CN101408789B - 一种电脑电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电脑电源，其包括高效率DC/AC变换电路、交流电压输出电路、用于控制电压输出的智能控制电路、用于稳定输出电压的功率因数修正器及PWM控制电路，所述高效率DC/AC变换电路的输入端与DC/DC变换电路的输出端连接，高效率DC/AC变换电路的输出端与交流电压输出电路的输入端连接，交流电压输出电路的输出端与电脑的外部设备连接；所述功率因数修正器及PWM控制电路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，功率因数修正器及PWM控制电路的输出端分别与DC/DC变换电路的输入端、5vSB待机电路的输入端连接。本发明的输出交流电压稳定、工作效率高。

Description

一种电脑电源

技术领域：

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电脑电源。

背景技术：

现在计算机的用电量在日常生活中的比例不断增加。随着全球能源供给越来越紧张，计算机的耗能问题已经引起了各国的注意。例如美国80PLUS能源效率认证和能源之星都要求台式计算机或服务器的工作效率均在80％以上，计算机产业气候拯救行动(CSCI)更是提出新的节能标准，要求到2011年7月台式计算机或服务器的工作效率达到87％～90％；在欧洲新出台的绿色环保标准中规定，进口的计算机的待机功耗不能超过1w，超过这个标准的计算机禁止进口。

目前，电脑电源主要为电脑主机的各硬件提供电源，而一些电脑的外部设备，如显示器，需要另外连接交流电源，且这些外部设备都设有独立的电源开关，这样，容易造成使用者关闭了电脑主机，却忘记了关闭外部设备，这些外部设备仍然待机工作，导致不必要的电能浪费。

为了解决上述问题，中国专利号为200520119312.0的专利文献公开了一种新型的电脑电源，其包括外壳和电源导线、以及设置在其中的电路部分和变压部分，电路部分包括EMI(Electron-MagneticInterference，电磁干扰)滤波电路、整流滤波电路、DC/DC变换电路、输出整流滤波电路、直流电压输出电路、开关机控制部分和PWM控制部分，所述的电源外壳上设有三脚针孔插座，该三脚针孔插座与上述的电源中的交流电源导线相连接，使得显示器等外部设备可以连接到电脑电源的三脚针孔插座中，由电脑电源统一控制电脑主机和显示器等外部设备的电源的开关，从而避免了由于忘记关闭显示器等外部设备而导致的不必要的电能浪费。但是，从以上技术方案可以看出，所述三脚针孔插座输出的交流电源是直接从电脑电源的交流输入端引出，因此，三脚针孔插座输出的交流电源容易受市电变化的影响，输出电压的稳定性较差，不利于显示器等外部设备的使用，尤其是容易导致显示器产生闪烁感，让使用者的眼睛容易疲劳；而且，由于直流电压输出电路输出的直流电压容易受到较大的谐波干扰，导致输出的直流电压不稳定，从而使得电脑电源的工作效率不高，一般只有70％以下的工作效率，浪费了大量的电能。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种输出交流电压稳定、工作效率高的电脑电源。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

它包括外壳、设置在外壳内部的电路部分，所述电路部分包括依次连接的EMI滤波电路、整流滤波电路，还包括DC/DC变换电路、直流电压输出电路、与电脑主机连接的5vSB(5Vstandby，5V备用电源)待机电路，DC/DC变换电路的输出端与直流电压输出电路的输入端连接，5vSB待机电路的输出端与电脑主机的输入端连接，EMI滤波电路的输入端与交流电源连接，直流电压输出电路的输出端与电脑主机连接，它还包括高效率DC/AC变换电路、交流电压输出电路、智能控制电路、用于稳定输出电压的功率因数修正器及PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制电路；所述智能控制电路分别与直流电压输出电路、交流电压输出电路连接，用于控制直流电压输出电路、交流电压输出电路的电压输出的开关；所述高效率DC/AC变换电路的输入端与DC/DC变换电路的输出端连接，高效率DC/AC变换电路的输出端与交流电压输出电路的输入端连接，交流电压输出电路的输出端与电脑的外部设备连接，为外部设备提供稳定的交流电压；所述功率因数修正器及PWM控制电路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，功率因数修正器及PWM控制电路的输出端分别与DC/DC变换电路的输入端、5vSB待机电路的输入端连接，用于稳定电脑电源输出的交流电压，提高电脑电源的工作效率。

所述高效率DC/AC变换电路采用具有将直流电转换为交流电功能的集成电路芯片IC1。

所述集成电路芯片IC1的型号为JHT6M999。

所述交流电压输出电路的输出端连接有国标母座，该国标母座设置在电源外壳上，用于与外部设备的电源插头连接。

所述功率因数修正器及PWM控制电路采用将功率因数修正器和PWM控制器集成于一体的集成电路芯片U1。

所述集成电路芯片U1的型号为SG6932DZ。

所述智能控制电路采用具有控制直流电压输出电路和交流电压

输出电路的电压输出或关断、对直流电压输出电路和交流电压输出电路的电压输出进行过欠压保护与过流保护功能的集成电路芯片U4。

所述集成电路芯片U4的型号为SG6520DZ。

所述5vSB待机电路包括依次连接的低功耗电路、DC/DC变换电路、5vSB电压输出电路，低功耗电路的输入端与功率因数修正器及PWM控制电路的输出端连接，5vSB电压输出电路的输出端与电脑主机连接。

所述低功耗电路采用了低功耗集成电路芯片U2，其型号为FSDL0165RN。

本发明有益效果在于：

本发明的高效率DC/AC变换电路的输入端与DC/DC变换电路的输出端连接，高效率DC/AC变换电路的输出端与交流电压输出电路的输入端连接，交流电压输出电路的输出端与电脑的外部设备连接；由于交流电压输出电路输出的交流电压经过了高效率DC/AC变换电路的转换，其输出的交流电压稳定，适合于电脑的外部设备使用。进一步，所述功率因数修正器及PWM控制电路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，功率因数修正器及PWM控制电路的输出端分别与DC/DC变换电路的输入端、5vSB待机电路的输入端连接；由于功率因数修正器及PWM控制电路不容易受谐波干扰，可以稳定输出的直流电压，因此，本发明可提高整个电脑电源的工作效率，工作效率可达87％以上。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构方框图；

图3是本发明高效率DC/AC变换电路和交流电压输出电路的电路原理图；

图4是本发明功率因数修正器及PWM控制电路的电路原理图；

图5是本发明智能控制电路的电路原理图；

图6是本发明5vSB待机电路的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明，见图1、2所示，本发明包括外壳1，设置在外壳1内部的电源风扇2、用于外接交流电源的交流电源插口3、保险丝4、国标母座5、电路部分，所述电路部分包括依次连接的EMI滤波电路10、整流滤波电路11、DC/DC变换电路13、直流电压输出电路14，与电脑主机20连接的5vSB待机电路15，高效率DC/AC变换电路17，交流电压输出电路18，智能控制电路16，用于稳定输出电压的功率因数修正器及PWM控制电路12；所述EMI滤波电路10的输入端与交流电源连接，直流电压输出电路14的输出端与电脑主机20连接；所述智能控制电路16分别与直流电压输出电路14、交流电压输出电路18连接，用于控制直流电压输出电路14、交流电压输出电路18的电压输出的开关；所述高效率DC/AC变换电路17的输入端与DC/DC变换电路13的输出端连接，高效率DC/AC变换电路17的输出端与交流电压输出电路18的输入端连接，交流电压输出电路18的输出端与电脑的外部设备30连接；所述功率因数修正器及PWM控制电路12的输入端与整流滤波电路11的输出端连接，功率因数修正器及PWM控制电路12的输出端分别与DC/DC变换电路13的输入端、5vSB待机电路15的输入端连接。

请参考图3，本实施例的高效率DC/AC变换电路17采用具有将直流电转换为交流电功能的集成电路芯片IC1，集成电路芯片IC1的型号为JHT6M999。所述交流电压输出电路18由变压器T5、保险丝4、连接在交流电压输出电路18的输出端的国标母座5组成，变压器T5的第1脚和第2脚分别与IC1的第3脚和第4脚连接，变压器T5的第3脚与保险丝4的一端连接，保险丝4的另一端与国标母座5连接，变压器T5的第4脚直接与国标母座5连接，国标母座5设置在电源外壳1上，它用于与显示器等外部设备30的电源插头连接，为外部设备30提供交流电源。其工作原理是：当电脑电源开机工作正常后，由DC/DC变换电路13输入一组+12V直流电压给集成电路芯片IC1，IC1第3脚和第4脚就输出一个幅度为12V左右的方波，经变压器T5升压后，得到一个220V、50HZ的稳定交流电压，再经保险丝4输出至连接到电脑电源外壳1上的国标母座5中，并直接给显示器等外部设备30供电。由于显示器等外部设备30的电源是直接从电脑电源的交流电压输出电路18输入，而智能控制电路16又统一控制着直流电压输出电路14、交流电压输出电路18的电压输出，所以使得电脑主机20和外部设备30的电源可以一起开关，即使用者只要关闭电脑主机20的电源，就可以把外部设备30的电源也同时关掉，从而避免了使用者关闭了电脑主机20却忘记关闭显示器等外部设备30的情况发生，防止不必要的电能浪费。而且，交流电压输出电路18输出的电压为220V、50HZ的稳定交流电压，不会随市电的变化而变化，输出电压的稳定性好，从而提高了显示器等外部设备30的使用寿命，尤其改善了显示器明显的闪烁感，让使用者的眼睛不容易疲劳。

请参考图4，本实施例的功率因数修正器及PWM控制电路12主要由集成电路芯片U1、功率开关管Q1、Q2、PWM功率开关管Q3、Q4、整流二极管D2等元器件组成，集成电路芯片U1的型号为SG6932DZ，U1的第7脚为FBPFC管脚，该管脚用作电压回馈检测，再通过U1来控制功Q1和Q2的开关时间，经D2整流后，得到一个稳定的400V直流电压，供后级PWM控制电路及其它电路工作，使用稳定的400V直流电压工作，能够减少瞬间的大电流，从而减少了谐波干扰，进而提高了工作效率、提高了功率因数，工作效率可达87％、功率因数可提高到0.99，且总谐波失真率可控制在8％以内；U1的第8脚为IPWM管脚，该管脚可以通过检测后级负载的轻重来控制Q3和Q4的导通时间，从而稳定输出的直流电压，提高了工作效率。而且，所述功率因数修正器及PWM控制电路12采用了PFC/PWM交叉工作开关模式，可同步PFC(Power FactorCorrection，功率因数校正)和PWM，并降低噪声，当电脑电源为轻载时，开关频率将不断降低以减少功耗；所述功率因数修正器及PWM控制电路12采用低电流工作，其启动和关闭的电压阀值分别为14V、10V，工作电流低于10mA；所述功率因数修正器及PWM控制电路1212还具有过压保护、欠压保护、输入欠压保护、反馈开环保护等功能。

请参考图5，本实施例的智能控制电路16主要由集成电路芯片U4、光耦芯片U7、三极管Q5等元器件组成，集成电路芯片U4的型号为SG6520DZ。其中，集成电路芯片U4的PS-on管脚是与电脑主机20的开机键连接，当按下开机键启动电脑主机20时，U4的PS-on管脚电位拉低，U4的FPO管脚电位也会拉低，然后通过光耦芯片U7、三极管Q5来启动U1，从而使整个电脑电源正常工作，即开启电脑主机20和显示器等外部设备30的电源；同样，当再次按下开机键关闭电脑主机20时，集成电路芯片U4会关闭U1，使得显示器等外部设备30的电源同时关闭。进一步，由于集成电路芯片U4具有控制直流电压输出电路14和交流电压输出电路18的电压输出或关断、对直流电压输出电路14和交流电压输出电路18的电压输出进行过欠压保护与过流保护的功能，因此，智能控制电路16不仅可以控制直流电压输出电路14和交流电压输出电路18的电压输出或关断，而且对直流电压输出电路14和交流电压输出电路18的电压输出具有过欠压保护、过流保护等保护功能。

请参考图6，本实施例的5vSB待机电路15包括依次连接的低功耗电路151、DC/DC变换电路152、5vSB电压输出电路153，低功耗电路151的输入端与功率因数修正器及PWM控制电路12的输出端连接，5vSB电压输出电路153的输出端与电脑主机20连接，所述的低功耗电路151采用了功耗较低的集成电路芯片U2，其型号为FSDL0165RN，该芯片取代了传统5vSB待机电路15的晶体管，使得5vSB待机电路15的功耗大大降低，所述的低功耗电路151的节能作用不但体现在电脑的待机状态下，而且在电脑运行的整个过程中，都可以产生显著的节能的作用。综上所述，本发明的输出交流电压稳定、工作效率高，是一种节能环保的电脑电源。

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种电脑电源，它包括外壳(1)、设置在外壳(1)内部的电路部分，所述电路部分包括依次连接的电磁干扰EMI滤波电路(10)、整流滤波电路(11)，还包括DC/DC变换电路(13)、直流电压输出电路(14)、与电脑主机(20)连接的5vSB待机电路(15)，DC/DC变换电路(13)的输出端与直流电压输出电路(14)的输入端连接，5vSB待机电路(15)的输出端与电脑主机(20)的输入端连接，EMI滤波电路(10)的输入端与交流电源连接，直流电压输出电路(14)的输出端与电脑主机(20)连接，其特征在于：它还包括高效率DC/AC变换电路(17)、交流电压输出电路(18)、智能控制电路(16)、用于稳定输出电压的功率因数修正器及脉冲宽度调制PWM控制电路(12)；

所述智能控制电路(16)分别与直流电压输出电路(14)、交流电压输出电路(18)连接，用于控制直流电压输出电路(14)、交流电压输出电路(18)的电压输出的开关；

所述高效率DC/AC变换电路(17)的输入端与DC/DC变换电路(13)的输出端连接，高效率DC/AC变换电路(17)的输出端与交流电压输出电路(18)的输入端连接，交流电压输出电路(18)的输出端与电脑的外部设备(30)连接，为外部设备(30)提供稳定的交流电压；

所述功率因数修正器及PWM控制电路(12)的输入端与整流滤波电路(11)的输出端连接，功率因数修正器及PWM控制电路(12)的输出端分别与DC/DC变换电路(13)的输入端、5vSB待机电路(15)的输入端连接，用于稳定电脑电源输出的交流电压，

提高电脑电源的工作效率。

2.根据权利要求1所述的一种电脑电源，其特征在于：所述高效率DC/AC变换电路(17)采用具有将直流电转换为交流电功能的集成电路芯片IC1。

3.根据权利要求2所述的一种电脑电源，其特征在于：所述集成电路芯片IC1的型号为JHT6M999。

4.根据权利要求1所述的一种电脑电源，其特征在于：所述交流电压输出电路(18)的输出端连接有国标母座(5)，该国标母座(5)设置在电源外壳(1)上，用于与外部设备(30)的电源插头连接。

5.根据权利要求1所述的一种电脑电源，其特征在于：所述功率因数修正器及PWM控制电路(12)采用将功率因数修正器和PWM控制器集成于一体的集成电路芯片U1。

6.根据权利要求5所述的一种电脑电源，其特征在于：所述集成电路芯片U1的型号为SG6932DZ。

7.根据权利要求1所述的一种电脑电源，其特征在于：所述智能控制电路(16)采用具有控制直流电压输出电路(14)和交流电压输出电路(18)的电压输出或关断、对直流电压输出电路(14)和交流电压输出电路(18)的电压输出进行过欠压保护与过流保护功能的集成电路芯片U4。

8.根据权利要求7所述的一种电脑电源，其特征在于：所述集成电路芯片U4的型号为SG6520DZ。

9.根据权利要求1所述的一种电脑电源，其特征在于：所述5vSB待机电路(15)包括依次连接的低功耗电路(151)、DC/DC变换电路(152)、5vSB电压输出电路(153)，低功耗电路(151)的输入端与功率因数修正器及PWM控制电路(12)的输出端连接，5vSB电压输出电路(153)的输出端与电脑主机(20)连接。

10.根据权利要求9所述的一种电脑电源，其特征在于：所述低功耗电路(151)采用低功耗集成电路芯片U2，其型号为FSDL0165RN。

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