專利名稱：后備式一體化計算機電源的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及計算機電源，更具體地說，涉及一種后備式一體化計算機電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的計算機電源通常是ATX(ATX是一種新的PC主板架構(gòu)規(guī)范)電源。其主要功能是將市電交流轉(zhuǎn)換為計算機工作所需的±12V、±5V、3.3V、5VSB等直流電源。由于ATX是由市電作為輸入(中國是220V交流電)，如果市電異常，例如發(fā)生停電事故時，計算機將無法工作。
目前的解決辦法是采用UPS(不間斷電源)，以UPS作為備用電源，當市電正常時由市電供電；當市電異常時則改由UPS的逆變器供電。
但現(xiàn)有技術(shù)中的ATX電源與UPS是各自獨立的，ATX電源被裝在計算機機箱內(nèi)，而UPS一般外置于機箱。其缺點是制造成本高，需占用較多空間，而且使用很不方便。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型要解決現(xiàn)有計算機的ATX電源與UPS為分離結(jié)構(gòu)所帶來的成本高、體積大、使用不便等問題，提供一種后備式一體化計算機電源。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種后備式一體化計算機電源，其中包括可將輸入的市電交流轉(zhuǎn)換為計算機所需工作電源的ATX電源電路，其中還包括逆變電路和切換電路；所述逆變電路將輸入的電池電壓轉(zhuǎn)換為與市電交流基本相同的電壓后輸出；所述切換電路的一個輸入端接所述逆變器的輸出端，另一個輸入端可接市電交流，切換電路的輸出端連接到所述ATX電源電路的交流輸入端；所述切換電路在市電交流正常時以市電交流作為其輸出電壓，在市電交流異常時以逆變電路所輸入的電壓作為其輸出電壓；所述ATX電源電路、逆變電路和切換電路被裝在同一個標準電源殼體中。
在本實用新型的后備式一體化計算機電源中，還包括可與市電交流連接，用于對電池進行充電的充電電路，所述充電電路也被裝所述標準電源殼體中。
其中，所述ATX電源電路、充電電路、逆變電路和切換電路可設在兩塊或多塊印刷電路板上，并通過導線連接為一體；也可將它們設在同一塊印刷電路板上。
本實用新型的方案相當于將現(xiàn)有的計算機ATX電源電路與UPS集成在一起，從而組成后備式一體化計算機電源，在市電異常時，可為計算機提供不間斷的電源。由于采用了一體化設計，整個后備式一體化計算機電源的體積小巧，可直接裝在ATX計算機機箱內(nèi)，給裝配和使用都帶來了極大的方便。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型一個優(yōu)選實施例中充電電路的線路連接圖；圖3是本實用新型一個優(yōu)選實施例中逆變電路的線路連接圖；圖4是本實用新型一個優(yōu)選實施例中切換電路的線路連接圖；圖5是本實用新型一個優(yōu)選實施例中ATX電源電路的線路連接圖。
具體實施方式
圖1所示為本實用新型的原理框圖，其中包括ATX電源電路、電池、充電電路、逆變電路以及切換電路。圖中的雙線為交流電信號、單線為直流電信號，箭頭所指方向為電壓傳輸方向。其中，ATX電源電路可采用普通計算機電源中的ATX電源電路，用于將市電交流轉(zhuǎn)換為計算機所需的工作電源。充電電路可與市電交流連接，用于對電池進行充電。而逆變電路用于將電池電壓轉(zhuǎn)換為與市電交流基本相同的交流電壓。切換電路則用于進行切換，當市電交流異常時，以市電交流作為ATX電源電路的輸入電源；當市電交流正常時以逆變電路的輸出電壓作為ATX電源電路的輸入電源。
本實用新型中，ATX電源電路、充電電路、逆變電路、以及切換電路被裝在同一個標準電源殼體中。具體設計時，可將ATX電源電路、充電電路、逆變電路和切換電路設在兩塊或多塊印刷電路板上，并通過導線連接為一體；也可將它們設在同一塊印刷電路板上。在標準電源殼體內(nèi)的下部，將鎳鎘(或鎳氫)電池用適當?shù)姆绞焦潭?，即可達到后備式一體化計算機電源的目的。
如圖2、圖3、圖4和圖5是本實用新型一個優(yōu)選實施例中充電電路、逆變電路、切換電路、以及ATX電源電路的線路連接圖。下面將分別進行說明。
一、充電電路圖2中的充電電路可對鎳鎘、鎳氫電池或鉛酸蓄電池進行充電。并在充電飽和時自動停止充電。其充電電流從0至1.5A連續(xù)可調(diào)。電池的標稱電壓為14.4V。
從圖2中可以看出，當電池BAT1兩端的電壓不足時，電阻R103滑動端的分壓值不能使三極管Q105導通，Q104通過R109導通，從而驅(qū)動Q101、Q102、Q103導通，D106發(fā)光，表示當前工作于充電狀態(tài)。調(diào)節(jié)R107的滑動端可改變充電電流的大小。隨著電池兩端電壓逐漸上升至一定值(即充滿電時)，R103滑動端的分壓值使Q105導通，Q104截止，Q101、Q102、Q103截止，D106熄滅，指示充電結(jié)束。Q102通過R104，改善不同電流時的電壓反饋量，提高電路穩(wěn)定性。
二、逆變電路如圖3所示，由圖2中電池的正負極引出的直流電壓經(jīng)端子A、B引入。其中U201與晶振Y201配合，用于產(chǎn)生準確的100HZ脈沖，經(jīng)U202JK觸發(fā)器二分頻變成50HZ方波，并驅(qū)動功率管Q201、Q202交替導通，將直流電壓變成50HZ方波，再經(jīng)變壓器B201升壓至220V方波，經(jīng)端子C、D輸出。其的U203用于把電池輸出的14.4V電壓變成5V電壓，作為U201、U202的工作電源。
圖3中的U201是CMOS可程控分頻器，其型號為5G8630。分頻比在1～30000內(nèi)有57種可供選擇，外接30KHZ晶振Y201。U201的第9腳輸出頻率為30KHZ～0.001HZ可控，穩(wěn)定度優(yōu)于30PPM。晶振Y201在2MHZ內(nèi)均可工作，本電路采用30KHZ振蕩，在3、4、6腳接電壓VDD(即高電位)，2、5、7腳接VSS(即低電位)，分頻300次得100HZ輸出。所有控制引腳均有保護電阻，因此，可開路(懸空)使用。
圖3中的U202是雙JK觸發(fā)器，其型號為74HC109，把JK端相連即成D觸發(fā)器，再將第9腳反饋至輸入端，就成為二分頻的T觸發(fā)器。
Q201、Q202是BD651大功率管，兩管輪流導通，飽和電壓降UCES≈1V，加上開關瞬間耗損，總的實際功耗約為P≈UCES*IC＝3.33W，需加散熱片。
輸出變壓器可用220V\2*12V的電源變壓器，2*12V作為初級，原220V作為次級輸出用。
其中，Q201、Q202到C205、B201、以及電源的正、負端的連線要足夠粗(2MM以上)。
三、電源切換電路如圖4所示，由圖3中的變壓器B201引出的交流電壓經(jīng)端子C、D引入，市電(～220V)與逆變電路輸出的交流電通過繼電器J301進行切換。
當市電正常供電時，繼電器線圈得電吸合，市電通過常開觸點向ATX電源電路供電。
當市電掉電時，繼電器線圈失電釋放，常閉觸點閉合，將逆變電路輸出的交流電即時送入ATX電源電路，保證不間斷供電。圖中的電容器C301用于在切換時向ATX電源電路釋放C301儲存的電荷能量，以保證ATX電源的工作不會因切換而中斷。
四、ATX電源電路如圖5所示，ATX電源電路可借鑒現(xiàn)在流行的兩片式電源管理芯片實現(xiàn)高可靠性設計。由切換電路所輸出的交流電源經(jīng)E、F端子引入，經(jīng)電感T1、T5、及C1、C2、C3組成的濾波電路對電源尖峰進行濾波，保證供電的潔凈。D21～D24組成的整流橋，由T濾去交流成分，C5、C6組成均壓電容，R2、R3組成均壓電阻，在均壓電阻的中心處導出約300V的脈動電流送到T3，經(jīng)變壓及次級多組繞組變?yōu)檫m合標準的電壓，最后由分組整流、濾波電路得到±12V、±5V、3.3V及5VSB等計算機工作所需的規(guī)定電壓。
ATX電源的輔助伺服電路采用雙芯片TL494(IC1)及LM393(IC2)組成，能完成適時供電、過流保護、過壓保護、提供POWER GOOD信號、在電壓過低時切斷供電回路等一系列功能。
權(quán)利要求1.一種后備式一體化計算機電源，其中包括可將輸入的市電交流轉(zhuǎn)換為計算機所需工作電源的ATX電源電路，其特征在于，還包括逆變電路和切換電路；所述逆變電路將輸入的電池電壓轉(zhuǎn)換為與市電交流基本相同的電壓后輸出；所述切換電路的一個輸入端接所述逆變器的輸出端，另一個輸入端可接市電交流，切換電路的輸出端連接到所述ATX電源電路的交流輸入端；所述切換電路在市電交流正常時以市電交流作為其輸出電壓，在市電交流異常時以逆變電路所輸入的電壓作為其輸出電壓；所述ATX電源電路、逆變電路和切換電路被裝在同一個標準電源殼體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后備式一體化計算機電源，其特征在于，還包括可與市電交流連接，用于對電池進行充電的充電電路；所述充電電路也被裝在所述標準電源殼體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的后備式一體化計算機電源，其特征在于，所述充電電路中，包括變壓器B101和整流橋(D101-104)；在所述整流橋的正輸出端與負輸出端之間有四條支路，其中，第一支路中依次連接的是帶抽頭的電阻R103、電阻R102、三極管Q102的集電極和發(fā)射極、以及電阻R104；三極管Q102的集電極還與三極管Q101的集電極并聯(lián)，三極管Q101的發(fā)射集連接到三極管Q102的基極；第二支路中依次連接的是三極管Q103的發(fā)射極和集電極、二極管D106、電阻R106、帶抽頭的電阻R107、以及電阻R108；在二極管D106兩端并聯(lián)有電阻105；電阻R107的抽頭端連接到三極管Q101的基極；還接有與電阻R107、R108并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管D107；第三支路中依次連接的是電阻R109、三極管Q104的發(fā)射極和集電極、以及電阻R110；三極管Q104的發(fā)射極還連接到三極管Q103的基極；第四支路中依次連接的是三極管Q105的發(fā)射極和集電極，三極管Q105的集電極還連接到三極管Q104的基極；三極管Q105的基極連接到電阻R103的抽頭端；所述整流橋的正輸出端和三極管Q102的集電極分別為充電電源的正、負端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的后備式一體化計算機電源，其特征在于，在所述逆變電路中，由CMOS可程控分頻器U201與晶振Y201配合，用于產(chǎn)生準確的100HZ脈沖；再由雙JK觸發(fā)器U202接成的二分頻將10050HZ變成50HZ方波，并驅(qū)動功率管Q201、Q202交替導通，將輸入的直流電壓變成50HZ方波；再經(jīng)變壓器B201升壓至220V方波，經(jīng)端子C、D輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的后備式一體化計算機電源，其特征在于，所述的切換電路中包括繼電器J301和儲能電容C301；市電交流的兩條輸入線連接到繼電器線圈的兩端，并接到繼電器的一對常閉觸點；逆變電路的兩條輸入線則連接到繼電器的一對常開觸點；所述常開觸點的另一端與常閉觸點的另一端分別并聯(lián)后，經(jīng)兩條輸出線連接到ATX電源電路的交流輸入端，所述電容C301接在所述兩條輸出線之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的后備式一體化計算機電源，其特征在于，所述ATX電源電路、充電電路、逆變電路和切換電路設在兩塊或多塊印刷電路板上，并通過相應的導線相互連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的后備式一體化計算機電源，其特征在于，所述ATX電源電路、充電電路、逆變電路和切換電路設在同一塊印刷電路板上。
專利摘要本實用新型涉及一種后備式一體化計算機電源，為了解決現(xiàn)有ATX電源與UPS為分離結(jié)構(gòu)所帶來的體積大、使用不便等問題，本實用新型的計算機電源中除包括ATX電源電路外，還包括充電電路、逆變電路和切換電路；其中逆變電路將電池電壓轉(zhuǎn)換為與市電交流基本相同的電壓；切換電路的一個輸入為逆變器輸出電壓，另一個輸入為市電交流，切換電路的輸出端則連接到ATX電源電路的交流輸入端；當市電交流正常時，切換電路以市電交流作為其輸出電壓，在市電交流異常時則以逆變電路所輸入的電壓作為其輸出電壓；其中ATX電源電路、充電電路、逆變電路和切換電路都被裝在同一個標準電源殼體中，整個計算機電源的體積小巧，可直接裝在電腦機箱內(nèi)，給裝配和使用都帶來了極大的方便。
文檔編號G06F1/26GK2651822SQ0327459
公開日2004年10月27日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者李全忠 申請人:李全忠