专利名称：具有能耗管理功能的电视机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电视接收设备技术领域，具体地说，是涉及一种应用于电视产品中的能耗检测和管理技术。
背景技术：
随着全球资源的日益匮乏，节能减排已经成为各国政府工作的重中之重，特别是与人们日常生活息息相关的家电行业，更是被推置风口浪尖，高效率、低功耗已经成为家电产品在开发过程中必须考虑的重要因素之一。电视机作为家庭中最为普及的家电产品，其能耗问题一直备受消费者的广泛关 注。现有的电视产品大多仅标注有额定功率，用户在实际使用电视产品时并不能清楚地了解电视机当前所消耗的功率，因此也就无法对电视机的功耗进行科学的管理，进而采取相应的调节措施实现对电视机能耗的合理控制。为了解决用户使用上的盲目性，在某些电视产品上实现了能耗查询的功能。但是，这种能耗查询功能也只能进行实时电流和电压的简单查询，而实际生活中老百姓最关心的电费问题却无法查询，因此并不能真正满足用户的实际使用需求，让用户对自家电视机目前所消耗的功耗做到心中有数。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种具有能耗管理功能的电视机，以方便用户实时查看电视产品的耗电量，实现对电视机能耗的科学管理。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现—种具有能耗管理功能的电视机，包括电源输入端、主芯片和显示屏，所述电源输入端连接一实时功率检测�？椋酝ü缭词淙攵耸淙氲牡缪购偷缌鹘胁裳⑹涑霾裳缪购筒裳缌髦了龅闹餍酒凰鲋餍酒拥缂凼淙氲ピ邮胀ü缂凼淙氲ピ淙氲牡绶训ゼ郏⒔岷辖邮盏降牟裳缪购筒裳缌骷扑愠鲇玫缁ǚ眩涑鲋料允灸？椋允酒料允镜绶�。进一步的，在所述实时功率检测�？橹邪械缪共裳缏泛偷缌鞑裳缏罚直鹆釉诘缭词淙攵酥洌刹裳缪购筒裳缌魇涑鲋林餍酒�。其中，在所述电压采样电路中包含有整流电路和电阻分压电路，所述整流电路连接在电源输入端之间，将通过电源输入端输入的交流电压转换成直流电压后，输出至电阻分压电路，进而通过电阻分压电路的分压节点输出采样电压至所述的主芯片。为了保证在进行阻抗匹配时防止输入输出电路的电阻干扰，在所述电压采样电路中还包含有一电压跟随电路，连接所述电阻分压电路的分压节点，所述采样电压通过所述电压跟随电路输出至主芯片。优选的，在所述电压跟随电路中包含有一运算放大器，其同相输入端连接所述电阻分压电路的分压节点，反相输入端连接运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端通过限流电阻和滤波电容连接所述的主芯片。又进一步的，在所述电流采样电路中包含有交流互感器、整流电路和采样电阻；所述交流互感器的一次绕组连接在所述的电源输入端之间，二次绕组连接整流电路的交流输入侧，所述整流电路将交流互感器转换输出的交流电流整流成直流电流后，经由并联在其直流输出侧的采样电阻变换成电压信号，输出至所述的主芯片。为了满足阻抗匹配的要求，在所述电流采样电路中还包含有一电压跟随电路，连接所述的采样电阻，通过所述采样电阻变换输出的电压信号经由所述的电压跟随电路输出至主芯片。优选的，在所述电压跟随电路中包含有一运算放大器，其同相输入端连接所述的采样电阻，反相输入端连接运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端通过限流电阻和滤波电容连接所述的主芯片。再进一步的，通过所述电压采样电路和电流采样电路输出的采样电压和采样电流分别通过一模数转换器转换成数字信号后传输至所述的主芯片。更进一步的，所述电价输入单元为电视机按键板上的按键或者电视机�？仄鳎鲋餍酒影醇缏泛鸵？亟邮盏缏罚ü醇缏坊蛘咭？亟邮盏缏方邮胀ü醇蛘咭？仄魇淙氲牡绶训ゼ�。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的电视机通过增加实时功率检测模块并为用户提供设置电费单价的输入窗口，从而可以将电视机的实时耗电情况以及用电花费及时地显示在电视机屏幕上，供用户查询，由此不仅方便了用户实时查看电费的消耗情况，而且有利于用户对电视机进行科学的能耗管理，指导用户准确的调节电视机功率，实现对电视产品的节能控制，进而增强电视产品的整机性能。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图I是本实用新型所提出的具有能耗管理功能的电视机的一种实施例的电路原理框图；图2是电压采样电路的一种实施例的电路原理图；图3是电流采样电路的一种实施例的电路原理图；图4是电费查询菜单的一种实施例的界面布局图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细地描述。实施例一，参见图I所示，本实施例为了在电视产品上实现其耗电量及电费使用情况的实时查询功能，在硬件电路设计上，一方面采用实时功率检测�？榱釉诘缡踊牡缭词淙攵耍杂糜诙允淙氲降缡踊械牡缪购偷缌鹘惺凳辈裳刹裳缪筕u和采样电流V1传输至电视机内部的主芯片，以计算出电视机的实时耗电量；另一方面，设置电价输入单元接收用户输入的电费单价，进而传输至主芯片，便可以结合计算出的耗电量进一步计算出电视机本次开机的耗电费用。将计算生成的耗电量以及耗电费用通过主芯片输出至显示器中的显示�？椋允酒料允竞牡缌恳约昂牡绶延玫饶芎男畔ⅲ苑奖阌没凳辈檠宰约业缡踊哪芎那榭鲎龅叫闹杏惺�。同时，还可以为用户进行电视机功率的合理调节提供依据。对于所述实时功率检测�？榈木咛遄榻ń峁梗臼凳├岢鋈缤�2、图3所示的优选电路设计方案。即在本实施例的实时功率检测模块中，设计一个独立的电压采样电路(如图2所示)和一个独立的电流采样电路(如图3所示)，分别连接在电视机内部的电源输入端port之间,接收通过电源输入端port输入的交流电压"Vin和交流电流 Iin，进而转换成直流采样电压Vu和直流采样电流V1传输至后端的主芯片，以换算出电视机的实时功率。下面对电压采样电路和电流采样电路的具体组建结构进行详细的描述。图2为电压采样电路的原理图，主要包括整流电路和电阻分压电路等组成部分。其中，所述整流电路优选采用全桥整流电路实现交流电源到直流电源的整流变换。将整流电路的交流输入侧连接到电视机的电源输入端port之间,接收通过电源输入端port输入的交流电压>in，例如交流220V的电网电压，经由整流电路整流成直流高压后，通过整流电路的直流输出侧输出。在所述整流电路的直流输出侧并联有电阻分压电路，将整流电路输出的直流高压分压成直流低压后，作为采样电压输出至后端的主芯片，进而利用主芯片中事先编写的软件程序即可换算出通过电源输入端port输入的交流电压Iin的有效值，以便参与后续的实时功率计算。在本实施例中，所述电阻分压电路优选采用两个大阻值的分压电阻Rl、R2串联构成，连接在所述整流电路的直流输出侧之间，通过合理配置两个分压电阻Rl、R2的阻值，将整流电路输出的直流高压变换成(T5V的直流采样电压，通过电阻Rl、R2的中间节点(即整个电阻分压电路的分压节点)输出到后端的主芯片，以满足主芯片接口的电平输入要求。以通过电源输入端port输入的交流电压 Vin为220V为例进行说明，则通过整流电路整流输出的直流电压为直流220V，取流过分压电阻Rl、R2的电流为1mA，配置分压电阻Rl的阻值为115KQ，分压电阻R2的阻值为5KQ，则通过电阻分压电路的分压节点即可输出(T5V的直流采样电压，满足后端主芯片的接收要求。当然，所述电阻分压电路也可以采用更多的分压电阻串联组成，只要合理配置每个分压电阻的阻值，并选择合适的分压节点即可输出能够满足后端主芯片的接口电平输入要求的采样电压。由于前端分压电阻的阻值很大，而后端主芯片的接口阻抗却很�。寺闱昂罅蕉说淖杩蛊ヅ湟螅臼凳├叛≡谒龅缪共裳缏分性錾枰患兜缪垢娴缏罚缤�2所示，连接在电阻分压电路的分压节点与主芯片之间，以保证在进行阻抗匹配时防止其输入输出侧的电阻干扰，起到隔离作用。作为本实施例的一种优选设计方案，所述电压跟随电路优选采用一颗运算放大器Ul配合简单的外围电路组建而成，如图2所示。将运算放大器Ul的同相输入端+连接到电阻分压电路的分压节点上，反相输入端-连接运算放大器Ul的输出端，使用+15V和-15V的直流电源为运算放大器Ul供电，由此通过运算放大器Ul的输出端即可输出能够跟随电阻分压电路输出的采样电压同步变化的直流电压。将通过运算放大器Ul输出的直流电压经由限流电阻R4和滤波电容Cl处理后，输出最终的采样电压Vu传输至后端的主芯片。图3为电流采样电路的原理图，主要包括电流互感器T、整流电路、采样电阻R5等组成部分。其中，电流互感器T用于将前端数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，以满足后端电路的工作要求。本实施例优选采用一次绕组和二次绕组的匝数比为I : 500的电流互感器T来设计所述的电流采样电路。将电流互感器T的一次绕组连接在电视机的电源输入端port之间，接收通过电源输入端port接入的交流电流 Iin，例如-5A +5A的交流电流，进而通过电流互感器T变换成-lOmT+lOmA的交变小电流后，输出至整流电路进行整流变换。将所述整流电路的交流输入侧连接在电流互感器T的二次绕组之间，直流输出侧之间并联所述的采样电阻R5，通过采样电阻R5将整流电路整流输出的(TlOmA的直流小电流转换成直流电压信号，输出至所述的主芯片，进而利用主芯片中事先编写的软件程序即可换算出通过电源输入端port输入 的交流电流 Iin的有效值，结合换算出的交流电压的有效值，即可计算出电视机的实时功率。为了使通过采样电阻R5变换生成电压信号落入后端主芯片可测的电压范围，需要对采样电阻R5的阻值进行合理配置，本实施例优选采用阻值为500 Q的电阻器件R5连接在整流电路的直流输出侧之间，进而将整流电路整流输出的(TlOmA的直流小电流变换成(T5V的电压信号，输出至后端主芯片，以满足后端主芯片接口的电平输入要求。同样的，考虑到前端采样电阻R5与后端主芯片的阻抗匹配问题，本实施例在所述电流采样电路中还进一步设置有电压跟随电路，如图3所示，优选采用一颗运算放大器U2配合简单的外围电路组建实现。将运算放大器U2的同相输入端+与采样电阻R5连接，接收通过采样电阻R5输出的(T5V的电压信号；将运算放大器U2的反相输入端-与运算放大器U2的输出端相连接，并使用+15V和-15V的直流电源为运算放大器U2供电，由此通过运算放大器U2的输出端便可以输出能够跟随所述电压信号同步变化的直流电压。将通过运算放大器U2输出的直流电压经由限流电阻R7和滤波电容C2处理后，输出最终代表采样电流大小的电压信号V1传输至后端的主芯片。当然，所述电压跟随电路也可以采用其他多种电路组建形式，本实施例并不仅限于以上举例。对于主芯片来说，可以利用其模拟端口分别接收通过电压采样电路和电流采样电路输出的采样电压Vu和采样电流V1,经由主芯片内部集成ADC变换成数字信号后，再利用主芯片中事先编写好的软件程序换算出通过电源输入端port输入的交流电压和交流电流的有效值，进而计算出电视机的实时功率输出至显示器，并显示在显示屏上，供用户查询。对于没有集成ADC的主芯片或者主芯片的ADC接口资源紧缺的情况，可以在电压采样电路和电流采样电路的输出端进一步设置独立的模数转换器，将通过电压采样电路和电流采样电路输出的模拟采样电压Vu和模拟采样电流V1转换为数字信号后，再传输至主芯片的数字接口，进而计算出电视机的实时功率。利用计算出的实时功率，结合本次开机运行的持续时间，即可计算出本次开机的耗电度数；再结合用户输入的电费单价，即可计算出本次开机的耗电费用；然后，结合电视机前期工作的耗电量，即可获得电视机的总耗电量；利用所述总耗电量并结合用户输入的电费单价，即可计算出电视机的总耗电费。将计算出的各数值显示在电视机屏幕上，可以具体显示在电费查询菜单中，如图4所示，以方便用户查询。作为用于接收用户设置电费单价的输入窗口，本实施例优选采用电视机现有的按键板或者�？仄髯魑龅牡缂凼淙氲ピ峁└没Ы械绶训ゼ鄣牟问柚�。同时，在电视机中设置连接按键板的按键电路以及用于接收�？仄魉⒊龅囊？刂噶畹囊？亟邮盏缏罚直鹆又了龅闹餍酒邮沼没淙氲纳柚貌问⒔馕龀龅绶训ゼ壑担允驹诘绶巡檠说ブ�。当然，也可以在电视机壳体上或者�？仄魃系ザ涝錾璧缂凼淙氲ピ沤邮沼没淙氲牡绶训ゼ凵瓒ㄖ担耘浜系缡踊迪制淠芎墓芾砉δ�。但是，这种设计方式需要对电视机本体或者�？仄鹘薪峁股系母慕陨杓疲虼耍诮谠汲杀疽约氨３值缡踊型夤坌翁希蝗缜耙恢稚杓品绞礁硐�。应当指出的是，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种具有能耗管理功能的电视机，包括电源输入端、主芯片和显示屏，其特征在于所述电源输入端连接一实时功率检测�？椋酝ü缭词淙攵耸淙氲牡缪购偷缌鹘胁裳⑹涑霾裳缪购筒裳缌髦了龅闹餍酒凰鲋餍酒拥缂凼淙氲ピ邮胀ü缂凼淙氲ピ淙氲牡绶训ゼ郏⒔岷辖邮盏降牟裳缪购筒裳缌骷扑愠鲇玫缁ǚ眩涑鲋料允灸？椋允酒料允镜绶�。
2.根据权利要求I所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述实时功率检测�？橹邪械缪共裳缏泛偷缌鞑裳缏罚直鹆釉诘缭词淙攵酥洌刹裳缪购筒裳缌魇涑鲋林餍酒�。
3.根据权利要求2所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述电压采样电路中包含有整流电路和电阻分压电路，所述整流电路连接在电源输入端之间，将通过电源输入端输入的交流电压转换成直流电压后，输出至电阻分压电路，进而通过电阻分压电路的分压节点输出采样电压至所述的主芯片。
4.根据权利要求3所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述电压采样电路中还包含有一电压跟随电路，连接所述电阻分压电路的分压节点，所述采样电压通过所述电压跟随电路输出至主芯片。
5.根据权利要求4所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述电压跟随电路中包含有一运算放大器，其同相输入端连接所述电阻分压电路的分压节点，反相输入端连接运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端通过限流电阻和滤波电容连接所述的主芯片。
6.根据权利要求2所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述电流采样电路中包含有交流互感器、整流电路和采样电阻；所述交流互感器的一次绕组连接在所述的电源输入端之间，二次绕组连接整流电路的交流输入侧，所述整流电路将交流互感器转换输出的交流电流整流成直流电流后，经由并联在其直流输出侧的采样电阻变换成电压信号，输出至所述的主芯片。
7.根据权利要求6所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述电流采样电路中还包含有一电压跟随电路，连接所述的采样电阻，通过所述采样电阻变换输出的电压信号经由所述的电压跟随电路输出至主芯片。
8.根据权利要求7所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于在所述电压跟随电路中包含有一运算放大器，其同相输入端连接所述的采样电阻，反相输入端连接运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端通过限流电阻和滤波电容连接所述的主芯片。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于通过所述电压采样电路和电流采样电路输出的采样电压和采样电流分别通过一模数转换器转换成数字信号后传输至所述的主芯片。
10.根据权利要求I至8中任一项所述的具有能耗管理功能的电视机，其特征在于所述电价输入单元为电视机按键板上的按键或者电视机�？仄鳎鲋餍酒影醇缏泛鸵？亟邮盏缏罚ü醇缏坊蛘咭？亟邮盏缏方邮胀ü醇蛘咭？仄魇淙氲牡绶训ゼ�。
专利摘要本实用新型公开了一种具有能耗管理功能的电视机，包括电源输入端、主芯片和显示屏，所述电源输入端连接一实时功率检测�？椋酝ü缭词淙攵耸淙氲牡缪购偷缌鹘胁裳⑹涑霾裳缪购筒裳缌髦了龅闹餍酒凰鲋餍酒拥缂凼淙氲ピ邮胀ü缂凼淙氲ピ淙氲牡绶训ゼ郏⒔岷辖邮盏降牟裳缪购筒裳缌骷扑愠鲇玫缁ǚ眩涑鲋料允灸？椋允酒料允镜绶�。本实用新型可以将电视机的实时耗电情况以及用电花费及时地显示在电视机屏幕上，供用户查询，由此不仅方便了用户实时查看电费的消耗情况，而且有利于用户对电视机进行科学的能耗管理，指导用户准确的调节电视机功率，实现对电视产品的节能控制，进而增强电视产品的整机性能。
文档编号G01R11/56GK202488583SQ20122008650
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者王相祥 申请人:青岛海信电器股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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