專利名稱：內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種備援電力系統(tǒng)，特別是涉及一種使用磷酸鋰鐵電池作為 計算機(jī)主機(jī)備用電力的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前一般的電力備援系統(tǒng)，都是以附件的方式附加在計算機(jī)主機(jī)的外部，由 于計算機(jī)主機(jī)的供貨商可能與不斷電系統(tǒng)的供貨商不同，計算機(jī)主機(jī)的設(shè)計，都 是以獨立完整的電力系統(tǒng)作為設(shè)計的目標(biāo)，因此，在這種設(shè)計目標(biāo)下，計算機(jī)主
機(jī)多半內(nèi)建完整的交流轉(zhuǎn)直流的ATX電源供應(yīng)器，以便于計算機(jī)主機(jī)的獨立操 作。如圖1所示，已知的不斷電系統(tǒng)1搭配于計算機(jī)主機(jī)2使用的架構(gòu)，其中該不 斷電系統(tǒng)l,設(shè)置了完整的交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器(AC to DC Converter) 11、鉛酸電 池12、直流轉(zhuǎn)交流電路(DC to Quasi-Sine Wave Converter) 13。在這類不斷電系 統(tǒng)的交流與直流的轉(zhuǎn)換中，都包含功能完整的功因調(diào)整電路(Power Factor Correction)及電磁及安規(guī)組件(EMI & Safety)。如果是在線式交互式(On-Line Interactive)的不斷電系統(tǒng)，則需要效能極高的監(jiān)測系統(tǒng)，以確保不斷電系統(tǒng)與i仃 電之間一致性，并在市電異常時，得以適當(dāng)?shù)难a充。如果是在線式(On-Line)則 有明顯的效率問題，因為所有的計算機(jī)主機(jī)電力，都必須經(jīng)過兩次的交流轉(zhuǎn)直 流、兩次的功因調(diào)整，以及一次的直流轉(zhuǎn)交流；多次轉(zhuǎn)換中的匹配性也成為重要 的考慮因素。雖然所有應(yīng)用于IBM-PC計算機(jī)主機(jī)的電氣規(guī)格都有足夠的兼容性 特征，但是卻少有廠商可以針對來自不同供應(yīng)廠的不斷電系統(tǒng)及主機(jī)電源供應(yīng)器 此兩套系統(tǒng)中，各自獨立的切換式轉(zhuǎn)換器(Switching Converter)之間的切換穩(wěn) 定、抗干擾能力及降低電磁福射提出保證。由于已知的不斷電系統(tǒng)在使用備援電 力時，電力來源必須經(jīng)過直流轉(zhuǎn)交流，交流轉(zhuǎn)高壓直流，再轉(zhuǎn)換成計算機(jī)主機(jī)所 需要的ATX電源，除了鉛酸本身的放電率偏低之外，多次轉(zhuǎn)換也造成效率的嚴(yán)重低落。以國際知名的網(wǎng)站Tom's Hardware Guide (www.tomshardware.com)的測
試結(jié)果來看，整體可用電能低于電池標(biāo)示電能(安時與電壓的乘積)的50%、甚 至不到40%。
另外，己知的不斷電系統(tǒng)最讓人厭煩的并不只是額外的設(shè)置成本，而是在于 龐大而不協(xié)調(diào)的體積、足以壓傷地板的重量，更在于24小時運轉(zhuǎn)中的風(fēng)扇噪音， 以及鉛酸電池充飽后可能散發(fā)的硫酸蒸氣。由于已知的不斷電系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)換 比一般計算機(jī)主機(jī)更為復(fù)雜，電力預(yù)備余度也較計算機(jī)主機(jī)更多，勢必采取更可 靠的強(qiáng)制散熱系統(tǒng)，也無法避免隨之而來的風(fēng)扇運轉(zhuǎn)噪音。已知的不斷電系統(tǒng)中 的鉛酸電池，使用復(fù)合的硫酸溶液作為電池的電解液，在鉛酸電池的運作中，因 為化學(xué)平衡反應(yīng)的往覆作用，必然會有氫及氧的電解反應(yīng)，以及隨之汽化的硫酸 蒸氣。至于近年來較為常見的密閉式鉛酸電池，仍需要考慮過充時可能產(chǎn)生的大 量氫及氧的電解反應(yīng)，且密閉式鉛酸電池并不是真的完全密閉，只是在正常運作 中，相對減少硫酸蒸氣的泄漏。硫酸蒸氣已知會造成過敏性支氣管炎、肺氣腫、 肺癌，眼角膜潰瘍及其它黏膜的傷害，因此鉛酸電池并不適合使用于辦公室、居 家環(huán)境、及其它較為密閉的室內(nèi)空間中。
但由于IBM-PC (PCx86)的架構(gòu)過分講究系統(tǒng)的向下(舊系統(tǒng))兼容性，導(dǎo) 致設(shè)計廠商明知外掛的不斷電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)設(shè)計上十分不合理，卻仍然依循舊 有的設(shè)計。
1999 2003年之間，HP-Vectra曾推出一系列的迷你桌上型計算機(jī)，突破原有 的IBM-PC的電力架構(gòu)，改采外接式電源適配器(AC Adapter)供電，也促成了今 天許多低功率計算機(jī)主機(jī)共同搶占計算機(jī)主機(jī)市場的局面。但由于低成本銷售的 觀念，計算機(jī)主機(jī)供貨商并未對計算機(jī)主機(jī)的電源做整體的規(guī)劃，致使必須搭配 不斷電系統(tǒng)的伺服主機(jī)，仍然采用不符合高效率的設(shè)計要求。
而一般筆記型計算機(jī)考慮移動中的使用，也采取了附掛鋰鈷電池作為筆記型 計算機(jī)的備援系統(tǒng)，但由于鋰鈷電池只能在-10 6(TC的溫度范圍內(nèi)工作，過高的 工作溫度將造成使用上的危險，最近一年來已發(fā)生數(shù)次筆記型計算機(jī)附掛電池起 火的事件，造成日系電池大廠的重大虧損，目前日本電池協(xié)會正在擬定更嚴(yán)格的 溫度使用范圍，目前已知的絕對安全的溫度工作范圍是10 45'C，故也只能以附掛外部的方式來達(dá)成電力備援的目的。同時，基于筆記型計算機(jī)可移動使用的特 性，鋰電池的備援電力使用次數(shù)極為頻繁，筆記型計算機(jī)的鋰電池一般被視為消 耗品，以較昂貴的代價，設(shè)計成可拆卸、輕易更換的電池封裝包，是一種合理且 合乎直覺的設(shè)計。但是，同樣的概念若施行在迷你伺服計算機(jī)中，則是一種浪費 且不合理的設(shè)計。
從網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)中可以看出，建置不斷電系統(tǒng)的概念最早是在1999年，但由于相 關(guān)組件，以及標(biāo)準(zhǔn)IBM-PC的組件劃分，限制了電力系統(tǒng)重新規(guī)劃的可能。時至 今日，唯一可見的類似產(chǎn)品是GlobTek在標(biāo)準(zhǔn)ATX電源上附加鉛酸電池的設(shè)計， 這樣的設(shè)計除了鉛酸電池的重量問題、鉛酸電池的壽命及自漏電的問題，也成為 電力系統(tǒng)的額外負(fù)擔(dān)。
由此可見，上述已知技術(shù)仍有諸多缺失及不足，實非一良善的設(shè)計，而亟待 加以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有的備援電力系統(tǒng)存在的缺陷，提供一種 內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，即在計算機(jī)主機(jī)內(nèi)部空間允許下，使用安全 性較高的磷酸鋰鐵電池安置于機(jī)殼內(nèi)，作為計算機(jī)主機(jī)所需要的備用電力，并對 原有的電力系統(tǒng)做適當(dāng)而合理的安排。
本實用新型的另一個目的在于提供一種內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)， 即可將計算機(jī)主機(jī)的電力作有效的安排與整合，除去沉重、龐大且丑陋的外接式 備用電力供應(yīng)器(Un-interrupt Power System, UPS)，更使得計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 器不但能合乎現(xiàn)代辦公室及時尚居家的整體外觀需求，更有簡化電力供應(yīng)的回 路、提高備援電能的使用效率、降低備援電力的設(shè)置成本、減少空間噪音及除卻 有害人體的硫酸蒸氣等許多優(yōu)點。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案是 一種內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力 系統(tǒng)，包括電源適配器，磷酸鋰鐵電池和直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述電源適 配器把輸入的市電的交流電力轉(zhuǎn)換成輸出至磷酸鋰鐵電池及直流轉(zhuǎn)換器的直流電 力；所述磷酸鋰鐵電池設(shè)有一可儲存電源適配器所供給的直流電力的電能管理裝置，并可提供一輸出至所述直流轉(zhuǎn)換器的備用電力；所述直流轉(zhuǎn)換器接收電源適 配器或磷酸鋰鐵電池所提供的直流電力，并把所述直流電力轉(zhuǎn)換成供給計算機(jī)主 機(jī)使用的電力。
本實用新型的目的還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，其中所述磷酸鋰鐵電池設(shè)有所述 電能管理裝置及電池保護(hù)板。
前述的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，其中所述備援電力系統(tǒng)可使用于 具有內(nèi)置型電源適配器的計算機(jī)主機(jī)或監(jiān)控伺服主機(jī)中。
前述的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，其中所述備援電力系統(tǒng)可使用于 具有電源適配器的計算機(jī)主機(jī)或監(jiān)控伺服主機(jī)中。
本實用新型的一種內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，包括一內(nèi)含功因調(diào)整 的電源適配器、 一磷酸鋰鐵電池及一直流轉(zhuǎn)換器，在運行時市電經(jīng)由電源適配器 轉(zhuǎn)換成直流電力，所述直流電力再通過直流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娏?，即可供給 至計算機(jī)主機(jī)使用，并同時可對磷酸鋰鐵電池進(jìn)行充電；當(dāng)市電發(fā)生斷電情況 時，則轉(zhuǎn)由磷酸鋰鐵電池通過直流轉(zhuǎn)換器將電力供給計算機(jī)主機(jī)使用，以達(dá)成電 力備援的目的。
本實用新型的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)與其它已知技術(shù)比較具有下 列優(yōu)點
l.本實用新型的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，是在計算機(jī)主機(jī)內(nèi)部空 間允許下，使用安全性較高的磷酸鋰鐵電池安置于機(jī)殼內(nèi)，作為計算機(jī)主機(jī)所需 要的備用電力，并對原有的電力系統(tǒng)做適當(dāng)而合理的安排。
2.本實用新型的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，可將計算機(jī)主機(jī)的電力作 有效的安排與整合，更使得計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不但能合乎現(xiàn)代辦公室及時尚居 家的整體外觀需求，更有簡化電力供應(yīng)的回路、提高備援電能的使用效率、降低 備援電力的設(shè)置成本、減少空間噪音及除卻有害人體的硫酸蒸氣等許多優(yōu)點。


圖1是現(xiàn)有的不斷電系統(tǒng)搭配計算機(jī)主機(jī)使用的架構(gòu)圖；圖2是本實用新型的備援電力系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
具體實施方式

以下結(jié)合實施例及其附圖對本實用新型作更進(jìn)一步說明。
請參閱圖2，為本實用新型的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)的架構(gòu)圖， 如圖所示，本實用新型為一種內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)4內(nèi)的備援電力系統(tǒng)3，其主要包
括 一電源適配器(AC Adapter) 31，內(nèi)含功因調(diào)整功能，可接收市電5所輸入的 交流電力，并可將所述交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力輸出至磷酸鋰鐵電池32及直流轉(zhuǎn) 換器33; —磷酸鋰鐵電池32，具有一電能管理裝置，可儲存電源適配器31所供給 的直流電力；并可在斷電發(fā)生時，提供一備用電力輸出至直流轉(zhuǎn)換器33;所述磷 酸鋰鐵電池32，在電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的狀況下，可附加簡單的電池保護(hù)板，以確 保電池單體異常時，計算機(jī)主機(jī)仍可從電源適配器獲得穩(wěn)定的電力，相對于磷酸 鋰鐵電池的失效，只是使計算機(jī)主機(jī)失去備援電力；計算機(jī)主機(jī)仍可正常運作； 一直流轉(zhuǎn)換器33，接收電源適配器31或磷酸鋰鐵電池32所提供的直流電力，并將 所述直流電力轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娏Γ峁┙o計算機(jī)主機(jī)4使用。
本實用新型提出的備援電力系統(tǒng)，所述電力得以直接由磷酸鋰鐵電池，經(jīng)簡 單的直流轉(zhuǎn)換，提供至計算機(jī)主機(jī)的ATX電源。由于磷酸鋰鐵電池的放電效率高 于90%，而且簡單的直流轉(zhuǎn)換中不含高頻變壓器等效率較低的組件，并可使切換 工作周期都落在17 63%的理論高效率區(qū)，使得整體電能轉(zhuǎn)換效率可達(dá)85%。另 外，本實用新型使用安全性極高、且工作溫度范圍較寬的鋰鐵電池，報述磷酸鋰 鐵電池的主要成分磷酸鋰鐵是鍵結(jié)強(qiáng)健橄欖石結(jié)構(gòu)(Olivine Structure)，在高溫 下仍然穩(wěn)定，再加上過充時不會有鋰或氧的析出，過放時不易產(chǎn)生離子鹽類結(jié)晶 生成、短路甚或是異物穿刺時沒有起火爆炸的可能，是已知最安全，壽命最長的 鋰基電池。而且，更由于磷酸鋰鐵電池不含任何稀有元素，其構(gòu)成元素磷酸、 鋰、鐵的蘊產(chǎn)眾多，磷酸鋰鐵電池的材料成本更是遠(yuǎn)低于其它高能量電池。因 此，本實用新型在計算機(jī)主機(jī)內(nèi)部空間允許下，將安全性較高的磷酸鍾鐵電池安 置于機(jī)殼內(nèi)，作為計算機(jī)主機(jī)所需要的備用電力，并對原有的電力系統(tǒng)做適當(dāng)而 合理的安排，以提高電力備援的效率。本實用新型的備援電力系統(tǒng)，可使用于具有內(nèi)置型電源適配器(AC
Adapter)的計算機(jī)主機(jī)或監(jiān)控伺服主機(jī)(SecurityMonitor)中。
以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的 限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神 和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等 同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求 限定。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，包括電源適配器，磷酸鋰鐵電池和直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述電源適配器把輸入的市電的交流電力轉(zhuǎn)換成輸出至磷酸鋰鐵電池及直流轉(zhuǎn)換器的直流電力；所述磷酸鋰鐵電池設(shè)有一可儲存電源適配器所供給的直流電力的電能管理裝置，并可提供一輸出至所述直流轉(zhuǎn)換器的備用電力；所述直流轉(zhuǎn)換器接收電源適配器或磷酸鋰鐵電池所提供的直流電力，并把所述直流電力轉(zhuǎn)換成供給計算機(jī)主機(jī)使用的電力。
2. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，其特征在于所述磷酸鋰鐵電池設(shè)有所述電能管理裝置及電池保護(hù)板。
3. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，其特征在于所述備援電力系統(tǒng)可使用于具有內(nèi)置型電源適配器的計算機(jī)主機(jī)或監(jiān)控伺服主機(jī)中。
4. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，其1t征在于所述 備援電力系統(tǒng)可使用于具有電源適配器的計算機(jī)主機(jī)或監(jiān)控伺服主機(jī)中。
專利摘要一種內(nèi)建于計算機(jī)主機(jī)的備援電力系統(tǒng)，包括電源適配器，磷酸鋰鐵電池和直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述電源適配器把輸入的市電的交流電力轉(zhuǎn)換成輸出至磷酸鋰鐵電池及直流轉(zhuǎn)換器的直流電力；所述磷酸鋰鐵電池設(shè)有一可儲存電源適配器所供給的直流電力的電能管理裝置，并可提供一輸出至所述直流轉(zhuǎn)換器的備用電力；所述直流轉(zhuǎn)換器接收電源適配器或磷酸鋰鐵電池所提供的直流電力，并把所述直流電力轉(zhuǎn)換成供給計算機(jī)主機(jī)使用的電力。本實用新型具有簡化電力供應(yīng)的回路、提高備援電能的使用效率、降低備援電力的設(shè)置成本、減少空間噪音及除卻有害人體的硫酸蒸氣等優(yōu)點。
文檔編號G06F1/26GK201152961SQ20082000212
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者舒英豪 申請人:銓陽能源科技股份有限公司