CN102968170A - 一种计算机智能自保护供电电源 - Google Patents

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徐德祥
何希聪
王振民
许湘敏
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Abstract

本发明公开了一种计算机智能自保护供电电源，包括主供电电路、超级电容电池组，DC/DC变换模块和控制电路；所述主供电电路一端与市电连接，另一端分别通过二极管与超级电容电池组、DC/DC变换模块连接；所述控制电路的一端与DC/DC变换模块连接、另一端与超级电容电池组连接。本发明当两相市电正常输入的时候，主供电电路一方面给超级电容模组充电，一方面经DC/DC模块输出多组直流电压为计算机供电；当市电异常或者突然中断，控制电路发生切换动作，超级电容模组开始放电，经DC/DC模块输出计算机所需电压，实现断电延时保护。

Description

一种计算机智能自保护供电电源
技术领域
本发明涉及一种电源，特别涉及一种计算机智能自保护供电电源。
背景技术
在信息社会中，计算机的应用极其广泛，已遍及经济、政治、军事及社会生活的各个领域。目前，计算机的应用可概括为以下几个方面。1．科学计算（或称为数值计算）2．过程检测与控制3．信息管理（数据处理）4．计算机辅助系统，包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助设计和计算机辅助教学等。计算机发挥着重要的作用，给计算机供电就显得很重要了。在一般情况下，计算机电源是直接接到两相市电，经过计算机电源输出直流电压给计算机供电。如果发生电网突然断电，将会对计算机硬件造成一定程度上的损害，而且正在工作的内容可能来不及保存下来，这无疑对计算机的使用者带来了极大的不便与因数据丢失产生巨大损失。为了防止这种情况出现，通常的做法是外接一个UPS。但是，外接UPS亦有其不足的方面：
1、成本比较高
一个计算机电源的功率大约在250W至500W左右，价格在于100至220元之间，而一台相当功率的UPS则需要300元左右，成本相对来讲比较高
2、占用的空间也比较大
UPS采用外接的方式，故有独立的输入输出接口和独立的散热系统，而且用于储能的蓄电池也相对比较大，因此，一部外接的UPS的体积往往比一个计算机电源还要大。
3、移动携带也不是很方便
由于外接式UPS与计算机电源相互独立，故与机箱分离，在移动过程中相当不方便。
4.储能元件欠佳
一般UPS采用的储能元件为开放型铅酸电池、免维护电池或镍铬电池。开放式铅酸电池，即蓄电池，其体积庞大，维护复杂，而且有腐蚀气体排出；免维护电池，又称阀控式密封铅酸蓄电池，不及时恢复性充电会损害电池，对温度较敏感，寿命较短，比铅酸电池贵；镍镉电池则价格相对昂贵。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中的不足，提供一种计算机智能自保护供电电源，本发明在市电正常输入情况下为计算接供电，市电断开情况下可以提供断电延时保护的新型计算机电源。
本发明所采用的技术方案：
一种计算机智能自保护供电电源包括主供电电路、超级电容电池组，DC/DC变换模块和控制电路；所述主供电电路一端与市电连接，另一端分别通过二极管与超级电容电池组、DC/DC变换模块连接；所述控制电路的一端与DC/DC变换模块连接、另一端与超级电容电池组连接；所述主供电电路、超级电容电池组和DC/DC变换模块接公用接地端。
所述控制电路还包括通断电切换装置。
所述通断电切换装置由相互连接的光耦及固态继电器构成。
所述主供电电路由相互连接的EMI滤波模块、整流模块、逆变模块、二次整流模块、控制模块及辅助电源模块构成。
所述控制模块由相互连接的TL494电源芯片和LM393比较器构成。
所述DC/DC变换模块包括Boost升压电路和buck降压电路。
所述Boost升压电路采用GS3660升压芯片，所述Buck降压电路采用XL4012降压芯片。
本发明的有益效果：
按照现有计算机电源技术参数设计，可满足计算机供电要求；
主供电电路，超级电容模组以及DC/DC模块整体化，可减小体积，直接嵌入计算机机箱，方便移动携带；
采用超级电容电池组这种新型储能元件，体积小，绿色环保，寿命长；
采用DC/DC变换模块作为输出，使结构更加简单，实用。
附图说明
图1为本发明的电路框图；
图2为本发明的主供电电路图；
图3为DC/DC变换模块的升压电路图；
图4为DC/DC变换模块的降压电路图；
图5为通断电切换装置电路图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种计算机智能自保护供电电源，包括主供电电路、超级电容电池组，DC/DC变换模块和控制电路；所述主供电电路一端与市电连接，另一端分别通过二极管与超级电容电池组、DC/DC变换模块连接；所述控制电路的一端与DC/DC变换模块连接、另一端与超级电容电池组连接，所述主供电电路、超级电容电池组和DC/DC变换模块接公用接地端。当市电正常输入时，主供电电路一方面给超级电容电池组充电，并且通过二极管压降以及控制电路来控制超级电容电池组是否导通，一方面经DC/DC变换模块输出多组直流电压为计算机供电；当市电异常或者突然中断，控制电路发生切换动作，超级电容电池组开始放电，经DC/DC变换模块输出计算机所需电压，实现断电延时保护。
如图2所示，主供电电路由相互连接的EMI滤波模块、整流模块、逆变模块、二次整流模块、控制模块及辅助电源模块构成。其中控制模块由TL494电源芯片和LM393比较器构成。EMI滤波模块的作用是滤除由电网进来的各种干扰信号，同时防止电源开关电路形成的高频信号污染电网。所述220V的交流电经过整流模块后变为300V的直流电，再经过逆变模块和二次整流模块后，输出7-12V的直流电压。
如图3所示，所述DC/DC变换模块包括Boost升压电路和buck降压电路。Boost升压电路采用GS3660升压芯片，并利用其的PWM（脉冲宽度调制单元）的优越性，提供一个高效、较宽电压调节范围的电源，具有较小的静态电流，在重载情况下具有较高的效率，噪声小。采用很小体积的外围元件就可获得满意的输出波形，这样便于降低电路成本及电路的尺寸。该电路PWM输出直接驱动N沟道场效应管驱动升压，宽电压供电2.2V-15V，宽工作频率50KHZ-1MHZ振荡频率，具有欠压保护功能、软启动及短路保护功能。
如图4所示，所述Buck降压电路利用XL4012降压芯片，输入电压范围由最低3.6伏特到最高30伏特,输出电压0.8V-23V可调整且输出电流可高达12A内部具有完整的系统保护功能包括可调式软启动、短路保护、过温度保护及可调式过电流保护功能,切换频率固定为260KHz。
如图5所示，所述控制电路还包括通断电切换装置，所述通断电切换装置由光耦及固态继电器相互连接构成。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，包括主供电电路、超级电容电池组，DC/DC变换模块和控制电路；所述主供电电路一端与市电连接，另一端分别通过二极管与超级电容电池组、DC/DC变换模块连接；所述控制电路的一端与DC/DC变换模块连接、另一端与超级电容电池组连接，所述主供电电路、超级电容电池组和DC/DC变换模块接公用接地端。
2.根据权利要求1所述的一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，所述控制电路还包括通断电切换装置。
3.根据权利要求2所述的一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，所述通断电切换装置由相互连接的光耦及固态继电器构成。
4.根据权利要求1所述的一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，所述主供电电路由相互连接的EMI滤波模块、整流模块、逆变模块、二次整流模块、控制模块及辅助电源模块构成。
5.根据权利要求4所述的一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，所述控制模块由相互连接的TL494电源芯片和LM393比较器构成。
6.根据权利要求1所述的一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，所述DC/DC变换模块包括Boost升压电路和buck降压电路。
7.根据权利要求6所述的一种计算机智能自保护供电电源，其特征在于，所述Boost升压电路采用GS3660升压芯片，所述Buck降压电路采用XL4012降压芯片。
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