超節能型傳真設備及其方法
2023-10-09 01:28:44 2
專利名稱：超節能型傳真設備及其方法
技術領域：
本發明涉及超節能型傳真設備及其方法。更具體地說，本發明涉及這樣的超節能型傳真設備其連接到公共交換電話網(PSTN)，並且如果待機狀態持續特定時間段則使用節能電路以少於1W的電源維持待機狀態，從而實現成本節省效應，本發明還涉及相應的方法。
背景技術：
當今在電子產業中的趨勢是向更加環境友好的產品發展。近來，購實和使用環境友好的產品在包括政府和公共機構(public office)在內的許多領域中變得越來越流行。為了向美國政府和公共機構供應貨物，供應商必須贏得諸如能量星標記之類的節能標記。能量星標記充當這樣的指示產品滿足有美國環報局(US Environmental Protection Agency，EPA)和美國能源部(DOE)所設定的嚴格的能量效率指南。該要求導致包括韓國在內的許多國家需要超節能型產品。
圖1示出了傳統節能傳真設備的框圖。
傳統節能傳真設備100包括用於通過電話線檢測振鈴信號的振鈴信號檢測器10、當檢測到振鈴信號時被接通的開關20、由開關20通電並且在數據接收之後斷電的傳真單元30、以及用於控制節能傳真設備100的電源狀態並且用於控制從振鈴信號檢測器10提供來的振鈴信號的電源單元40。
為了使用傳真單元30來傳送所期望的數據，用戶通過撥打對方用戶的傳真號碼來訪問對方用戶的傳真，並且將振鈴信號發送到與公共交換電話網(PSTN)連接的對方用戶的傳真設備。
當通過電話線接收到振鈴信號時，振鈴檢測器10檢測振鈴信號並且開關20被自動地接通。如果沒有檢測到振鈴信號，則傳真單元30保持待機，即斷電。
當開關20被自動地接通時，將傳真單元30通電並且連接到電話，從而允許數據接收。電源單元40確定數據接收是否完成。如果沒有完成數據接收，則電源單元40允許傳真單元30繼續接收數據。如果數據接收完成了，則電源單元40自動地將傳真單元30斷電。
象上面描述的那樣進行操作的傳統節能傳真設備100具有節能功能，從而當接收數據和輸出數據時其消耗大約40到50瓦特(W)的功率，而在沒有接收到振鈴信號的情況下其處於待機狀態消耗大約5到10瓦特(W)的功率。
但是，傳統節能傳真設備100不滿足許多國家要求的、消耗少於1瓦特功率的非常節能功能的條件。一些印表機具有節能按鈕並且滿足消耗少於1瓦特的電源的非常節能功能的條件。但是，這些印表機需要非常低功率的集成電路來進行這樣的操作。使用這樣的集成電路導致生產成本的增加。
因此，需要一種用於提供節能傳真設備的改進的系統，這樣的傳真設備能夠以少於1瓦特的功率進行工作而不需要額外的低功率的集成電路。
發明內容
本發明的示例實施方式的一個方面用於至少應對上面的問題和/或缺點，並且至少提供下述優點。因此，本發明的示例實施方式的一個方面提供超節能型傳真設備，其在待機狀態持續預定的時間段時使用節能電路在節能狀態中消耗少於1瓦特的功率，從而實現節省成本的效果。
通過提供超節能型傳真設備來實現上述方面，該設備包括電源單元，用於從外部電源接收AC功率，並且產生用於操作超節能型傳真設備所需要的第一DC功率。超節能型傳真設備還包括節能單元和控制器。節能單元根據預定的功率控制信號進行開關並且將第一DC功率轉換為第二功率，使得超節能型傳真設備在待機狀態下消耗少於1瓦特(W)的功率。如果在待機狀態中在預定的時間內不執行操作或者沒有按鍵輸入命令，則控制器將功率控制信號施加到節能單元而且控制節能單元來輸出第二功率，使得超節能型傳真設備在待機狀態下消耗少於1W的功率。
最好，電源單元包括適配器或者開關模式電源(SMPS)。
最好，節能單元包括第一開關單元，用於開關電源單元的輸出電壓；第二開關單元，用於根據控制器的功率控制信號來接通/斷開第一開關單元；第三開關單元，用於根據用戶的開關操作來接通/斷開第一開關單元；以及第四開關單元，用於根據通過電話線所施加的振鈴信號來接通/斷開第一開關單元。
最好，第一開關單元是P溝道FET，當沒有電壓施加到柵極G時其截止，而當柵極G處於低電平狀態從而電流從漏極D流到源極S時其導通。
最好，第二開關單元時NPN型電晶體，其由從控制器施加來的高電平信號導通。
最好，NPN型電晶體具有接地的發射極，以及通過彼此串連的第一電阻器和第二電阻器並聯到第一開關單元的集電極。
最好，第三開關單元是由用戶的按下操作而被接通的按鈕開關。
最好，第第三開關單元通過電阻器串連到第一開關單元。
最好，第四開關單元是將發光二極體和光電電晶體組合到單個封裝中的光電耦合器，而且其藉助於響應於通過電話線施加來的振鈴信號通過發光二極體發光並通過光電電晶體的基極接收光而導通。
而且，將控制器與開關檢測節點連接以檢測第三開關單元是否被接通或者斷開，而且還將該控制器與振鈴信號檢測節點連接以根據第四開關單元的開關操作來確定是否接收到了振鈴信號。
最好，開關檢測節點將控制器連接到第三開關單元，並且該節點通過電阻器並聯到電源Vcc並且串連到二極體以防止電流倒流。
最好，當第三開關單元被斷開時，開關檢測節點通過電源Vcc處於高電平狀態，而且當將第三開關單元接通時，因為將電源Vcc施加到第三開關單元所以開關檢測節點處於低電平狀態，控制器根據從高電平狀態向低電平狀態的轉換來檢測第三開關單元的接通操作。
最好，振鈴信號檢測節點將控制器連接到第四開關單元，而且該節點通過電阻器並聯到電源Vcc而且串連到二極體以防止電流的倒流。
最後，當第四開關單元被斷開時，振鈴信號檢測節點通過電源Vcc處於高電平狀態，而當將第四開關單元接通時，將電源Vcc施加到第四開關單元，控制器根據從高電平狀態向低電平狀態的轉換來檢測第四開關單元的接通操作，由此對接收振鈴信號進行檢測。
通過結合附圖公開本發明的示例實施方式的下面詳細描述，本發明的其他目的、優點和突出特點對本領域的普通技術人員將變得更加明顯。
通過結合附圖的下面描述，本發明的特定示例實施方式的上面和其他的目的、特點和優點將變得更加明顯，其中
圖1示出了傳統節能傳真設備的框圖；圖2示出了根據本發明的實施方式的超節能型傳真設備的框圖；以及圖3示出了圖2的節能單元的電路圖。
在全部附圖中，應該將相同的附圖標記理解為指示相同的部件、特點和結構。
具體實施例方式
提供諸如結構和部件之類的在下面描述中限定的事項來幫助全面理解本發明的實施方式。因此，本領域的普通技術人員應該理解在不偏離本發明的範圍和精神的情況下，可以對這裡所描述的實施方式進行各種改動和修改。而且，為了清楚和簡潔省略了對公知功能和結構的描述。
圖2示出了根據本發明的示例實施方式的超節能型傳真設備200的框圖。
超節能型傳真設備200包括顯示單元202、程序存儲器204、存儲器206、PC接口208、電源單元210、節能單元212、數據機214、線路接口216、頭部驅動器218、墨盒220、緊湊圖像傳感器(CIS)222、圖像處理器224和控制器(CPU)226。
顯示單元202顯示多個輸入按鍵的操作狀態和超節能型傳真設備200的操作狀態。程序存儲器204存儲用於操作超節能型傳真設備200所必須的程序，而且還存儲黑/白陰影值。
存儲器206在超節能型傳真設備200的操作期間臨時存儲各種數據。PC接口208在超節能型傳真設備200和計算機之間對接，並且通常與計算機的並口連接。
電源單元210從外部電源接收AC，並且將AC功率轉換為操作超節能型傳真設備200所需要的第一DC功率。例如，電源單元210使用適配器或者開關模式電源(SMPS)。
節能單元212根據控制器226的功率控制信號進行開關，並且將第一DC功率轉換為第二功率，以使得超節能型傳真設備200以少於1瓦特的電源處於待機狀態。
數據機214編碼/解碼傳真圖像數據、檢測音頻、感測和發送傳真信號(呼叫(CNG)/被叫(CED))。線路接口216對接在公共交換電話網絡(PSTN)和數據機214之間。
頭部驅動器218(比如說)驅動噴墨墨盒，而且包括用於將列印數據發送到墨盒220的數據發送器以及用於根據所發送的數據來操作墨盒220的噴嘴的噴嘴驅動器。
墨盒220在列印紙上列印圖像。墨盒220在頭部驅動器218的控制下直接將墨噴射到列印紙上。CIS 222是用於控制嵌入其中的LED來發光並且使用光接收傳感器從文檔讀出圖像的組件。
圖像處理器224將CIS 222所讀取的模擬圖像數據進行數位化，並且同時通過施加黑白陰影值來處理圖像數據。
控制器226根據在程序存儲器204所存儲的程序來控制部件的整個操作。特別是，是否在預定的時間段內在待機狀態中在超節能型傳真設備200中沒有執行操作或者沒有按鍵命令的輸入。而且，控制器226將功率控制信號提供給節能單元210，並且控制節能單元210以執行待機操作從而消耗少於1瓦特的功率。
雖然本發明的示例實施方式應用於傳真設備，但是還可以將其應用於多功能外設。
圖3示出了根據本發明的示例實施方式的節能單元212的電路圖。
如圖3中所示的節能單元212包括第一開關單元(P溝道FET)310，用於開關電源單元210的第一輸出電源；第二開關單元(TR)320，用於根據控制器226的第一功率控制信號來接通/斷開第一開關單元310；第三開關單元330，用於根據用戶輸入的第二功率控制信號來接通/斷開第一開關單元310；以及第四開關單元340，用於根據通過電話線施加來的振鈴信號接通/斷開第一開關單元310。
第一開關單元310使用P溝道FET，當沒有電壓施加到柵極G時該FET截止而當柵極G處於低電平狀態以允許電流從漏極D流到源極S時該FET導通。
第二開關單元320使用由從控制器226施加來的高電平信號導通的NPN型電晶體(TR)，而第三開關單元330使用通過用戶按下操作接通的按鈕開關。第二開關單元320具有接地的發射極，和通過彼此串連的第一電阻器R1和第二電阻器R2並聯到第一開關單元310的漏極的集電極。第三開關單元330通過第三電阻器R3串連到第一開關單元310的柵極G。
第四開關單元340使用光電耦合器，其將作為發光單元的發光二極體和作為光接收單元的光電電晶體合併到一個封裝中。第四開關單元340根據通過電話線施加來的振鈴信號通過發光二極體發光，並且通過光電電晶體的基極接收光，從而被導通。第四開關單元340通過第四電阻器R4串連到第一開關單元310的柵極G。
將控制器226與開關檢測節點和振鈴信號檢測節點連接。開關檢測節點檢測第三開關單元330是被接通還是斷開，而振鈴信號檢測節點根據第四開關單元340的開關操作來確定是否接收到了振鈴信號。
開關檢測節點將控制器226連接到第三開關單元330。通過第五電阻器R5將開關檢測節點並聯到電源Vcc，而且還將該節點串連到第一二極體D1以防止電流的倒流。因此，如果將第三開關單元330斷開，則開關檢測節點通過電源Vcc處於高電平狀態，而如果將第三開關單元330接通，則因為將電源Vcc通過第三開關單元330施加到地GND，所以開關檢測節點處於低電平狀態。控制器226根據開關檢測節點從高電平狀態到低電平狀態的轉換來檢測第三開關單元330的開關操作。
振鈴信號檢測節點將控制器226連接到第四開關單元340。通過第六電阻器R6將振鈴信號檢測節點並聯到電源Vcc，而且還將該節點串連到第二二極體D2以防止電流的倒流。因此，如果將第四開關單元340斷開，則振鈴檢測節點通過電源Vcc處於高電平狀態，而如果將第四開關單元340接通，則因為將電源Vcc通過第四開關單元340施加到地GND，所以振鈴信號檢測節點處於低電平狀態。控制器226檢測從高電平狀態向低電平狀態的轉換，並且根據第四開關單元340的開關操作來確定是否接收到了振鈴信號。
現在將更加詳細地討論上述超節能型傳真設備200的操作。
當將AC功率輸入到電源單元210時，產生第一輸出電壓。但是，因為第一開關單元310的P溝道FET不操作，所以不產生要施加到控制器226和存儲器206的第二輸出電壓，因此超節能型傳真設備200處於空閒狀態。
此時，因為不存在從控制器226施加來的控制信號所以將第二開關單元320斷開，因為不存在按下操作，所以第三開關單元330斷開，而且因為不存在作為輸入的振鈴信號，所以第四開關單元340斷開。
當用戶將第三開關單元330按下大約300毫秒時，將第一和第三電阻器R1和R3從第一輸出電源中分出的電壓通過第三開關單元330施加到地GND，而且第一開關單元310的柵極因此處於低電平狀態。因此，將第一開關單元310導通從而產生第二輸出電壓。
第二輸出電壓操作控制器226，而控制器226將高電平第一功率控制信號施加到第二開關單元320。第二開關單元320根據從控制器226施加來的高電平第一功率控制信號而被接通，而根據第二開關單元320的接通操作通過第一和第二電阻器R1和R2將第一輸出電源施加到第二開關單元320。因此，第一開關單元310和第二開關電源320連續將電壓施加到超節能型傳真設備100。
因此，為了將超節能型傳真設備100關機，用戶按下第三開關單元330。此時，控制器226通過使用開關檢測節點來檢測第三開關單元330的開關按下/拉起(push/pull)。當在平時將第三開關單元330斷開時通過電源Vcc開關檢測節點處於高電平狀態，而因為將電源Vcc通過第三開關單元330施加到地，所以當第三開關單元330接通時開關檢測節點處於低電平狀態。控制器226檢測從高電平狀態向低電平狀態的轉換，從而感測第三開關單元330的開關按下/拉起。
第一二極體D1允許電源Vcc在平時在前進的方向中流向第三開關單元330。第一二極體D1不允許第一和第三電阻器R1和R3的電壓流向控制器226。
同時，如果在超節能型傳真設備100完成諸如傳真接收或者拷貝之類的工作之後，在預定時間段內不執行操作或者輸入按鍵命令，則控制器226根據預先定義的程序計算時間直到超節能型傳真設備100執行下一個工作。例如，如果在作為EPA的標準時間的30分鐘內不執行操作或者輸入按鍵命令，則控制器226將低電平第一功率控制信號施加到第二開關單元320。
由施加到其基極的低電平功率控制信號將第二開關單元320斷開。當將第二開關單元320斷開時，第一開關單元310的柵極處於高電平狀態並因此被截止。因此，根據第一開關單元310的開關操作來中斷第二輸出電壓。此時，超節能型傳真設備100根據電源單元210的適配器或者SMPS的效率節省多至大約700nW(0.7W)。
當如上面所述，在消耗少於1瓦特的功率的節能模式中通過電話線從外部輸入振鈴信號時，由通過電話線輸入的振鈴信號接通第四開關單元340。
用於第四開關單元340的光電耦合器在振鈴期間(通常1秒)中操作，而且將施加到第一和第四電阻器R1和R4的高電平電壓轉換為低電平電壓。因此，接通第一開關單元310並且產生第二輸出電壓，使得超節能型傳真設備100被運行。
如上所述，可以通過使用低價格的電晶體、FET和光電耦合器來實現在待機狀態中消耗少於1瓦特功率，並且減小成本的超節能型傳真設備100。
雖然已經參照本發明的特定示例實施方式示出和描述了本發明，但是本領域的普通技術人員應該理解，在不偏離由所附的權利要求書所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上進行各種改變。
權利要求
1.一種超節能型傳真設備，包括電源單元，用於從外部電源接收AC功率，並且產生用於操作超節能型傳真設備所需要的第一DC功率；節能單元，用於根據功率控制信號進行開關並且將第一DC功率轉換為第二功率，使得超節能型傳真設備在待機狀態下消耗少於1瓦特(W)的功率；以及控制器，用於在待機狀態中在預定的時間內不執行操作或者沒有按鍵輸入命令時將功率控制信號施加到節能單元，並且控制節能單元來輸出第二功率，使得超節能型傳真設備在待機狀態下消耗少於1W的功率。
2.根據權利要求1所述的超節能型傳真設備，其中所述電源單元包括適配器或者開關模式電源(SMPS)之一。
3.根據權利要求1所述的超節能型傳真設備，其中所述節能單元包括第一開關單元，用於開關電源單元的輸出電壓；第二開關單元，用於根據控制器的功率控制信號來接通/斷開第一開關單元；第三開關單元，用於根據用戶的開關操作來接通/斷開第一開關單元；以及第四開關單元，用於根據通過電話線所施加的振鈴信號來接通/斷開第一開關單元。
4.根據權利要求3所述的超節能型傳真設備，其中第一開關單元是P溝道FET，當沒有電壓施加到柵極G時其截止，而當柵極G處於低電平狀態從而電流從漏極D流到源極S時其導通。
5.根據權利要求3所述的超節能型傳真設備，其中第二開關單元是NPN型電晶體，其由從控制器施加來的高電平信號導通。
6.根據權利要求5所述的超節能型傳真設備，其中NPN型電晶體具有接地的發射極，以及通過彼此串聯的第一電阻器和第二電阻器並聯到第一開關單元的集電極。
7.根據權利要求3所述的超節能型傳真設備，其中第三開關單元是由用戶的按下操作而被接通的按鈕開關。
8.根據權利要求7所述的超節能型傳真設備，其中第三開關單元通過電阻器串聯到第一開關單元。
9.根據權利要求3所述的超節能型傳真設備，其中第四開關單元是將發光二極體和光電電晶體組合到單個封裝中的光電耦合器，而且其通過響應於電話線施加來的振鈴信號通過發光二極體發光和通過光電電晶體的基極接收光來導通。
10.根據權利要求3所述的超節能型傳真設備，其中將控制器與開關檢測節點連接以檢測第三開關單元是否被接通通或者斷開，而且還將該控制器與振鈴信號檢測節點連接以根據第四開關單元的開關操作來確定是否接收到了振鈴信號。
11.根據權利要求10所述的超節能型傳真設備，其中開關檢測節點將控制器連接到第三開關單元，並且該節點通過電阻器並聯到電源Vcc和串聯到二極體以防止電流倒流。
12.根據權利要求11所述的超節能型傳真設備，其中當第三開關單元被斷開時，開關檢測節點通過電源Vcc處於高電平狀態，而且當將第三開關單元接通時，因為將電源Vcc施加到第三開關單元所以開關檢測節點處於低電平狀態，控制器根據從高電平狀態向低電平狀態的轉換來檢測第三開關單元的接通操作。
13.根據權利要求10所述的超節能型傳真設備，其中振鈴信號檢測節點將控制器連接到第四開關單元，並且該節點通過電阻器並聯到電源Vcc而且串連到二極體以防止電流的倒流。
14.根據權利要求13所述的超節能型傳真設備，其中當第四開關單元被斷開時，振鈴信號檢測節點通過電源Vcc處於高電平狀態，而且當將第四開關單元接通時，將電源Vcc施加到第四開關單元，控制器根據從高電平狀態向低電平狀態的轉換來檢測第四開關單元的接通操作，由此對接收振鈴信號進行檢測。
15.一種節能的方法，該方法包括從外部電源接收AC功率；在電源單元中產生第一DC功率以操作超節能型傳真設備；根據功率控制信號將第一DC功率進行切換並且轉換到第二功率，從而超節能型傳真設備通過節能單元在待機狀態中消耗少於1瓦特(W)的功率；和當在待機狀態中在預定的時間內沒有執行操作並且不存在按鍵輸入命令時將功率控制信號施加到節能單元，而且控制節能單元以輸出第二功率，使得超節能型傳真設備在待機狀態中消耗少於1W的功率。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述節能方法還包括對電源單元的輸出電壓進行開關；根據控制器的功率控制信號來接通/斷開第一開關單元；根據用戶的開關操作來接通/斷開第一開關單元；和根據通過電話線所施加的振鈴信號來接通/斷開第一開關單元。
全文摘要
提供了連接到普通公共交換電話網(PSTN)的超節能型傳真設備及其方法，如果待機狀態持續特定的時間則其使用節能電路維持消耗少於1W的功率的待機狀態，從而實現節省成本的效果。因此，可以通過使用低價格的電晶體、FET和光電耦合器來實現在待機狀態中消耗少於1W功率的超節能型傳真設備並且減少成本。
文檔編號H04N1/00GK1941825SQ20061015930
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者全哲珉 申請人:三星電子株式會社