CN102012731A - 零待机计算机电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种零待机计算机电源，包括主电源及监测控制装置。监测控制装置与计算机主机的开关键连接，包括待机监测单元、开关执行单元及微电源单元。待机监测单元监测开关键的状态，并产生触发信号。开关执行单元连接在交流电源的输出端与主电源的输入端之间，分别接收待机监测单元的触发信号及主电源的控制信号，控制主电源的电源输入的接通/断开。微电源单元为待机监测单元及开关执行单元分别提供驱动电源。本发明通过待机监测单元监测开关键的开关信号，并产生触发信号，控制开关执行单元的闭合/断开。因此，本发明零待机计算机电源在待机(即计算机关闭)状况下，计算机主电源的电源输入断开，实现了计算机的零待机功耗。

Description

零待机计算机电源

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种零待机计算机电源。

背景技术

参照图1，现有的计算机用电源包括主电路及待机电路。该电源上的PS-ON端与主板连接。主板上的ON/OFF端与计算机主机上的开关键PWS连接，用于监测开关键PWS的状态。当计算机启动时，主板的ON/OFF端接收到开关键PWS的开机信号，拉低电源上PS-ON端的电压，主电路启动，±12V、+5V、+3.3V的电源输出端上产生相应的输出电压，供计算机启动。主电路必须在交流电源输入接通并且接收PS-ON的信号后才能启动，产生输出直流电源，供计算机启动。而待机电路只要有交流电源输入，即可产生+5Vsb的电源。

因此，当计算机处于关闭状态时，虽然主电路关闭了，但是如果交流电源不切断，则+5Vsb的电源一直处于工作状态，其消耗的功率仍然很高。

发明内容

本发明的发明目的之一是提供一种零待机计算机电源，旨在降低计算机关机后的功耗。

本发明零待机计算机电源包括主电源，其中还可包括监测控制装置，与计算机主机的开关键连接，可包括：

待机监测单元，可以监测计算机主机的开关键的状态，并产生触发信号；

开关执行单元，连接在交流电源的输出端与主电源的输入端之间，可以接收待机监测单元的触发信号及主电源的控制信号，并控制主电源的电源输入的接通/断开；

微电源单元，可为待机监测单元及开关执行单元分别提供驱动电源。

优选地，上述开关执行单元可包括：

第一开关，可连接在交流电源的输出端与主电源的输入端之间，分别受主电源及微电源单元产生的驱动电源的驱动进行开关的闭合/断开，可控制上述主电源的电源输入的接通/断开；

第二开关，可连接在微电源单元及第一开关之间，接收待机监测单元产生的触发信号进行开关的闭合/断开，可控制微电源单元的驱动电源的接通/断开。

优选地，上述第一开关可为继电器，继电器包括内部开关及线圈，内部开关的两端分别与交流电源输出端及主电源的输入端连接，线圈与微电源单元及主电源连接，可分别受微电源单元和主电源的驱动以控制内部开关的接通/断开。

优选地，上述主电源的驱动电源包括+12V的电源输出端，该输出端可连接在所述线圈与微电源单元连接的结点N1上；该+12V的电源驱动上述第一开关的闭合/断开，可控制所述主电源的电源输入的接通/断开。

优选地，上述待机监测单元包括：

第一触发器，其输入端与所述计算机主机的开关键连接，输出端与第二开关连接，可接收该开关键的状态产生触发信号，以控制第二开关的闭合/断开。

优选地，上述第一触发器还可包括置位端，该置位端与主电源输出端连接，可接收主电源的输出，以控制第一触发器置位。

优选地，上述待机监测单元还包括第二触发器及延时电路，第二触发器的输入端与所述计算机主机的开关键连接，产生触发信号；延时电路的输入端与主电源输出端连接，产生延时信号。

优选地，上述待机监测单元与主板连接，还包括反相器，主板包括ON-OFF端，上述第二触发器及延时电路的输出端经过反相器后均连接在主板的ON-OFF端。

优选地，上述微电源单元包括整流桥、电容及变压器，可接收交流电源的输入，并产生上述驱动电源。

优选地，上述微电源单元可为电池，产生上述驱动电源。

本发明通过待机监测单元监测开关键的开关信号，并产生控制信号，控制开关执行单元的闭合/断开。因此，本发明零待机计算机电源在待机(即计算机关闭)状况下，主电源的交流电源输入为0，主电源的各个电源输出端均为0，此时的计算机完全处于关闭状态，只有微电源单元产生的驱动电源的功耗(为20mW)，因此使得计算机电源实现零待机的功耗。而在运行(即计算机开启)状况下，待机监测单元监测开关键的状态，并控制主电源的交流电源输入，计算机进行正常的启动。而且，本发明零待机计算机电源并不改变计算机原来的使用方式，只是增加成本很低的监测控制装置，使得用户在关闭计算机时自动切断主电源的电源输入，使用更加方便。

附图说明

图1是现有技术中计算机电源与主板的结构示意图；

图2是本发明一实施例中零待机计算机电源与主板的结构示意图；

图3是上述实施例的一实施方式中开关执行单元的结构示意图；

图4是上述实施例的另一实施方式中待机监测单元的结构示意图；

图5是上述实施例的又一实施方式中微电源单元的结构示意图；

图6是上述实施例中零待机计算机电源的工作时序图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的核心思想是：通过监测控制装置监测计算机主机上的开关机信号来控制计算机电源的交流(AC)输入的接通/断开。

参照图2，提出了第一实施例的零待机计算机电源。该计算机电源包括主电源10及监测控制装置20。主电源10包括主电路11及待机电路12。主电源10启动后，主电路11输出各种直流电源，例如±12V、+5V、+3.3V。待机电路12输出+5Vsb的待机电源，为主板3的启动提供工作电压。

监测控制装置20包括待机监测单元21、开关执行单元22及微电源单元23，与计算机主机的开关键PWS连接。待机监测单元21监测计算机主机的开关键PWS的状态，并产生控制信号。开关执行单元22连接在AC电源端与主电源10的输入端之间，分别接收待机监测单元21产生的触发信号及主电源10的输出控制信号，以控制主电源10的AC输入的接通/断开。同时，显示器等外设的AC输入也会接通/断开。微电源单元23为待机监测单元21及开关执行单元22分别提供驱动电源。

上述主板3的ON-OFF端与待机监测单元21连接，主电源10的PS-ON端与主板3连接。当计算机开机时，待机监测单元21监测到PWS键的开机触发动作，并产生触发信号，接通微电源单元23为开关执行单元22提供的驱动电源，主电源10的AC输入接通，输出+5Vsb电源，主板开始自检。同时，该+5Vsb的电源也通过待机监测单元21产生一个开机脉冲信号，传送给主板3的ON-OFF端。主板3接收到该信号后，立即拉低主电源10的PS-ON端的电压。此刻，主电源10的主电路11启动，计算机系统开始启动，进入计算机的工作模式。当计算机硬关机时，待机监测单元21接收到关机信号，并将该关机信号传送给主板3的ON-OFF端。主板3接收到该信号后，立即拉高主电源10的PS-ON端的电压。此刻，主电源10的主电路11关闭，主电路11的各直流电源输出均为0，则开关执行单元22的开关断开，主电源的AC输入断开，计算机系统关闭。当计算机软关机时，主板3将接收到计算机处理器发出的关机信号，立即拉高主电源10的PS-ON端的电压。此刻，主电源10的主电路11关闭，主电路11的各直流电源输出均为0，则开关执行单元22的开关断开，主电源的AC输入断开，计算机系统关闭。

本发明通过待机监测单元监测开关键PWS的开关信号，并产生控制信号，控制开关执行单元的闭合/断开，从而达到在计算机开机/关机时接通/断开计算机电源的AC输入的目的，大大降低了计算机关机后的待机功耗。

参照图3，本实施例的一实施方式中，开关执行单元22包括第一开关221及第二开关222。第一开关221连接在AC电源输出的L线与主电源10输入的L线之间，分别受主电源10及微电源单元23产生的驱动电源进行开关的闭合/断开，控制所述主电源10的AC输入的接通/断开。第二开关222连接在微电源单元23及第一开关222之间，接收待机监测单元21产生的控制信号控制微电源单元23的驱动电源VCC的接通/断开。

上述第二开关222为触发式开关，该开关接收待机监测单元21的触发信号可以闭合/断开。在本实施方式中，当触发信号为低电平时，第二开关222闭合，驱动电源VCC可以加载到线圈上；当触发信号为高电平时，第二开关222断开，驱动电源无法加载到线圈上。第一开关221为常开型继电器，该继电器包括内部开关及线圈。内部开关的两个接点分别连接AC电源输出的L线及主电源10输入的L线，线圈的一端分别与第二开关222及主电源10的电源输出端连接，另一端接地。线圈由于主电源10及微电源单元23产生的驱动电源的输入，其内部将产生一定的电流，从而闭合内部开关，则主电源10的AC输入接通。

上述主电源10的驱动电源包括+12V的电源输出端，该输出端连接在线圈与微电源单元23连接的结点N1上。该+12V的电源在计算机启动后为上述第一开关221提供驱动电源，使得第一开关221闭合，主电源10的AC输入接通。

上述开关执行单元22的工作原理为：当计算机开启时，待机监测单元21将检测到开关信号，并根据该开关信号产生一个触发信号Q1。第二开关222接收到该触发信号后开关闭合，微电源单元23的驱动电源VCC可以驱动线圈，使得第一开关221闭合，则主电源10的AC输入接通，产生±12V、+5V、+3.3V的输出电源，计算机系统开始启动。同时，+12V电源控制触发信号Q1使得第二开关222断开，线圈由主电源10的+12V电源驱动使得第一开关221闭合。当计算机关闭时，主电路11关闭，+12V的电源输出端为0，则第一开关221断开，主电源10的AC输入也断开。

参照图4，本实施例的另一实施方式中，待机监测单元21包括第一触发器211，该触发器211的输入端D1与上述开关键PWS连接，输出端Q1与上述开关执行单元22的第二开关222连接。该第一触发器211接收开关键PWS的开关状态产生触发信号，控制上述第二开关222的闭合/断开。例如，当开关键PWS被按动时，将产生一个低电平的脉冲信号，第一触发器211根据该脉冲信号将产生一个低电平的触发信号，则第二开关222闭合。

上述第一触发器211的置位端S与主电源10的+12V的电源输出端连接。当主电源10启动时，该+12V的电源输入至第一触发器211的置位端，则无论该触发器的输入端D1是低电平还是高电平，其输出端Q1始终输出高电平。

上述待机监测单元21还包括第二触发器212及延时电路213。第二触发器212的输入端D2与上述开关键PWS连接，输出端Q2与计算机主板3的ON-OFF端连接。延时电路213的输入端与主电源10的+5Vsb的电源输出端连接，输出端与第二触发器212的输出端Q2一起经过反相器，传送至计算机主板3的ON-OFF端连接。该延时电路213接收到+5Vsb的电源触发后立即启动，将产生一个低电平的脉冲信号。

上述待机监测单元21的工作原理为：当开启计算机时，开关键PWS将产生一个低电平的脉冲信号。第二触发器212根据该脉冲信号产生一个高电平的触发信号，并经过反相器后产生低电平的触发信号，并传送给计算机主板3的ON-OFF端，但是因为此刻主板3没有启动，所以该低电平的触发信号对主板3毫无影响。第一触发器211将根据该脉冲信号产生一个低电平的触发信号，控制第二开关222闭合。微电源单元23的驱动电源VCC可以驱动第一开关221闭合。此刻，计算机电源的AC输入接通，立即产生+5Vsb的输出电源，主板3接收到该+5Vsb的电源后启动并进行自检。同时，该+5Vsb的电源输入到待机监测单元21的延时电路213，将产生一个低电平的脉冲信号，传送给主板3的ON-OFF端。主板3的ON-OFF端接收到延时电路213产生的脉冲信号后，将拉低电源主电源10的PS-ON端的电压，则主电路11启动，产生±12V、+5V、+3.3V的电源。此刻，第一触发器211将接收到+12V的置位输入，产生高电平的触发信号，传送至上述第二开关222，控制第二开关222关闭。

当计算机硬关机时，开关键PWS将产生一个低电平的脉冲信号，第一触发器211因为+12V的置位输入，其输出端Q1始终为高电平，使得驱动电源VCC的输入始终断开。第二触发器212接收该脉冲信号，经过反相器后，产生一个低电平的脉冲信号。主板3的ON-OFF端接收到该脉冲信号后，将拉高主电源的PS-ON端的电压，则主电路11关闭，其±12V、+5V、+3.3V电源的输出端为0。此刻，开关执行单元22的第一开关221因为+12V的电源输出端变为0而断开，计算机主电源的AC输入也断开，大大降低了计算机关机后的待机功耗。

参照图5，本实施例的又一实施方式中，微电源单元23包括整流桥、电容及变压器。220V的AC输入经过整流桥将交流转变成直流，再经过电容的滤波作用，最后经过变压器输出低电压的VCC电源。因为该VCC电源是用于驱动上述开关执行单元22的第一开关221及待机监测单元21的第一触发器211与第二触发器212，所以经过该微电源单元23的处理输出的VCC电源的额定输出功率只需要0.4W。而且，驱动第一开关221的时间仅为开关键PWS按动至主电源10启动的时间，主电源10启动后，第一开关221就由主电源10产生的+12V的电源驱动。因此，在其他时刻，VCC电源只需要用来驱动第一触发器211及第二触发器212，产生的功耗约为20mW。

上述微电源单元23还可以为电池，通过电池提供VCC电源，驱动上述待机监测单元21及开关执行单元22。

结合图6，本发明零待机计算机电源的工作原理如下：

由待机模式进入运行模式时，开关键PWS被触动。因为计算机主机的开关键PWS的一端与地连接，一端与第一触发器211及第二触发器212的输入端连接。所以，在该开关键PWS被触动之前，第一触发器211及第二触发器212将始终接收到高电平信号，其输出端Q1也为高电平信号，开关执行单元22的第二开关222处于断开状态。在开关键PWS被触动的瞬间，第一触发器211及第二触发器212将接收到一个低电平的脉冲信号，其输出端Q1为低电平信号。该低电平信号触发开关执行单元22的第二开关222的闭合，驱动电源VCC则驱动第一开关221闭合，计算机主电源的AC输入接通，产生+5Vsb的电源。这一过程使用的时间为t1。

主板3接收+5Vsb的电源后，先进行主板3自检。同时，+5Vsb的电源输入至待机监测单元21，并经过延时电路213进行时间为t2的延时后产生一个低电平脉冲信号。该延时电路213产生的延时时间大于或等于主板3自检时间，使得主板3在进行自检后，主板3的ON-OFF端可以接收到低电平的脉冲信号，拉低主电源10的PS-ON端的电压，从而主电源10的主电路11启动，产生±12V、+5V、+3.3V的电源。此刻开关执行单元22的第一开关221由该+12V电源的驱动，而第一触发器211的置位端也收到+12V电源的置位输入，其输出端Q1为高电平信号，断开微电源单元23的驱动电源VCC对第一开关221的驱动。

由运行模式进入待机模式有两种办法：一种是硬关机，即触动计算机主机的开关键PWS；一种是软关机，即点击计算机界面上的关机图标。下面将两种办法的关机流程具体描述。

当使用硬关机时，待机监测单元21的第一触发器211及第二触发器212都将接收到一个低电平的脉冲信号。第一触发器211由于主电源10的+12V电源的置位端，始终输出高电平信号。第二触发器212将产生一个高电平的脉冲信号，该脉冲信号经过反相器后产生一个低的触发信号，传送给主板3的ON-OFF端。主板3的ON-OFF端将接收该脉冲信号后，拉高与主板3连接的主电源10的PS-ON端的电压，从而主电源10的主电路11将关闭，±12V、+5V、+3.3V的电源的输出端为0。此刻开关执行单元22的第一开关221由于主电路11产生的+12V电源的输出为0而断开，计算机主电源的AC输入也断开。

当使用软关机时，主板3将接收到计算机处理器发出的控制信号，拉高与主板3连接的主电源10的PS-ON端的电压。后面的过程与上述硬关机的过程一样，在此就不再赘述。

本发明零待机计算机电源在待机(即计算机关闭)状况下，计算机主电源的AC输入为0，则该主电源产生的各个直流电源输出端均为0，此时的计算机完全处于关闭状态，只有微电源单元产生的驱动电源VCC的功耗(为20mW)，使得计算机电源实现准零待机的功耗。此刻，与计算机连接的外设(显示器)的AC输入也将断开。而在运行(即计算机开启)状况下，待机监测单元监测开关键PWS的状态，并控制计算机电源的AC输入，计算机进行正常的启动。因此，本发明零待机计算机电源并不会改变计算机原来的使用方式，只是增加成本很低的监测控制装置，使得用户在关闭计算机时自动切断主电源的电源输入，使用更加方便。而且，经发明人发现本发明的设计方案可以大大地为用户节电。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种零待机计算机电源，包括主电源，其特征在于，还包括监测控制装置，与计算机主机的开关键连接，包括：

待机监测单元，监测计算机主机的开关键的状态，并产生触发信号；

开关执行单元，连接在交流电源的输出端与主电源的输入端之间，分别接收待机监测单元的触发信号及主电源的控制信号，并控制主电源的电源输入的接通/断开；

微电源单元，为待机监测单元及开关执行单元分别提供驱动电源。

2.如权利要求1所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述开关执行单元包括：

第一开关，连接在交流电源的输出端与主电源的输入端之间，分别受主电源及微电源单元的驱动进行开关的闭合/断开，控制所述主电源的电源输入的接通/断开；

第二开关，连接在微电源单元及第一开关之间，接收待机监测单元产生的触发信号进行开关的闭合/断开，控制微电源单元的驱动电源的接通/断开。

3.如权利要求2所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述第一开关为继电器，继电器包括内部开关及线圈，内部开关的两端分别与交流电源输出端及主电源的输入端连接，线圈与微电源单元及主电源连接，分别受微电源单元和主电源的的驱动以控制内部开关的接通/断开。

4.如权利要求3所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述主电源的驱动电源包括+12V的电源输出端，该输出端连接在所述线圈与微电源单元连接的结点N1上，该+12V的电源驱动所述第一开关的闭合/断开，控制所述主电源的电源输入的接通/断开。

5.如权利要求1至4中任一项所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述待机监测单元包括：

第一触发器，其输入端与所述计算机主机的开关键连接，输出端与第二开关连接，接收该开关键的状态产生触发信号，控制第二开关的闭合/断开。

6.如权利要求5所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述第一触发器还包括置位端，该置位端与主电源输出端连接，接收主电源的输出以控制第一触发器置位。

7.如权利要求6所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述待机监测单元还包括第二触发器及延时电路，第二触发器的输入端与所述计算机主机的开关键连接，产生触发信号；延时电路的输入端与主电源输出端连接，产生延时信号。

8.如权利要求7所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述待机监测单元与主板连接，包括反相器，主板包括ON-OFF端，所述第二触发器及延时电路的输出端经过反相器后均连接在主板的ON-OFF端。

9.如权利要求1至4中任一项所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述微电源单元包括整流桥、电容及变压器，接收交流电源的输入，并产生所述驱动电源。

10.如权利要求1至4中任一项所述的零待机计算机电源，其特征在于，所述微电源单元为电池，产生所述驱动电源。

Images