CN114546092A

CN114546092A - 一种计算机智能供电系统

Info

Publication number: CN114546092A
Application number: CN202210187708.7A
Authority: CN
Inventors: 李晓辉
Original assignee: Chengde Petroleum College
Current assignee: Chengde Petroleum College
Priority date: 2022-02-28
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2042-02-28
Also published as: CN114546092B

Abstract

本发明公开了一种计算机智能供电系统，涉及电源控制技术领域，包括：所述输入电源调节模块，用于处理输入电能并输出；辅助电源模块，用于提供辅助电源；尖峰浪涌抑制模块，用进行尖峰浪涌抑制；耐压浪涌抑制模块，用于进行耐压浪涌抑制；掉电检测模块，用于检测是否掉电；智能控制模块，用于接收信号并控制模块工作；电压转换模块，用于电压变换并多路输出；供电时序控制模块，用于延时输出脉冲信号并控制电压转换模块的延时输出。本发明计算机智能供电系统采用尖峰浪涌抑制和耐压浪涌抑制提高计算机供电的稳定性，辅助电源模块为计算机提高辅助电能，并延时控制计算机内部不同芯片所需的供电时间，起到计算机芯片同时工作的效果。

Description

一种计算机智能供电系统

技术领域

本发明涉及电源控制技术领域，具体是一种计算机智能供电系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，计算机已经成为生活中必不可少的一部分，计算机给人们的工作和生活带来了极大的便利，计算机在正常工作需要其电源电压的稳定提供，稳定的电压为计算机提供稳定的工作环境，提高计算机的工作效率，并且计算机内部由多种芯片共同组成，由于所需的供电电源要求不同，芯片之间的启动时间不同，多路的供电方式无法同时控制芯片的启动，导致计算机出现错误的工作状态，加载失败甚至死机的情况，除此之外，计算机的供电单一，主电源意外断电后将直接失去供电源，容易造成计算机的数据丢失和损坏。

发明内容

本发明实施例提供一种计算机智能供电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例中，提供一种计算机智能供电系统，该计算机智能供电系统包括：输入电源调节模块，辅助电源模块，尖峰浪涌抑制模块，耐压浪涌抑制模块，掉电检测模块，智能控制模块，电压转换模块，供电时序控制模块；

所述输入电源调节模块，用于将输入的电能进行整流滤波处理并输出直流电，用于将所述直流电进行第一次DC-DC变换处理并输出；

所述辅助电源模块，与所述输入电源调节模块连接，用于为计算机提供辅助电能，与所述智能控制模块连接，用于控制辅助电源的供电；

所述尖峰浪涌抑制模块，与所述输入电源调节模块连接，用于在所述输入电源调节模块上电的瞬间快速并重复地对其输出的电能进行尖峰浪涌抑制；

所述耐压浪涌抑制模块，与所述尖峰浪涌抑制模块和辅助电源模块连接，用于将所述尖峰浪涌抑制模块输出的电能和所述辅助电源模块输出的电能进行耐压浪涌抑制；

所述掉电检测模块，与输入电源调节模块和智能控制模块连接，用于检测所述输入电源调节模块输出的直流电情况并输出掉电信号；

所述智能控制模块，用于接收各个模块输出的信号，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

所述电压转换模块，与耐压浪涌抑制模块和智能控制模块连接，用于将所述耐压浪涌抑制模块输出的电能和智能控制模块输出的控制信号并进行第二次DC-DC转换，用于多路输出第二次DC-DC转换后的电能；

所述供电时序控制模块，与所述智能控制模块和电压转换模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的控制信号并延时输出脉冲信号控制所述电压转换模块的工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明计算机智能供电系统采用尖峰浪涌抑制模块和耐压浪涌抑制模块对计算机上电输入的电能进行尖峰浪涌抑制和过压浪涌抑制，提高计算机供电的安全性和稳定性，辅助电源模块为计算机提高辅助电能，避免掉电时计算机内部芯片由于突然停工而给计算机到来运行负担和损坏，通过电压转换模块将处理后的电能分为多路计算机所需的电能，并根据供电时序控制模块延时控制不同芯片所需的供电时间，起到芯片同时工作的效果，避免计算机出现错误的工作状态，加载失败甚至死机的情况，提高计算机的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的计算机智能供电系统的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的计算机智能供电系统的电路图。

图3为本发明实例提供的掉电检测模块和供电时序控制模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种计算机智能供电系统包括：输入电源调节模块1，辅助电源模块2，尖峰浪涌抑制模块3，耐压浪涌抑制模块4，掉电检测模块5，智能控制模块6，电压转换模块7，供电时序控制模块8；

具体地，所述输入电源调节模块1，用于将输入的电能进行整流滤波处理并输出直流电，用于将所述直流电进行第一次DC-DC变换处理并输出；

辅助电源模块2，与所述输入电源调节模块1连接，用于为计算机提供辅助电能，与所述智能控制模块6连接，用于控制辅助电源的供电；

尖峰浪涌抑制模块3，与所述输入电源调节模块1连接，用于在所述输入电源调节模块1上电的瞬间快速并重复地对其输出的电能进行尖峰浪涌抑制；

耐压浪涌抑制模块4，与所述尖峰浪涌抑制模块3和辅助电源模块2连接，用于将所述尖峰浪涌抑制模块3输出的电能和所述辅助电源模块2输出的电能进行耐压浪涌抑制；

掉电检测模块5，与输入电源调节模块1和智能控制模块6连接，用于检测所述输入电源调节模块1输出的直流电情况并输出掉电信号；

智能控制模块6，用于接收各个模块输出的信号，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

电压转换模块7，与耐压浪涌抑制模块4和智能控制模块6连接，用于将所述耐压浪涌抑制模块4输出的电能和智能控制模块6输出的控制信号并进行第二次DC-DC转换，用于多路输出第二次DC-DC转换后的电能；

供电时序控制模块8，与所述智能控制模块6和电压转换模块7连接，用于接收所述智能控制模块6输出的控制信号并延时输出脉冲信号控制所述电压转换模块7的工作。

在具体实施例中，上述输入电源调节模块1可采用整流器、滤波电路和DC-DC转换电路实现对输入电能的处理；上述辅助电源模块2可采用辅助电源电路为计算机提供辅助电能，并由智能控制模块6控制其工作；上述尖峰浪涌抑制模块3可采用串联MOS管电路实现输入尖峰浪涌抑制；上述耐压浪涌抑制模块4可采压敏电阻和双向瞬态二极管提高对电源的耐压浪涌抑制；上述掉电检测模块5采用三极管检测电路继而判断上述输入控制模块是否出现断电现象；上述智能控制模块6可采用，但并不限于单片机、数字信号处理单元（DSP）等微控制器实现对信号的处理并控制各个模块的工作；上述电压转换模块7可采用DC-DC转换电路调节输出电能并多路输出；上述供电时序控制模块8可采用功率管延时电路控制电压转换模块7输出电压的时间。

在本实施例中，请参阅图2,，所述输入电源调节模块1包括市压、整流滤波单元101、前级DC-DC转换单元102；

具体地，所述整流滤波单元101，用于将所述市压输出的电能进行整流滤波处理并输出直流电；

前级DC-DC转换单元102，用于将所述直流电进行第一次DC-DC变换处理并输出；

该市压的输出端通过整流滤波单元101连接前级DC-DC转换单元102的输入端。

在具体实施例中，上述整流滤波单元101可采用全桥式整流器和滤波器实现整流和滤波，具体不做赘述；上述前级DC-DC转换单元102可采用DC-DC转换电路，具体电路根据所需的转换电能自行选择，在此不做赘述。

进一步地，所述尖峰浪涌抑制模块3包括第一电阻R1、第一电容C1、第一稳压管VD1、第二电阻R2、第一开关管N1、第三电阻R3、第二稳压管VD2、第二电容C2、第一功率管VT1、第七电阻R7、第六电阻R6、第三电容C3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六二极管D6；

具体地，所述第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端均连接第一稳压管VD1的阳极和第一开关管N1的基极，第一开关管N1的集电极通过第二电阻R2连接第三电阻R3的一端、第二稳压管VD2的阴极、第二电容C2的一端和第六电阻R6的一端，第一开关管N1的发射极连接第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端并通过第三电容C3连接第五电阻R5的另一端、第一功率管VT1的漏极和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端、第一功率管VT1的源极、第二电容C2的另一端、第二稳压管VD2的阳极、第三电阻R3的另一端、第一电容C1的另一端、第一电阻R1的另一端均接地，第一稳压管VD1的阴极和第四电阻R4的另一端均连接所述前级DC-DC转换单元102的第一输出端和第六二极管D6的阳极。

在具体实施例中，上述第一开关管N1可选用NPN型三极管；所述第一功率管VT1可选用N沟道增强型金氧半场效应管（MOSFET）。

进一步地，所述所述辅助电源模块2包括充电适配器、辅助电源、第五二极管D5和开关控制单元201；

具体地，所述开关控制单元201，用于接收所述智能控制模块6输出的控制信号并控制辅助电源的供电；

该充电适配器的一端连接所述前级DC-DC转换单元102的第一输出端，充电适配器的另一端通过辅助电源连接开关控制单元201的一端，开关控制单元201的另一端连接第五二极管D5的阳极，第五二极管D5的阴极与所述第六二极管D6的阴极连接。

在具体实施例中，上述辅助电源可采用锂电池；上述充电适配器根据辅助电源的型号进行选择，具体型号不做限定；上述开关控制单元201可采用隔离功率管驱动控制电路，由智能控制模块6输出的控制信号控制，在此不做赘述。

进一步地，所述耐压浪涌抑制模块4包括压敏电阻RV、晶体管TVS、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；

具体地，所述压敏电阻RV的一端和第八电阻R8的一端均与所述第六二极管D6的阴极连接，压敏电阻RV的另一端和第九电阻R9的一端均连接所述第一功率管VT1的漏极，第八电阻R8的另一端连接第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极，第九电阻R9的另一端连接第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极，第三二极管D3的阴极和第一二极管D1的阴极均连接晶体管TVS的一端，第二二极管D2的阴极和第四二极管D4的阴极均连接晶体管TVS的另一端。

在具体实施例中，上述晶体管TVS可选用双向瞬态二极管，配合压敏电阻RV、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4进行过压浪涌抑制。

进一步地，所述电压转换模块7包括二次DC-DC转换单元701和多路输出单元702；

具体地，所述二次DC-DC转换单元701，用于将所述耐压浪涌抑制模块4输出的电能进行第二次DC-DC转换；

多路输出单元702，用于将所述二次DC-DC转换单元701输出的电能进行多路输出；

该二次DC-DC转换单元701的第一输入端连接第二二极管D2的阳极，二次DC-DC转换单元701的第二输入端连接所述第四二极管D4的阳极，二次DC-DC转换单元701的输出端与多路输出单元702的输入端连接。

在具体实施例中，上述二次DC-DC转换单元701可采用开关电源电路，具体不做赘述；上述多路输出单元702采用多路恒压输出电路实现计算机多电源的供电需求，在此不做赘述。

在本实施例中，请参阅图3，所述掉电检测模块5包括第七二极管D7、第十电阻R10、第二开关管N2、第四电容C4、第十一电阻R11、第三开关管N3、第十二电阻R12、第一电源VCC1；所述智能控制模块6包括第一控制器U1；

具体地，所述第七二极管D7的阳极和第十电阻R10的一端均与所述整流滤波单元101连接，第七二极管D7的阴极连接第二开关管N2的发射极并通过第四电容C4接地，第十电阻R10的另一端连接第二开关管N2的基极，第二开关管N2的集电极通过第十一电阻R11连接第三开关管N3的基极，第三开关管N3的发射极接地，第三开关管N3的集电极连接第一控制器U1的第一IO端并通过第十二电阻R12连接第一电源VCC1。

在具体实施例中，上述第二开关管N2可选用PNP型三极管，第三开关管N3可选用NPN型三极管；上述第一控制器U1可选用STM32系列单片机。

进一步地，所述供电时序控制模块8包括第二功率管VT2、第三功率管VT3、第四功率管VT4、第五功率管VT5、第六功率管VT6、第七功率管VT7、第五电容C5、第八功率管VT8、反相器U2、第九功率管VT9、第二电源VCC2；

具体地，所述第二功率管VT2的漏极、第二功率管VT2的栅极和第三功率管VT3的栅极均与所述第一控制器U1的第二IO端连接，第二功率管VT2的源极和第三功率管VT3的源极均连接第二电源VCC2，第三功率管VT3的漏极连接第四功率管VT4的源极，第四功率管VT4的栅极和第五功率管VT5的栅极均连接反相器U2的输出端和第九功率管VT9的栅极，第四功率管VT4的漏极连接第五功率管VT5的漏极、第五电容C5的一端、第八功率管VT8的漏极和反相器U2的输入端，第五功率管VT5的源极连接第七功率管VT7的漏极，第七功率管VT7的栅极、第六功率管VT6的漏极和第六功率管VT6的栅极均连接第一控制器U1的第四IO端，第六功率管VT6的源极、第七功率管VT7的源极、第五电容C5的另一端和第八功率管VT8的源极均接地，第九功率管VT9的漏极连接所述多路输出单元702的输出端，第九功率管VT9的源极作为电能输出端。

在具体实施例中，上述第二功率管VT2、第三功率管VT3和第四功率管VT4均选用P沟道MOSFET，第五功率管VT5、第六功率管VT6、第七功率管VT7、第八功率管VT8和第九功率管VT9均可选用N沟道MOSFET；上述第五电容C5选用储能电容；上述反相器U2可选用施密特触发器。

本发明一种计算机智能供电系统，通过输入电源调节模块1对输入的交流电进行整流滤波和DC-DC变换处理并输出直流电，输出的直流电传输给尖峰浪涌抑制模块3和辅助电源模块2，通过尖峰浪涌抑制模块3进行尖峰浪涌抑制，再通过耐压浪涌抑制模块4进行过压浪涌抑制，最终将电能通过电压转换模块7进行DC-DC变换并多路输出，辅助电源模块2进行储能并为计算机提供辅助电能，并且智能控制模块6通过控制供电时序控制模块8的工作，使得电压转换模块7输出的电能延时与计算机内部的部件连接，确保计算机内部部件同时工作，掉电检测模块5检测输入电源调节模块1的断电情况，在断电时，智能控制模块6将控制辅助电源模块2继续为计算机提供电能，其中在尖峰浪涌抑制模块3中，当计算机上电，第三电容C3充电，第一开关管N1导通，第二开关管N2开始充电，使得第一功率管VT1源极和漏极之间的电压缓慢下降，流过第六二极管D6的电压缓慢上升，以此抑制尖峰浪涌，耐压浪涌抑制模块4中压敏电阻RV、晶体管TVS、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4共同抑制过压浪涌，最终通过电压转换模块7输出多路稳定电压，为保证输出的电压能够通过启动计算机内部部件的工作，由供电时序控制模块8进行延时输出，具体是在供电时序控制模块8中，第二功率管VT2到第八功率管VT8和第五电容C5构成振荡电路，由第一控制器U1的第三IO端输出使能指令，第四功率管VT4导通，第五电容C5开关充电，当第五电容C5电压上升到反相器U2的触发电压时，反相器U2反相，第五功率管VT5带通，第五电容C5、第二功率管VT2和第三功率管VT3构成电流沉放电，第五电容C5的电压下降，反相器U2输入为低电平，输出为高电平，继而控制第四功率管VT4导通，继而产生脉冲信号，控制第九功率管VT9的导通，其中延时的时间取决于第五电容C5，相关人员可根据计算机内部各部件的启动时间选定第五电容C5，继而对输出的电能进行一定的延时控制，实现计算机部件的同时其中，掉电检测模块5中，第二开关管N2检测到掉电信号则导通，第三开关管N3导通，第一控制器U1的第一IO端输入低电平，第一控制器U1便控制开关控制单元201工作，控制辅助电源的切入，实现断电后的短暂辅助供电。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种计算机智能供电系统，其特征在于：

该计算机智能供电系统包括：输入电源调节模块，辅助电源模块，尖峰浪涌抑制模块，耐压浪涌抑制模块，掉电检测模块，智能控制模块，电压转换模块，供电时序控制模块；

2.根据权利要求1所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述输入电源调节模块包括市压、整流滤波单元、前级DC-DC转换单元；

所述整流滤波单元，用于将所述市压输出的电能进行整流滤波处理并输出直流电；

所述前级DC-DC转换单元，用于将所述直流电进行第一次DC-DC变换处理并输出；

所述市压的输出端通过整流滤波单元连接前级DC-DC转换单元的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述尖峰浪涌抑制模块包括第一电阻、第一电容、第一稳压管、第二电阻、第一开关管、第三电阻、第二稳压管、第二电容、第一功率管、第七电阻、第六电阻、第三电容、第四电阻、第五电阻、第六二极管；

所述第一电阻的一端和第一电容的一端均连接第一稳压管的阳极和第一开关管的基极，第一开关管的集电极通过第二电阻连接第三电阻的一端、第二稳压管的阴极、第二电容的一端和第六电阻的一端，第一开关管的发射极连接第四电阻的一端和第五电阻的一端并通过第三电容连接第五电阻的另一端、第一功率管的漏极和第七电阻的一端，第七电阻的另一端、第一功率管的源极、第二电容的另一端、第二稳压管的阳极、第三电阻的另一端、第一电容的另一端、第一电阻的另一端均接地，第一稳压管的阴极和第四电阻的另一端均连接所述前级DC-DC转换单元的第一输出端和第六二极管的阳极。

4.根据权利要求3所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述所述辅助电源模块包括充电适配器、辅助电源、第五二极管和开关控制单元；

所述开关控制单元，用于接收所述智能控制模块输出的控制信号并控制辅助电源的供电；

所述充电适配器的一端连接所述前级DC-DC转换单元的第一输出端，充电适配器的另一端通过辅助电源连接开关控制单元的一端，开关控制单元的另一端连接第五二极管的阳极，第五二极管的阴极与所述第六二极管的阴极连接。

5.根据权利要求3所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述耐压浪涌抑制模块包括压敏电阻、晶体管、第八电阻、第九电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；

所述压敏电阻的一端和第八电阻的一端均与所述第六二极管的阴极连接，压敏电阻的另一端和第九电阻的一端均连接所述第一功率管的漏极，第八电阻的另一端连接第一二极管的阳极和第二二极管的阳极，第九电阻的另一端连接第三二极管的阳极和第四二极管的阳极，第三二极管的阴极和第一二极管的阴极均连接晶体管的一端，第二二极管的阴极和第四二极管的阴极均连接晶体管的另一端。

6.根据权利要求5所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述掉电检测模块包括第七二极管、第十电阻、第二开关管、第四电容、第十一电阻、第三开关管、第十二电阻、第一电源；所述智能控制模块包括第一控制器；

所述第七二极管的阳极和第十电阻的一端均与所述整流滤波单元连接，第七二极管的阴极连接第二开关管的发射极并通过第四电容接地，第十电阻的另一端连接第二开关管的基极，第二开关管的集电极通过第十一电阻连接第三开关管的基极，第三开关管的发射极接地，第三开关管的集电极连接第一控制器的第一IO端并通过第十二电阻连接第一电源。

7.根据权利要求6所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述电压转换模块包括二次DC-DC转换单元和多路输出单元；

所述二次DC-DC转换单元，用于将所述耐压浪涌抑制模块输出的电能进行第二次DC-DC转换；

所述多路输出单元，用于将所述二次DC-DC转换单元输出的电能进行多路输出；

所述二次DC-DC转换单元的第一输入端连接第二二极管的阳极，二次DC-DC转换单元的第二输入端连接所述第四二极管的阳极，二次DC-DC转换单元的输出端与多路输出单元的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的一种计算机智能供电系统，其特征在于，所述供电时序控制模块包括第二功率管、第三功率管、第四功率管、第五功率管、第六功率管、第七功率管、第五电容、第八功率管、反相器、第九功率管、第二电源；

所述第二功率管的漏极、第二功率管的栅极和第三功率管的栅极均与所述第一控制器的第二IO端连接，第二功率管的源极和第三功率管的源极均连接第二电源，第三功率管的漏极连接第四功率管的源极，第四功率管的栅极和第五功率管的栅极均连接反相器的输出端和第九功率管的栅极，第四功率管的漏极连接第五功率管的漏极、第五电容的一端、第八功率管的漏极和反相器的输入端，第五功率管的源极连接第七功率管的漏极，第七功率管的栅极、第六功率管的漏极和第六功率管的栅极均连接第一控制器的第四IO端，第六功率管的源极、第七功率管的源极、第五电容的另一端和第八功率管的源极均接地，第九功率管的漏极连接所述多路输出单元的输出端，第九功率管的源极作为电能输出端。