrichterbrücke eine ungeregelte Gleichspannung mit einem Nennwert von +8 Volt an einem Kondensator C12. Die Diode D6 wird in Sperrichtung vorgespannt, sodass der Strom, der in den Kollektor des einen Teil des Spannungsreglers 52 bildenden Transistors 01 fließt, ausschließlich durch die Bereitschaft-Stromversorgung 46 geliefert wird. Eine geregelte Gleichspannung von +5 Volt steht an einem Kondensator C4 und einem Anschluß C zur Verfügung. Im Bereitschaftszustand liegt am Emitter des Transistors Q3, der einen Niederstromtreiber bildet, wegen einer Zenerdiode D7 eine Spannung von etwa 5,6 Volt. Der durch Widerstände R6 und R7 gebildete Widerstandsspannungsteiler ist so bemessen, dass die Basis des Transistors Q3 im Bereitschaftszustand auf oder geringfügig unter +5 Volt liegt, sodass der Transistor Q3 durchgeschaltet wird. Die Spannung, die am Kollektor des Transistors Q3 im Bereitschaftszustand auftritt, reicht aus, um einen Transistor Q4 durchzuschalten, wodurch die Spannung am Kollektor des Transistors Q4 auf Masse herabgezogen wird, was dem Logiksignal LO entspricht. Hierdurch wird auch die Basis einer Transistors Q2 auf Massepotential abgesenkt, was den Transistor Q2 gesperrt hält. Wenn der in 4 nicht dargestellte Mikroprozessor auf den Betriebszustand umschaltet, erzeugt die Betriebs-Stromversorgung 48 eine Gleichspannung mit einem Nennwert von +10 Volt, die ausreicht, um die Diode D6 in Flussrichtung vorzuspannen. Die Widerstände R6 und R7 sind auch so gewählt, dass wenn die Spannung am Anschluß A auf etwa 10 Volt ansteigt, die Spannung an der Basis des Transistors Q3 genügend ansteigen wird, um den Emitter-Basis-Übergang dieses Transistors in Sperrichtung vorzuspannen und den Transistor Q3 zu sperren. Wenn der Transistor Q3 gesperrt ist, sperrt auch der Transistor Q4. Wenn der Transistor Q4 sperrt, steigt seine Kollektorspannung auf einen Wert HI, was einen Rückstellimpuls für alle integrierten Schaltungen mit Ausnahme des Mikroprozessors erzeugt. Hierdurch wird auch die Spannung an der Basis des Transistors Q2 erhöht, der dann durchschaltet und eine geregelte Gleichspannung für die nur im Betriebszustand arbeitenden Steuerschaltungen liefert. Die Dioden D3 und D4 werden in Sperrichtung vorgespannt und der Spannungsregler wird im wesentlichen nur durch die Betriebs-Stromversorgung 48 gespeist. Die Spannung am Emitter des Transistors Q2 ist im Wesentlichen gleich der Spannung am Anschluß C, sodass keine Blockierungsgefahr besteht.
  • Eine alternative Steuerschaltung aus diskreten Komponenten, welche außerdem zwei verschiedene Bereitschaftsspannungen lie fert, ist in 5 dargestellt. Die diskrete Steuerschaltung schaltet die nur im Betriebszustand arbeitenden Steuerkreise als Reaktion auf eine Wechselspannungsunterbrechung ab, um dem Mikroprozessor für ein kontrolliertes Abschalten so viel Leistung wie möglich zur Verfügung zu stellen. Die Bereitschaft-Stromversorgung 46 erzeugt am Anschluß A eine ungeregelte Gleichspannung von etwa +20 Volt. Die Betriebs-Stromversorgung 48 liefert, wenn sie arbeitet, eine ungeregelte Gleichspannung von etwa +22 Volt. Die Diode D6 ist im Bereitschaftszustand in Sperrichtung vorgespannt. An der Emitterelektrode eines Transistors Q6, der als Reiheregler arbeitet, steht eine Bereitschaftsspannung von +18 Volt zur Verfügung. Dieser Wert wird durch eine Zenerdiode D9 bestimmt. Die Bereitschaftsspannung von 18 Volt wird dem Kollektor eines Transistors Q1 zugeführt, der als zweiter Reihenregler arbeitet und an seinem Emitter eine Bereitschaftsspannung von +5 Volt liefert. Dieser Spannungswert wird durch eine Zenerdiode D7 bestimmt.
  • Eine durch die Zenerdiode D7 bestimmte Spannung von 5,6 Volt wird der Emitterelektrode eines Transistors Q4 zugeführt. Die Basis des Transistors Q4 wird durch Widerstände R16 und R17 auf einer genügend hohen Spannung gehalten, um den Emitter-Basis-Übergang in Sperrichtung vorzuspannen und den Transistor Q4 gesperrt zu halten. Wenn der Transistor Q4. sperrt, sperrt auch der Transistor Q5 und der Transistor Q2 ist durchgeschaltet, sodass den geschalteten Steuerschaltungen während des Betriebszustandes eine geregelte Gleichspannung zugeführt wird.
  • Es ist ersichtlich, dass die Betriebs-Stromversorgung keinen Steuereingang an die diskrete Steuerschaltung der 5 liefert, wie es bei der Schaltung gemäß 4 der Fall ist. Wenn der Fernsehapparat abgesteckt oder die Zufuhr der Wechselspannung anderweitig unterbrochen wird, wird die Spannung an der Basis des Transistors Q4 absinken und der Transistor Q4 wird durchschalten. Wenn der Transistor Q4 durchgeschaltet, wird der Transistor Q5 durchgeschaltet, die Basis des Transistors Q2 wird auf Massepotential gelegt und der Transistor Q2 wird gesperrt. Durch das Sperren des Transistors Q2 werden die geschalteten, nur im Betriebszustand arbeitenden Steuerschaltungen abgeschaltet. Der oder die Bereitschafts-Verbraucher haben allgemein eine hohe Impedanz. Wenn sich also die Kondensatoren C21 und C22 entladen und beim Ausfall der Wechselspannung Leistung liefern, wird die Leistung überwiegend zur 5V-Bereitschaft-Stromversorgung am Emitter des Transistors Q1 geliefert, der den Mikroprozessor speist. Dies maximiert die Zeit, die dem Mikroprozessor zur Durchführung einer kontrollierten Abschaltung zur Verfügung steht. Das Vorhandensein oder Fehlen der Bereitschafts- und Betriebsspannungen kann durch den in 5 nicht dargestellten Mikroprozessor festgestellt und zur Steuerung des Betriebs der Zeilenablenkschaltung 54 verwendet werden, beispielsweise um die Betriebs-Stromversorgung ein- und auszuschalten.
  • 6 zeigt eine integrierte Schaltung IC1, die mit einer integrierten Schaltung IC2 verbunden ist im Zustand, dass IC2 durch einen Transistor Q2 abgeschaltet ist, da ein Schalter S1 mit Masse verbunden ist. Normalerweise, wenn R20 einen kleinen Wert hat, stehen am Eingang von IC2 genügend Spannung und Strom für einen durch Pfeil A bezeichneten Stromweg zur Verfügung, um eine Blockierung (SCR latch) zu verursachen. Durch Verwendung eines npn-Transistors für Q2, der dem Transistor Q2 in 4 entsprechen kann, ist der durch einen Pfeil B bezeichnete Stromweg unterbrochen. Ohne einen Rückflussweg für den eventuellen Strom kann aber keine Blockierung eintreten.
  • Die Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb, insbesondere mit miteinander verbundenen integrierten CMOS-Schaltungen, und ermöglicht einen wirtschaftlichen Aufbau von Fernsehapparaten. Die vorliegende Bereitschaft/Betriebs-Stromversorgung gewährleistet ferner, dass bei einer Unterbrechung der Eingangswechselspannung ein Maximum an Leistung zur Verfügung steht, um einem Mikroprozessor ein kontrolliertes Abschalten des Fernsehapparates zu ermöglichen.

Claims (16)

  1. Bereitschafts/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung für ein Fernsehgerät – mit einer Bereitschaftsspannungsquelle (46), die bei Anschluß des Fernsehgerätes an eine Wechselspannungsquelle eine Bereitschafts-Gleichspannung (Schaltungspunkt A) erzeugt, und mit einer Bereitschaftsspannungs-Regelschaltung, – mit einer Betriebsspannungsquelle (48) zur Erzeugung einer Betriebsgleichspannung (Schaltungspunkt B) und einer Betriebsspannungsregelschaltung, – mit einer von der Bereitschaftsspannungsquelle separaten Isolationsschaltung (D6), die im Bereitschaftszustand die Betriebsspannungsquelle (48) von der Bereitschaftsspannungsquelle (46) isoliert, – und mit einer Vielzahl von miteinander verbundenen integrierten Schaltungen, von denen mindestens eine sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand arbeitet und mindestens eine nur im Betriebszustand arbeitet, dadurch gekennzeichnet, – daß die integrierten Schaltungen CMOS-Schaltungen (20, 24,30,36,44) sind, – daß mit der Bereitschaftsspannungsquelle (46) und der Betriebsspannungsquelle (48) ein Spannungsregler (52) gekoppelt ist, der sowohl aus der ungeregelten Bereitschaftsgleichspannung als auch aus der ungeregelten Betriebsgleichspannung eine geregelte Versorgungsspannung zur Speisung der miteinander verbundenen integrierten CMOS-Schaltungen mit im wesentlichen der gleichen Versorgungsspannungshöhe erzeugt, – und daß eine zweite Isolationsschaltung (D3,D4) vorgesehen ist, die im Betriebszustand die Bereitschaftsspannungsquelle (46) von der Betriebsspannungsquelle (48) isoliert.
  2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kommunikations- und Steuer-Bus (29), der die integrierten CMOS-Schaltungen (20,24,30,36,44) miteinander verbindet.
  3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand arbeitende integrierte CMOS-Schaltung (36) eine Steuereinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren sowohl der Betriebsspannungsquelle (48) als auch der nur im Betriebszustand arbeitenden integrierten CMOS-Schaltung (24) enthält.
  4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsregelschaltung (52) einen Serienregler enthält.
  5. Bereitschafts/Betriebs-Stromversorgungs- und Steuerschaltung für eine Fernsehgerät, mit – einer ungeschalteten Gleichspannungsquelle (T1,D1–D4,C2, die während eines Bereitschaftszustandes zur Verfügung steht, – und einer geschalteten Gleichspannungsquelle (54,64,T2, D5,C1), die nur während eines Betriebszustandes zur Verfügung steht, gekennzeichnet durch – einen Spannungsregler (52), dessen Eingang mit beiden Gleichspannungsquellen gekoppelt ist und der an seinem Ausgang eine geregelte Gleichspannung eines ersten Leistungswertes im Bereitschaftszustand und eines zweiten Leitungswertes im Betriebszustand liefert, – Betriebs- und Bereitschafts-Steuerschaltungen (24 bzw. 36), die miteinander verbunden und an den Ausgang für die geregelte Spannung angeschlossen sind, – und eine Einrichtung (D3,D4) zum Trennen der ungeschalteten Spannungsquelle (46) vom Spannungsregler (52) im Betriebszustand, wobei im Bereitschaftszustand die Bereitschafts-Steuerschaltung (36) durch die ungeschaltete Gleichspannungsquelle (46) gespeist wird, während im Betriebszustand sowohl die Bereitschafts- als auch die Betriebs-Steuerschaltung (36 bzw. 24) durch die geschaltete Spannungsquelle (48) gespeist werden.
  6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeschaltete Gleichspannungsquelle eine Wechselspannungsquelle, eine Diodenbrücke (D1 bis D4) und einen Transformator (T1) enthält, der mit einer Primärwicklung (W1) an die Wechselspannungsquelle und mit einer Sekundärwicklung (W2) an die Diodenbrücke (D1 bis D4) angeschlossen ist.
  7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung der geschalteten Gleichspannungsquelle (48j höher als die Gleichspannung der Bereitschaftsspannungsquelle (46) ist.
  8. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitschafts- und die Betriebs-Steuerschaltung (36 bzw. 24) miteinander verbundene integrierte CMOS-Schaltungen sind.
  9. Schaltung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (D6) zum Trennen der geschalteten Spannungsquelle (48) von der ungeschalteten Spannungsquelle (46) im Bereitschaftszustand.
  10. Schaltung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (D3,D4) Dioden in einer Vollweg-Gleichrichterbrücke (D1 bis D4) enthält, die zwischen einer Wechselspannungsquelle (T1) und dem Spannungsregler (52) liegt.
  11. Bereitschafts/Betriebs-Stromversorgungsschaltung für eine Steuerschaltung in einem Fernsehgerät, mit – einer ungeschalteten Quelle (46) für eine Gleichspannung, die während eines Bereitschaftszustandes zur Verfügung steht, und einer geschalteten Quelle (48) für eine Gleichspannung, die nur während eines Betriebszustandes des Gerätes zur Verfügung steht, gekennzeichnet durch – einen Spannungsregler (52), der mit seinem Eingang mit den beiden Gleichspannungsquellen gekoppelt ist und einen Ausgang für eine geregelte Versorgungs-Gleichspannung zur Speisung von miteinander verbundenen digitalen Bereitschafts- und Betriebs-Steuerschaltungen (24 bzw. 36) mit gleichen Spannungswert sowohl im Bereitschaftszustand als auch im Betriebszustand hat, – eine von der ungeschalteten Gleichspannungsquelle separate Einrichtung (D6) zum Trennen der geschalteten Spannungsquelle (48) vom Spannungsregler im Bereitschaftszustand, und – eine Einrichtung (D3,D4) zum Trennen der ungeschalteten Spannungsquelle (46) vom Spannungsregler (52) im Betriebszustand.
  12. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die geschaltete Gleichspannungsquelle (48) eine Zeilenablenkschaltung (54) mit einem Rücklauftransformator (T2) und einer sekundärseitig mit diesem gekoppelten Gleichrichteranordnung (D5) enthält.
  13. Stromversorungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die ungeregelte Gleichspannung liefernde geschaltete Spannungsquelle (48) eine mit einem Transformator (T2) gekoppelte, im Schalterbetrieb arbeitende Stromversorgungseinheit mit einem VIPUR-Impulsbreitenregler und einer sekundärseitig an den Transformator (T2) angeschlossenen Gleichrichteranordnung (D5) enthält.
  14. Stromversorungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung der geschalteten Gleichspannungsquelle (48) größer als die der ungeschalteten Gleichspannungsquelle (46) ist.
  15. Stromversorungsschaltung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Trenneinrichtung (D6;D3,D4) zum Isolieren der geschalteten (4 () und der ungeschalteten (46) Gleichspannungsquelle voneinander.
  16. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Steuerschaltungen (24,36) integrierte CMOS-Schaltungen aufweisen.
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Applications Claiming Priority (2)

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US07/392,311 US5036261A (en) 1989-08-11 1989-08-11 Standby/run power supply and control circuit
US392311 1989-08-11

Publications (2)

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DE4025457A1 DE4025457A1 (de) 1991-02-14
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Family Applications (1)

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GB (1) GB2235104B (de)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5331354A (en) * 1990-09-26 1994-07-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power supply apparatus for television receiver set and television receiver set including the same
DE4110677A1 (de) * 1991-04-03 1992-10-08 Thomson Brandt Gmbh Schaltung zur stromversorgung mehrerer einzelner geraete der unterhaltungselektronik
GB9109595D0 (en) * 1991-05-02 1991-06-26 Thomson Consumer Electronics Polling for detection of power supply or other failures of a digital circuit
GB9113924D0 (en) * 1991-06-27 1991-08-14 Thomson Consumer Electronics Fault protection using microprocessor power up reset
GB9114354D0 (en) * 1991-07-03 1991-08-21 Thompson Consumer Electronics Run/standby control with switched mode power supply
MY108974A (en) * 1992-05-29 1996-11-30 Thomson Consumer Electronics Inc Tracking run/standby power supplies
US5564010A (en) * 1993-05-24 1996-10-08 Thomson Consumer Electronics, Inc. Reset signal generator, for generating resets of multiple duration
US6522314B1 (en) * 1993-11-19 2003-02-18 Fujitsu Limited Flat display panel having internal power supply circuit for reducing power consumption
US7068264B2 (en) * 1993-11-19 2006-06-27 Hitachi, Ltd. Flat display panel having internal power supply circuit for reducing power consumption
US5686767A (en) * 1994-12-29 1997-11-11 Thomson Consumer Electronics, Inc. Apportioning minimal standby power
GB2306815A (en) * 1995-11-04 1997-05-07 Thomson Multimedia Sa Delay circuit for consumer electronic goods eg TV sets, VCRs
US6018804A (en) * 1996-03-25 2000-01-25 Thomson Consumer Electronics, Inc. Data bus isolator
EP0803966B1 (de) * 1996-04-23 2005-02-23 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Netzteil für ein Gerät mit Standby-Betrieb
US5942811A (en) * 1997-07-28 1999-08-24 Sony Corporation Apparatus and method for extending the supply of reserved power during a line power interruption
US5953080A (en) * 1997-09-09 1999-09-14 Thomson Consumer Electronics, Inc. Standby circuit for a television
JP2002527019A (ja) * 1998-09-25 2002-08-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電力消費低減用手段を有している信号処理装置
DE19908019A1 (de) * 1999-02-25 2000-09-07 Grundig Ag Verfahren und Vorrichtung zur Energieversorgung elektrischer Verbraucher
US6441590B1 (en) * 1999-03-26 2002-08-27 Sarnoff Corporation Two stage architecture for a monitor power supply
JP3994615B2 (ja) * 2000-03-15 2007-10-24 ソニー株式会社 遠隔制御受信装置及び方法
US6838861B2 (en) * 2000-06-02 2005-01-04 Thomson Licensing, S.A. Parallel coupled standby power supplies providing plural outputs
MXPA02011879A (es) * 2000-06-02 2003-04-10 Thomson Licensing Sa Operacion de barra colectora con circuitos integrados en un estado no energizado.
EP1209793A1 (de) * 2000-11-23 2002-05-29 Semiconductor Components Industries LLC Verfahren und Gerät zur Steuerung einer Stromversorgungseinrichtung
US20020135492A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 Michael Reagan Ultrasonic control and monitoring bus and method
EP1341380A1 (de) * 2002-02-27 2003-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stromversorgungsschaltung in einem Bereitschaftsbetriebsmodus für ein audiovisuelles Gerät
US20030204857A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-30 Dinwiddie Aaron Hal Pre-power -failure storage of television parameters in nonvolatile memory
US7862435B1 (en) * 2002-09-11 2011-01-04 Bally Gaming, Inc. Service enhancing power supply system for gaming machines
BR0316830A (pt) * 2002-12-06 2005-10-18 Thomson Licensing Sa Redução de dissipação de energia de sintonizador em um modo de espera
EP1597908B1 (de) * 2003-02-14 2012-01-04 Thomson Licensing Vorrichtung in einem fernsehempfänger zur automatischen erkennung der art der befestigten tastatur
JP3939272B2 (ja) * 2003-06-20 2007-07-04 ユニ・チャームペットケア株式会社 動物用トイレ
JP4737965B2 (ja) * 2004-09-30 2011-08-03 株式会社東芝 テレビジョン受像機
US7539882B2 (en) * 2005-05-30 2009-05-26 Rambus Inc. Self-powered devices and methods
EP1734759A3 (de) * 2005-06-13 2009-04-22 LG Electronics Inc. Vorrichtung und Verfahren zur Leistungsverwaltung einer Anzeigevorrichtung
WO2009097103A1 (en) * 2008-01-28 2009-08-06 Wms Gaming Inc. Partially-powered wagering game machines
JP5157801B2 (ja) * 2008-10-03 2013-03-06 船井電機株式会社 スピーカ装置
JP5531005B2 (ja) * 2011-12-26 2014-06-25 株式会社沖データ 電子機器
JP6275478B2 (ja) * 2013-12-26 2018-02-07 ラピスセミコンダクタ株式会社 電源装置、電源装置の制御方法、及び電源装置を含む通信装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3806228A1 (de) * 1987-02-27 1988-09-08 Rca Licensing Corp Stromversorgungsteil fuer ein fernsehgeraet

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500923A (en) * 1982-10-29 1985-02-19 Rca Corporation Television receiver standby power supply
US4751580A (en) * 1985-12-19 1988-06-14 Rca Licensing Corporation Television receiver standby power supply
US4680511A (en) * 1986-03-28 1987-07-14 Rca Corporation Video apparatus for generating a conductively isolated control signal
US4737851A (en) * 1987-04-24 1988-04-12 Rca Corporation On/off control circuitry for television

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3806228A1 (de) * 1987-02-27 1988-09-08 Rca Licensing Corp Stromversorgungsteil fuer ein fernsehgeraet

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Spannung und Strom richtig dosiert, in: Funkschau, 1987, H. 12, S. 26, 28 *

Also Published As

Publication number Publication date
FI98424B (fi) 1997-02-28
FR2651627A1 (fr) 1991-03-08
GB2235104A (en) 1991-02-20
CA2022573C (en) 1995-04-25
FR2651627B1 (fr) 1994-02-18
FI903904A0 (fi) 1990-08-07
FI98424C (fi) 1997-06-10
GB2235104B (en) 1994-04-27
JPH0388484A (ja) 1991-04-12
KR100202348B1 (ko) 1999-06-15
DE4025457A1 (de) 1991-02-14
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CA2022573A1 (en) 1991-02-12
JP2958070B2 (ja) 1999-10-06
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US5036261A (en) 1991-07-30

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