CN201503570U - 一种准零功耗待机的电脑电源 - Google Patents

Abstract

一种准零功耗待机的电脑电源，包括ATX电源、交流输出插座、待机控制电路，待机控制电路包括储能电容、继电器控制电路和电压触发电路，储能电容连接在电源SB线和地线之间，继电器控制电路与储能电容并联，触发电路的输出端与继电器控制电路连接；电源的PS-ON线也与继电器控制电路连接；继电器的输出端与按钮开关并联后串联在ATX电源的交流输入电路中；交流输出插座与ATX电源并联，优点是：在电脑待机或关机的时候，可以自动切断ATX电源和外围设备的交流电路，由储能电容为主板持续供电，从而基本消除了电源本身和电脑外围设备的待机能耗，在开机时又能自动接通交流电路，既方便又节能；控制电路结构简单，成本低，易于实施。

Description

一种准零功耗待机的电脑电源

技术领域

本实用新型属于电脑电源领域，尤其涉及一种可控制电脑及其周边设备待机功耗的电脑电源。

背景技术

电脑在待机或关机时，大部分人没有拔掉插头或关闭插座的开关的习惯，如果不拔掉插头或关闭插座的开关，则ATX电脑电源本身、电脑的主板、显示器、打印机、ADSL、音箱等设备都还在耗电，经测试各设备的待机电耗如下：ATX电源本身约4W、电脑的主板不足0.7W，显示器约8W，打印机约12W，ADSL约4W，音箱4W，通过分析这些部件或设备耗电的作用可以看出，在电脑待机或关机时只有电脑主板的电耗是有效电耗，用于保持键盘鼠标唤醒和远程开机等功能，而ATX电源本身、显示器、打印机、ADSL、音箱的电耗都是无效电耗，因此电脑待机时有效电耗只有约0.7W，关机时上述电耗全为无效电耗，所有无效电耗累加起来一般都超过25W，如果每台电脑平均每天待机和关机的时间累计为16小时，无效电耗仅按平均15W计算，则每天耗电0.24度，每年待机耗电约88度，全国7000多万台电脑，每年的待机耗电量超过60亿度。

在已有的技术条件下，把电脑的待机能耗降低到最理想的情况应该是：只保留有效电耗，消除所有无效电耗，即只保留主板的待机电耗，以保证其具有唤醒开机功能。

申请号为200720131610.0的中国专利提供了一种电脑待机零耗电控制装置，实现了电脑关机时可以切断交流电源的功能，达到关机时电脑和外围设备零功耗的目的，其不足之处在于该装置使电脑失去了待机功能，当用鼠标点击关机界面的“待机”或“关闭”按钮后，该装置便切断交流电路，导致无法使用键盘、鼠标唤醒和远程开机功能，只能手动开机，使电脑功能缺失，另外该装置使用电话线供电使电脑的接线变得比较复杂；市场上还有一些具有遥控开关功能的插座，关机时也可以切断电源，其不足之处在于结构复杂，成本较高，在待机时该装置本身也存在电耗。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型的目的是使电脑在待机或关机时能自动切断电脑电源本身和外围设备的交流电路，切断交流电路后还能继续给主板供电以保证电脑具有键盘、鼠标唤醒和远程开机功能，在开机时又能自动接通交流电路，从而消除无效待机功耗，节约能源。

一种准零功耗待机的电脑电源，包括ATX电源、复位按钮开关、交流输出插座和待机控制电路，其特征在于：待机控制电路包括储能电容、继电器控制电路和电压触发电路，储能电容连接在ATX电源的+5VSB电源线和接地线之间；继电器控制电路包括继电器和双控开关电路，继电器输入端和双控开关电路串联后与储能电容并联；电压触发电路和储能电容并联，触发电路的输出端与双控开关电路的一个控制端连接，ATX电源的PS-ON信号线与双控开关电路的另一个控制端连接；继电器的输出端与复位按钮开关并联后串联在ATX电源的交流输入电路中；交流输出插座与ATX电源并联。

本实用新型的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征还在于：所述电压触发电路包括二极管、提供参考电压的电容和电压比较电路，二极管的阳极接+5VSB电源线，二极管的阴极接提供参考电压的电容，该电容的另一端接地，二极管和电容的连接处与电压比较电路的反向输入端连接；电压比较电路包括电压比较器、电阻R1、电阻R2、上拉电阻R3、电阻R4和一个用于延时的电容C3，电阻R1和电阻R2串联后与储能电容并联，电阻R1和电阻R2的连接端与电压比较器的同相输入端相连接，电压比较器的输出端与电容C3连接，电容C3的另一端接地，电压比较器的输出端还通过电阻R4与双控开关电路的一个控制端连接。

本实用新型的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征还在于：所述电压比较器为单限比较器或迟滞比较器或由运放组成的比较电路，如果选用非集电极开路式电压比较器，则上拉电阻R3可以省略。

本实用新型的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征还在于：所述双控开关电路为两个并联的PNP型三极管组成，一个三极管的基极与ATX电源的PS-ON信号线连接，另一个三极管的基极和电压比较电路的输出端相连接。

本实用新型是对已有ATX开关电源的改进，当电脑刚接通交流市电后，按一下按钮开关，ATX电源得电，+5VSB输出端输出+5V直流电，储能电容被迅速充电，参考电容也被充电，因参考电容上串联的二极管有分压作用，所以参考电容上的电压低于储能电容上的电压，松开按钮开关后，ATX电源的交流电路被切断，电源本身无能耗，此时由储能电容给电脑的主板供电，如果长时间不开机，储能电容的电能被消耗，电压逐渐降低，当分压电阻R1和R2之间的电压低于参考电容上的电压后，电压比较器输出端翻转，由高电平变为低电平，触发PNP型三极管导通，继电器工作，接通交流电路，ATX电源再次得电，储能电容再次充电，电压回升，当电压超过参考电容上的电压后，电压比较器再次翻转，输出端由低电平变为高电平，延时电容得到充电，充电的过程使得三极管延时一段时间后才会截止，保证储能电容获得足够的充电时间，三极管截止使继电器的输出端断开，再次切断了交流电路，由储能电容继续为主板供电，如此反复可使ATX电源周期性的通电为储能电容充电，储能电容连续为主板供电，因为ATX电源交流通电的时间很短，从而使电源绝大部分时间处于交流断开的状态，所以电源的平均功耗接近为零。

当电脑开机时，PS-ON信号线变为低电平，触发与之相连的PNP型三极管导通并一直处于饱和导通状态，储能电容上的的电能使继电器启动工作，接通交流电路，ATX电源得电正常工作，继电器的输入电流改由+5VSB电源持续提供，电脑正常工作。

当电脑需要待机或关机时，用鼠标点击电脑关机界面的“待机”或“关闭”按钮后，PS-ON信号线变为高电平，使与之相连的三极管截止，继电器停止工作，电脑进入待机或关机状态，此时交流电路被切断，ATX电源停止工作，由储能电容为主板连续供电，当电量消耗电压降低后，电压比较电路又触发双控开关电路导通使继电器工作，接通交流电路，为储能电容充电，冲完电后又切断交流电路，如此反复，由储能电容连续为主板供电，既保证了电脑可以正常使用键盘、鼠标唤醒和远程开机的功能，又使电源的通电时间大幅减少，基本消除了ATX电源的待机功耗。

交流输出插座用于连接多孔插座的插头，多孔插座用于连接电脑外围设备的电源插头，包括显示器、打印机、ADSL、音箱等，由于交流输出插座与ATX电源并联，当电脑待机或关机时，交流输出插座的电路也被同时切断，只在储能电容充电器期间有短暂的接通，从而基本消除了电脑外围设备的待机功耗。

本实用新型的进一步改进：在交流输出插座的供电线路中串联一个继电器的常开开关，继电器控制端的正极接在电脑电源的直流电源输出线上，比如红色+5V电源线或黄色+12V电源线，继电器控制端的负极接地，这就可以使电脑在待机或关机时，交流输出插座一直处于切断状态，彻底消除了电脑外围设备的待机功耗。

本实用新型的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征还在于：所述继电器均可以是固态继电器或电磁继电器或其它光电耦合开关元器件。

本实用新型与现有技术相比，优点是：可以在电脑待机或关机的时候，自动切断ATX电源和外围设备的交流电路，从而基本消除了电源本身和电脑外围设备的待机功耗，大大节约了电能；在电脑开机时还能自动接通交流电路，既没有减少电脑的唤醒和远程开机功能，也没有增加人们正常操作的步骤，既节能又方便；该电路结构简单，成本极低，易于实施、推广。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路图；

图2是本实用新型实施例2的电路图；

图3是本实用新型的电源外壳的后视图。

具体实施方式

实施例1：根据图1，在待机控制电路中，储能电容C2连接在ATX电源的+5VSB电源线和地线之间；继电器SSR的输入端和双控开关电路串联后与储能电容C2并联；电压触发电路和储能电容C2并联，触发电路的输出端与双控开关电路的一个控制端1相连接，ATX电源的PS-ON信号线与双控开关电路的另一个控制端2相连接；电压触发电路由二极管D1、电容C1和电压比较电路组成，二极管D1的阳极接+5VSB电源线，二极管D1的阴极接电容C1，电容C1的另一端接地，二极管D1和电容C1的连接处与电压比较电路中电压比较器A的反向输入端连接；电压比较电路包括电压比较器A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和用于延时的电容C3，电阻R1和电阻R2串联后与储能电容C2并联，电阻R1和电阻R2的连接端与电压比较器A的同相输入端相连接，电压比较器A的输出端与电容C3连接，电容C3的另一端接地，电阻R3连接在电容C2的正极和电压比较器A的输出端之间，电压比较器A的输出端还通过电阻R4与双控开关电路的一个控制端1相连接；上述双控开关电路由两个并联的PNP型三极管T1、T2组成，三极管T1、T2的基级分别为双控开关电路的两个控制端1、2，三极管T1的基极和电压比较电路的输出端相连接，三极管T2的基极与ATX电源的PS-ON信号线连接。继电器SSR的输出端与复位按钮开关K1并联后串联在ATX电源的交流输入电路中；交流输出插座3与ATX电源并联。

在该实施例中，电容C2选用60F超级电容，二极管D1选择红色发光二极管，其压降约为1.6V，可使电容C1始终保持3.4V的电压，R1取51K，R2取200K，在待机或关机时，每当电容C2的电压降到约4.27V以下时，电阻R2上的电压就随之降到3.4V以下，低于电容C1提供的参考电压，比较器A的输出端由高电平翻转为低电平，三极管T1导通，固态继电器SSR工作，接通交流电源，SB电源线输出+5V直流电为超级电容C2充电，使超级电容C2的电压快速上升，当其电压超过4.27V后，比较器A的输出端翻转为高电平，但因为电容C3充电需要一段时间，所以双控开关电路的控制端1会延时一段时间电压才能逐渐升高，三极管T1会延长一段时间才能截止，这样固态继电器SSR也会延长一段时间才会切断交流电源，从而延长了超级电容C2的充电时间，使超级电容C2的电压可以恢复到5V，整个充电过程约20秒的时间，在交流电路被切断后+5VSB电源无输出电压期间由超级电容C2为主板供电，以维持其键盘鼠标的唤醒、远程开机、定时开机等功能，主板待机或关机时的电流约为0.14A，则超级电容C2的电压从5V降到4.27V需要的时间约为310秒，这样大约每6分钟超级电容C2自动充电一次，充电时间约20秒，ATX电源的工作时间只有关机或待机总时间的6％，因而电源本身的待机功耗降低到了原来的6％左右，在94％的时间内，电源及电脑周边设备的功耗为零，大大降低了待机能耗。

实施例2：通过图2可以看出，实施例2与实施例1的区别在于，在交流输出插座3的供电线路中串联一个继电器J的常闭开关KJ，继电器J控制端的正极接在ATX电源的12V直流电源输出线上，继电器J控制端的负极接地，二极管D2的阳极接地，阴极接继电器J控制端的正极，二极管D2所构成的电路为继电器J的放电回路。本实施例可以使电脑在待机或关机时，交流输出插座一直处于切断状态，彻底消除了电脑外围设备的待机功耗。

图3为本实用新型的电源外壳的后视图，图中交流输出插座3在交流输入插头4的下方，交流输出插座3用于连接多孔插座的插头，多孔插座用于连接显示器、打印机、ADSL、音箱等电脑外围设备的电源插头，为外围设备提供交流电源，输入插头4的旁边设置一个按钮开关K1，在接通电源后第一次开机时需要按一下按钮开关K1，由于交流输出插座与ATX电源并联，当电脑待机或关机时，固态继电器SSR在切断ATX电源的同时也切断交流输出插座的电路，基本消除了电脑外围设备的待机功耗。

Claims (7)

1.一种准零功耗待机的电脑电源，包括ATX电源、复位按钮开关(K1)、交流输出插座(3)和待机控制电路，其特征在于：待机控制电路包括储能电容(C2)、继电器控制电路和电压触发电路，储能电容(C2)连接在ATX电源的+5VSB电源线和地线之间；继电器控制电路包括继电器SSR和双控开关电路，继电器(SSR)输入端和双控开关电路串联后与储能电容(C2)并联；电压触发电路和储能电容(C2)并联，触发电路的输出端与双控开关电路的一个控制端(1)相连接，ATX电源的PS-ON信号线与双控开关电路的另一个控制端(2)相连接；继电器(SSR)的输出端与复位按钮开关(K1)并联后串联在ATX电源的交流输入电路中；交流输出插座(3)与ATX电源并联。

2.根据权利要求1所述的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征在于：在所述交流输出插座的供电线路中串联一个继电器(J)的常开开关(KJ)，继电器(J)控制端的正极接在ATX电源的直流电源输出线上，继电器(J)控制端的负极接地。

3.根据权利要求1所述的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征在于：所述电压触发电路包括二极管(D1)、电容(C1)和电压比较电路，二极管(D1)的阳极接+5VSB电源线，二极管(D1)的阴极接电容(C1)，电容(C1)的另一端接地，二极管(D1)和电容(C1)的连接处与电压比较电路的反向输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征在于：所述电压比较电路包括电压比较器(A)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、电阻(R4)和用于延时的电容(C3)，电阻(R1)和电阻(R2)串联后与储能电容(C2)并联，电阻(R1)和电阻(R2)的连接端与电压比较器(A)的同相输入端相连接，电压比较器(A)的输出端与电容(C3)连接，电容(C3)的另一端接地，电阻(R3)连接在电容(C2)的正极和电压比较器(A)的输出端之间，电压比较器(A)的输出端还通过电阻(R4)与双控开关电路的一个控制端(1)相连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征在于：所述双控开关电路由两个并联的PNP型三极管(T1、T2)组成，三极管(T1、T2)的基级分别为双控开关电路的两个控制端(1、2)，三极管(T1)的基极和电压比较电路的输出端相连接，三极管(T2)的基极与ATX电源的PS-ON信号线连接。

6.根据权利要求4所述的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征在于：所述电压比较器(A)为单限比较器或迟滞比较器或由运放组成的比较电路。

7.根据权利要求1或2所述的一种准零功耗待机的电脑电源，其特征在于：所述继电器(SSR、J)可以是固态继电器或电磁继电器或光电耦合开关元器件。

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