CN116247928A

CN116247928A - 一种atx电源板

Info

Publication number: CN116247928A
Application number: CN202310209286.3A
Authority: CN
Inventors: 刘梦; 陈代英; 邹未栋; 罗旭; 钟航; 郝凯
Original assignee: CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd
Current assignee: CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd
Priority date: 2023-03-07
Filing date: 2023-03-07
Publication date: 2023-06-09

Abstract

本发明实施例公开了一种ATX电源板。该ATX电源板包括：至少一个直流电源输入端、至少一路供电电路和报警模块，每路供电电路对应连接一直流电源输入端；供电电路包括多个供电支路，其中各供电支路的输入端均与对应的直流电源输入端电连接；报警模块与各供电支路的输出端电连接，用于在任一供电支路的输出电压不满足对应的设定阈值要求时，发出报警提示。本发明实施例通过设置ATX电源板的电源输入端为直流电源输入端，使得ATX电源板可以直接连接直流电源，减小了ATX电源板的体积；通过设置报警模块与各供电支路的输出端电连接，在任一供电支路的输出电压不满足对应的设定阈值时，发出报警提示，提升ATX电源板的供电可靠性。

Description

一种ATX电源板

技术领域

本发明实施例涉及电源技术领域，尤其涉及一种ATX电源板。

背景技术

随着科技的发展，网络安全产品的可靠性要求越来越高。

工控机是一种常用的网络安全产品，其中ATX电源板被广泛应用与工控机，ATX电源板的作用是将输入电压转换为计算机内部使用的电压。

现有的ATX电源体积较大，且供电可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种ATX电源板，增加了ATX电源对外部输入电源的选择性，降低了ATX电源的体积，并可以提高供电可靠性。

本发明实施例提供了一种ATX电源板，包括：至少一个直流电源输入端、至少一路供电电路和报警模块，每路供电电路对应连接一直流电源输入端；供电电路包括多个供电支路，其中各供电支路的输入端均与对应的直流电源输入端电连接；报警模块与各供电支路的输出端电连接，用于在任一供电支路的输出电压不满足对应的设定阈值要求时，发出报警提示。

可选的，报警模块包括开关控制单元、开关单元和提示单元；开关控制单元的输入端与各供电支路的输出端分别电连接，开关控制单元的输出端与开关单元的控制端电连接，用于在任一供电支路的输出端的输出电压小于对应的设定阈值时，向开关单元输出导通控制信号；

可选的，开关控制单元包括与非门。

可选的，报警模块还包括继电器和外部电路控制单元，继电器的线圈连接在电源输入端和开关单元的第一端之间，继电器的常开触点的两端分别连接外部电路控制单元，外部电路控制单元用于在常开触点闭合时，控制自身连接的外部电路进行动作。

可选的，报警模块的电源输入端与一供电支路的输出端电连接。

可选的，至少两个直流电源输入端和至少两路供电电路；其中，各供电电路中，相同的供电支路的输出端相互连接。

可选的，直流电源输入端接入12V直流电源。

可选的，供电支路包括第一供电支路和第二供电支路，其中，第一供电支路包括第一电压转换电路，第一电压转换电路用于将直流电源输入端输入的直流电源电压转换为第一电压；第二供电支路包括第二电压转换电路，第二电压转换电路用于将直流电源输入端输入的直流电源电压转换为第二电压，其中第一电压与第二电压不相等。

可选的，ATX电源板，还包括电压检测模块，电压检测模块包括第一检测单元和第二检测单元，第一检测单元的输入端与第一供电支路的输出端电连接，第一检测单元的输出端连接电源连接器；第二检测单元的输入端与第二供电支路电连接，第二检测单元的输出端连接电源连接器；第一检测单元用于检测第一供电支路是否上电完成，第二检测单元用于检测第二供电支路是否上电完成。

可选的，供电电路还包括开关电路，开关电路包括控制端、输入端和输出端，其中开关电路的控制端连接电源连接器，开关电路的输入端与直流电源输入端电连接，开关电路的输出端与各供电支路的输入端电连接；开关电路用于根据自身控制端的信号控制自身输入端与自身输出端的导通状态。

可选的，供电电路还包括防护电路，开关电路通过防护电路与直流电源输入端电连接。

可选的，ATX电源板的高度小于或等于28毫米。

可选的，ATX电源板，包括一个直流电源输入端和一路供电电路，ATX电源板长小于或等于110毫米，宽小于或等于100毫米，高小于或等于28毫米。

本发明实施例的技术方案，通过设置ATX电源板的电源输入端为直流电源输入端，使得ATX电源板可以直接连接直流电源，而无需在ATX电源板中设置变压器等结构，减小了ATX电源板的体积，增加了ATX电源板对外部输入电源的选择性，进而提高了直流ATX电源板的通用性；通过设置报警模块与各供电支路的输出端电连接，在任一供电支路的输出电压不满足对应的设定阈值时，发出报警提示，能够及时提示ATX电源板的供电故障，从而方便维修，以保持计算机等设备的正常工作，提升ATX电源板的供电可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种ATX电源板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种ATX电源板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的报警模块的具体结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种ATX电源板的结构示意图；

图5是本发明示例例提供的又一种ATX电源板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施例提供了一种ATX电源板，图1为本发明实施例提供的一种ATX电源板的结构示意图。如图1所示，ATX电源板包括：至少一个直流电源输入端1和至少一路供电电路2和报警模块3，每路供电电路2对应连接一直流电源输入端1；供电电路2包括多个供电支路20，其中各供电支路20的输入端均与对应的直流电源输入端1电连接；报警模块3与各供电支路20的输出端电连接，用于在任一供电支路20的输出电压不满足对应的设定阈值要求时，发出报警提示。

ATX电源板作用是把输入电压转换为计算机内部使用的直流电，ATX电源板包括至少一路供电电路2，供电电路2用于传输和转换电能，其中供电电路2中不同供电支路20可以将输入电压转换为不同的电压，示例性的，供电电路2可以包括至少三个供电支路20，其中，供电支路可以为5V供电支路、3.3V供电支路或者12V供电支路。

直流电源输入端1用于电连接外部直流电源。直流电源输入端1可以接入不同电压的直流电源。示例性的，直流电源输入端1可以接入24V直流电源，还可以接入12V直流电源。本实施例中，ATX电源板通过直流电源输入端直接连接外部直流电源，因此在ATX电源板中不需要设置变压器等结构，减小了ATX电源板的体积，此外，外部直流电源可以是各种厂商生产的直流电源，增加了ATX电源板对外部输入电源的选择性，进一步提高直流ATX电源板的通用性。

报警模块3与各供电支路20的输出端电连接，在任一供电支路20的输出电压不满足对应的设定阈值要求时，发出报警提示。设定阈值是预先设定好的判断供电支路20是否发生故障的临界值。其中，不同供电支路20对应的设定阈值可以不同。示例性的，第一供电支路20的设定阈值可以为5V，第二供电支路20的设定阈值可以为3.3V，第三供电支路20的设定阈值可以为12V。报警模块3的报警提示形式可以是多种，相应的，报警模块3所包括的发出报警提示信号的提示单元可以是多种。示例性的，报警模块3所包括的发出报警提示信号的提示单元可以是发光二极管。

本实施例的技术方案，通过设置ATX电源板的电源输入端为直流电源输入端，使得ATX电源板可以直接连接直流电源，而无需在ATX电源板中设置变压器等结构，减小了ATX电源板的体积，增加了对ATX电源板外部输入直流电源的选择性，从而提高了直流ATX电源板的通用性；通过设置报警模块与各供电支路的输出端电连接，在任一供电支路的输出电压不满足对应的设定阈值时，发出报警提示，能够及时提示ATX电源板的供电故障，从而方便维修，以保持计算机等设备的正常工作，提升ATX电源板的供电可靠性。

图2为本发明实施例提供的另一种ATX电源板的结构示意图。

参考图2，在上述各实施例的基础上，可选的，报警模块3包括开关控制单元210、开关单元211和提示单元212。

开关控制单元210的输入端与各供电支路20的输出端分别电连接，开关控制单元210的输出端与开关单元211的控制端电连接，用于在任一供电支路20的输出端的输出电压小于对应的设定阈值时，向开关单元211输出导通控制信号。

开关单元211的第一端通过提示单元212连接报警模块3的电源输入端P5V_STBY，开关单元211的第二端接地；或者，开关单元211的第一端连接报警模块3的电源输入端P5V_STBY，开关单元211的第二端通过提示单元212接地。图2以开关单元211的第一端通过提示单元212连接报警模块3的电源输入端P5V_STBY，开关单元211的第二端接地为例。

参见图2，本发明实施例提供的报警模块3的工作过程为：ATX电源板的任一供电支路20出现故障时，即任一供电支路20的输出端的输出电压小于对应的设定阈值，开关控制单元210输出使开关单元211导通的有效电平信号，开关单元211响应该有效电平信号导通，提示单元212进行闪烁或者点亮，通过提示单元212是否闪烁或者点亮，能够及时提示ATX电源板的供电故障，从而方便维修，以保持计算机等设备的正常工作，提升ATX电源板的供电可靠性。

图3是本发明实施例提供的报警模块的具体结构示意图，参考图3，可选的，报警模块3还包括继电器K1和外部电路控制单元J4，继电器K1的线圈连接在电源输入端P5V_STBY和开关单元211的第一端之间，继电器K1的常开触点的两端分别连接外部电路控制单元J4，外部电路控制单元J4用于在常开触点闭合时，控制自身连接的外部电路进行动作。

可选的，外部电路控制单元J4包括但不限于采用接触器。外部电路可以是各种用电设备。示例性的，外部电路可以是指示灯。

可选的，继电器线圈两端可以反向并联第一二极管D4。第一二极管D4为续流二极管，用于保护开关单元211在继电器K1的线圈断开的瞬间不被继电器K1线圈两端产生的反向电动势所损坏。

其中，提示单元212与外部电路控制单元J4之间的连接线以及外部电路控制单元J4与外部电路之间的连接线可以调节长度，进而适配外部不同位置的需求。

可选的，开关控制单元210包括与非门U4。开关单元211包括三极管Q2。

具体的，与非门U4的第一引脚NC悬空，第二引脚A(输入端)与各供电支路20的输出端分别电连接且经过第二电阻R36后与电源输入端P5V_STBY连接，第三引脚GND与接地端连接，第五引脚VCC与电源输入端P5V_STBY连接经过第一电容C14后接地，第六引脚Y(输出端)经第一电阻R7后与三极管Q2的控制端电连接。

三极管Q2的第一端与提示单元212的第一端连接，三极管Q2的第二端接地。

继电器K1的线圈连接在电源输入端P5V_STBY和三极管Q2的第一端之间，继电器K1的常开触点的两端分别连接外部电路控制单元J4，外部电路控制单元J4用于在常开触点闭合时，控制自身连接的外部电路进行动作。

继续参见图3，本发明实施例提供的报警模块3的工作原理具体如下：

(1)ATX电源板的供电支路20全部正常工作时，即任一供电支路20的输出端的输出电压大于等于对应的设定阈值，与非门U4输出低电平信号，三极管Q2关断，提示单元212不工作，继电器K1不工作。

(2)ATX电源板的任一供电支路20出现故障时，即任一供电支路20的输出端的输出电压小于对应的设定阈值，与非门U4输出高电平信号，三极管Q2导通，提示单元212进行闪烁或持续点亮，继电器K1的线圈得电，继电器K1的常开触点闭合，与继电器K1常开触点连接的外部电路控制单元J4开始工作，控制自身连接的外部电路进行动作。

图4为本发明实施例提供的又一种ATX电源板的结构示意图。在上述各实施例的基础上，参考图4，可选的，ATX电源板包括至少两个直流电源输入端1和至少两路供电电路2；其中，各供电电路2中，相同的供电支路20的输出端相互连接。

图4示例性的给出了ATX电源板包括两个直流电源输入端1和两路供电电路2的情况，其中一个直流电源输入端1接入第一直流电源DC12VI，另一个接入第二直流电源DC12VII。ATX电源板通过采用冗余电路，可以提高ATX电源板供电的可靠性，某一路出现问题，另外一路仍然可以正常供电，同时发出报警提示；通过对防护电路、开关电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路以及电压检测模块电路的设计以及芯片的选型可以使一路第三供电支路提供10A带载能力，一路第一供电支路提供20A的带载能力，一路第二供电支路提供20A的带载能力。

供电支路20包括第一供电支路201和第二供电支路202，其中，第一供电支路201包括第一电压转换电路50，第一电压转换电路50用于将直流电源输入端1输入的直流电源电压转换为第一电压；第二供电支路202包括第二电压转换电路51，第二电压转换电路51用于将直流电源输入端1输入的直流电源电压转换为第二电压，其中第一电压与第二电压不相等。

可选的，第一供电支路201为5V供电支路。第二供电支路202为3.3V供电支路。第一电压转换电路50和第二电压转换电路51可以是由TPS40170降压芯片及其外围电路构成的电路，通过调节外围电路的元器件参数以及对元器件进行选型，可以提高第一供电支路201以及第二供电支路202的带载能力。第一电压转换电路50用于将12V电压转换为5V电压给计算机供电。第二电压转换电路51用于将12V电压转换为3.3V电压给计算机供电。

供电电路2还包括第三供电支路203。第三供电支路203为12V供电支路。

供电电路2还包括理想二极管电路52，用于将相同的供电支路20进行合路。理想二极管电路52输出的PG信号为计算机开机自检启动信号。PG信号是为了防止计算机开机时各路输出电路时序不定，CPU或各部分未进入初始化状态造成工作错误及突然停电而设置的信号。计算机正常工作时PG信号为高电平。

继续参考图4，可选的，ATX电源板还包括电压检测模块4，电压检测模块4包括第一检测单元40和第二检测单元41，第一检测单元40的输入端与第一供电支路201的输出端电连接，第一检测单元40的输出端连接电源连接器60；第二检测单元41的输入端与第二供电支路202电连接，第二检测单元41的输出端连接电源连接器60；第一检测单元40用于检测第一供电支路201是否上电完成，第二检测单元41用于检测第二供电支路202是否上电完成。

当上电完成后，第一检测单元40和第二检测单元41输出的P-0K信号给电源连接器60，电源连接器60用于将ATX电源板与计算机进行连接。各供电支路20通过电源连接器60输出给计算机供电。电源连接器60的接口可以是20引脚的，还可以是24引脚的。电源连接器60将P-OK信号反馈给计算机。通过第一检测单元40和第二检测单元41输出的P-0K信号计算机可以判断ATX电源板是否可以正常使用。示例性的，第一检测单元40和第二检测单元41输出的P-0K信号如果在2V以上，那么ATX电源板可以正常使用；如果P-OK信号输出在1V以下时，ATX电源板将不能保证计算机系统的正常工作。

供电电路2还包括开关电路22，开关电路22包括控制端、输入端和输出端，其中开关电路22的控制端连接电源连接器60，开关电路22的输入端与直流电源输入端1电连接，开关电路22的输出端与各供电支路20的输入端电连接；开关电路22用于根据自身控制端的信号控制自身输入端与自身输出端的导通状态。

开关电路22通过计算机输入的POWER-ON/OFF信号控制自身输入端与自身输出端的导通状态。具体的，当计算机输入的POWER-ON/OFF信号为高电平时开关电路22不打开，当计算机输入的POWER-ON/OFF信号为低电平时开关电路22导通，给电源连接器60连接的计算机以及各供电支路20提供12V的电。

可选的，供电电路2还包括防护电路23，开关电路22通过防护电路23与直流电源输入端1电连接。防护电路23用于防止冲击电压，保护供电电路2中的精密元器件免受损坏。防护电路23可以是包括保险丝和瞬态抑制二极管的电路。

供电电路2还包括第四电压转换电路24，第四电压转换电路24用于将输入的直流电压转换为第四电压。第四电压可以不间断地供应给计算机非常微小的电流，使计算机总处于待机状态。第四电压转换电路24同时给报警模块3供电。

继续参见图4，图4中示意性示例了ATX电源板包括两路供电电路的情况，本发明实施例提供的ATX电源板的工作过程具体如下：

第一直流电源输入端DC12VI和第二直流电源输入端DC12VII分别接入12V直流电源，其中第一直流电源输入端DC12VI连接一路供电电路，其中第二直流电源输入端DC12VII连接一路供电电路，每路供电电路2均包括防护电路23，开关电路22、第四电压转换电路24以及三路供电支路20。在第一路供电电路2中，12V直流电经防护电路23分别进入第四电压转换电路24，然后经过第三二极管D1、第四二极管D2后合路输出第四电压给电源连接器60，同时第四电压(与报警模块的电源输入端P5V_STBY连接)给报警模块3电路供电。

防护电路23输出端连接开关电路22，开关电路22通过计算机输入的POWER-ON/OFF信号来实现对直流电源输入端接入的12V电压的开关控制，当开关电路22闭合时，第一直流电源输入端DC12VI接入的12V电压通过理想二极管电路52输出第三供电支路203到电源连接器60。

第一直流电源输入端DC12VI接入的12V直流电压经过第一电压转换电路50转化为5V的电压，再经过理想二极管电路52输出第一供电支路201到电源连接器60。

第一直流电源输入端DC12VI接入的12V直流电压经过第二电压转换电路51转化为3.3V的电压，再经过理想二极管电路52输出第二供电支路202到电源连接器60。

结合图3和图4，理想二极管电路52的输出端(各供电支路20的输出端)与报警模块3中的开关控制单元211的输入端电连接。当理想二极管电路52输出的PG信号全部为高电平时，报警模块3中的提示单元212不闪烁或者持续点亮，继电器K1不工作；当理想二极管电路52输出的PG信号有一个为低电平时，报警模块3中的提示单元212闪烁或者持续点亮，继电器K1的线圈得电，常开触点闭合，外部电路控制单元J4开始控制自身连接的外部电路进行动作。

本发明实施例的ATX电源板的高度小于或等于28毫米，从而可以将ATX电源板放入1U高度的工控机。

图5为本发明实施例提供的又一种ATX电源板的结构示意图，本实施例在上述各实施例的基础上，参考图5，ATX电源板包括一个直流电源输入端1和一路供电电路2，ATX电源板长小于或等于110毫米，宽小于或等于100毫米，高小于或等于28毫米。

可理解的是，一个直流电源输入端1和一路供电电路2的ATX电源板可以不设置图4所示的理想二极管电路52，因为一路供电电路2不需要进行合路。同时ATX电源板的长和宽会随着供电电路2的改变而改变，但是高度均小于或等于28毫米，可以使ATX电源板的长和宽进一步减小，从而使得ATX电源板体积进一步减小，更有利于放入1U高度的工控机。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种ATX电源板，其特征在于，包括：至少一个直流电源输入端、至少一路供电电路和报警模块，每路所述供电电路对应连接一所述直流电源输入端；

所述供电电路包括多个供电支路，其中各所述供电支路的输入端均与对应的所述直流电源输入端电连接；

所述报警模块与各所述供电支路的输出端电连接，用于在任一所述供电支路的输出电压不满足对应的设定阈值要求时，发出报警提示。

2.根据权利要求1所述的ATX电源板，其特征在于，所述报警模块包括开关控制单元、开关单元和提示单元；

所述开关控制单元的输入端与各所述供电支路的输出端分别电连接，所述开关控制单元的输出端与所述开关单元的控制端电连接，用于在任一所述供电支路的输出端的输出电压小于对应的设定阈值时，向所述开关单元输出导通控制信号；

所述开关单元的第一端通过所述提示单元连接所述报警模块的电源输入端，所述开关单元的第二端接地；或者，所述开关单元的第一端连接所述报警模块的电源输入端，所述开关单元的第二端通过所述提示单元接地。

3.根据权利要求2所述的ATX电源板，其特征在于，所述开关控制单元包括与非门。

4.根据权利要求2所述的ATX电源板，其特征在于，所述报警模块还包括继电器和外部电路控制单元，所述继电器的线圈连接在所述电源输入端和所述开关单元的第一端之间，所述继电器的常开触点的两端分别连接所述外部电路控制单元，所述外部电路控制单元用于在所述常开触点闭合时，控制自身连接的外部电路进行动作。

5.根据权利要求1所述的ATX电源板，其特征在于，至少两个直流电源输入端和至少两路供电电路；其中，各所述供电电路中，相同的所述供电支路的输出端相互连接。

6.根据权利要求1所述的ATX电源板，其特征在于，所述直流电源输入端接入12V直流电源。

7.根据权利要求1所述的ATX电源板，其特征在于，所述供电支路包括第一供电支路和第二供电支路，其中，所述第一供电支路包括第一电压转换电路，所述第一电压转换电路用于将所述直流电源输入端输入的直流电源电压转换为第一电压；所述第二供电支路包括第二电压转换电路，所述第二电压转换电路用于将所述直流电源输入端输入的直流电源电压转换为第二电压，其中所述第一电压与所述第二电压不相等。

8.根据权利要求7所述的ATX电源板，其特征在于，还包括电压检测模块，所述电压检测模块包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元的输入端与所述第一供电支路的输出端电连接，所述第一检测单元的输出端连接电源连接器；所述第二检测单元的输入端与所述第二供电支路电连接，所述第二检测单元的输出端连接所述电源连接器；所述第一检测单元用于检测所述第一供电支路是否上电完成，所述第二检测单元用于检测所述第二供电支路是否上电完成。

9.根据权利要求1所述的ATX电源板，其特征在于，所述供电电路还包括开关电路，所述开关电路包括控制端、输入端和输出端，其中所述开关电路的控制端连接电源连接器，所述开关电路的输入端与所述直流电源输入端电连接，所述开关电路的输出端与各所述供电支路的输入端电连接；所述开关电路用于根据自身控制端的信号控制自身输入端与自身输出端的导通状态。

10.根据权利要求1所述的ATX电源板，其特征在于，所述ATX电源板高度小于或等于28毫米。

11.根据权利要求10所述的ATX电源板，其特征在于，包括一个直流电源输入端和一路供电电路，所述ATX电源板长小于或等于110毫米，宽小于或等于100毫米，高小于或等于28毫米。