CN202815657U - 箱式计算机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一箱式计算机，尤指台式计算机、工作站和塔式服务器；它有一可自由升级的主机，拥有一套的鼠标、键盘、遥控器和多功能液晶显示器；液晶显示器用转轴固定在主机箱侧板上，可以转动，既可做为显示终端，也可看电视和DVD；音响系统和UPS电源集成在主机箱内，可直接播放计算机音乐和提供不少于60分钟的备电支持；液晶显示器，音响系统和UPS电源由计算机开关电源集中供电，比三者分开供电节省140W电能；主机箱采用全绝缘设计和双塑胶面壳，使主机能够在强电强磁强辐射环境下正常工作；它的CPU散热器和开关电源都没有风扇，工作时不发出任何噪音，实现了真正的静音。

Description

箱式计算机

技术领域

[0001] 本实用新型是一种箱式计算机，应用于计算机领域，尤其指台式计算机、工作站和塔式服务器。

[0002] 背景技术

[0003] 当前，计算机已经非常普及，成为数量巨大、各行各业必不可少的基础设备，台式计算机一般配置包含独立的主机、独立的显示器、独立的计算机音箱、独立的UPS不间断电源即四件套如图I。

[0004] 然而在计算机使用中所有的操作人员通常都会遇到一系列的问题，如散热、噪音、外设多且占用空间大，备电时间短和系统资源利用率低等问题；尤其在炎热的夏天，系统风扇强排出的CPU等器件散发出的热量，会让主机旁的使用者感到极度不舒服；而且功率大的散热风扇，会发出很响的噪音而令操作者心烦意乱备受折磨，小环境大噪音使工作效率大打折扣；四件套不但会占用很大的空间，而且移动起来很不方便；四件套对应四套独立的供电系统，会浪费电能和昂贵的有色金属，也会增大系统的不稳定性；现在市场上UPS不间断电源，在外部供电中断后，一般使用不足15分钟，无法满足特殊用途的要求；现在计算机的配置越来越高，速度越来越快，可系统资源的利用率却越来越低。

[0005] 虽笔记本电脑可以克服上述一些问题，然而与同样配置的台式机相比，毕竟价格过于昂贵；况且笔记本电脑的液晶显示屏尺寸普遍偏小，配置高了但散热又解决不好，无法满足所有场合的需求；而且笔记本电脑主板都采用集成显卡、声卡和网卡的方案，无法实现对显卡、声卡和网卡的自由升级；再者市场上根本没有笔记本服务器可供采购。

[0006] 实用新型内容

[0007] 本实用新型是为克服现有台式计算机的主机噪音大、外设太多且供电复杂、UPS时间短和系统资源利用率低的缺点而提出的一套技术方案。

[0008] 本实用新型的目的和优点，是为用户提供一种有别于现有计算机的、节能环保的、结构紧凑的、长时间备电的、共享资源的新型静音计算机。

[0009] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

[0010] I) 一种箱式计算机，应用于计算机领域；该箱式计算机是由主机和外设组成，主机包含一主板、CPU、内存条、显卡、光驱和硬盘，CPU、内存条和显卡装在主板上，外设包含一鼠标和一键盘，光驱、硬盘、鼠标和键盘与主板相连；其特征在于：该箱式计算机还包含：

[0011] 一主机箱，

[0012] 一音响系统，

[0013] 一 UPS 电源，

[0014] 一开关电源，

[0015] 一整机一体化CPU散热装置，

[0016] 一遥控器，

[0017] 一液晶显示器；

[0018] 其中，主板、光驱、硬盘、UPS电源、开关电源和整机一体化CPU散热装置的一部分固定在主机箱内，液晶显示器通过转轴固定在机箱侧板上且与显卡相连，主板、光驱、硬盘、液晶显示器是由开关电源集中供电。

[0019] 2)音响系统，它的一对喇叭安装在主机箱内；它的功放电路位于液晶显示器的驱动板上；它是由开关电源供电。

[0020] 3) UPS电源，它是由电池、充放电电路板盒和UPS备电工作指示LED组成，充放电电路板盒和电池、UPS备电工作指示LED相连，UPS备电工作指示LED安装在主机箱塑料面板上；它的充电电源取之于开关电源，它的放电电源取之于电池。

[0021] 4)整机一体化型CPU散热装置，它是由一 L型金属板和一金属水箱组成，L型金属板在下而金属水箱在上与主机箱顶板固定，L型金属板紧贴CPU与主板固定在一起，金属水箱内部充满水。 [0022] 5)开关电源包含一开放式金属壳，电源板固定在开放式金属壳内；它固定在冲有散热孔的机箱面板上。

[0023] 6)主机箱，它的金属面板全部绝缘；它拥有二塑料面板，前后各一。

[0024] 7)液晶显示器，拥有DC接口、VGA接口、DVI接口、S端子接口、RCA接口、模拟TV接口、音频输入接口和音频输出接口，是多功能液晶显示器。

[0025] 8)液晶显示器DC接口可以接受外置电源适配器的独立供电。

[0026] 9)遥控器可以控制液晶显示器的接口切换，能调节液晶显示器的功能参数。

[0027] 10)该箱式计算机还可以包含一液晶显示器、一鼠标、一键盘和一遥控器；液晶显示器，通过转轴固定在主机箱另一侧板上，信号线与显卡相连，由开关电源供电。

[0028] 附图说明

[0029] 图I是现有计算机系统构成示意图。

[0030] 图2是本实用新型的双用户计算机整机示意图。

[0031] 图3是本实用新型的单用户计算机整机示意图。

[0032] 图4是本实用新型的液晶显不器和立体声首响系统分解不意图。

[0033] 图5是本实用新型的立体声音响系统的电路图。

[0034] 图6是本实用新型的UPS电源分解示意图。

[0035] 图7是本实用新型的UPS电源电路图〈一 >。

[0036] 图8是本实用新型的UPS电源电路图〈二 >。

[0037] 图9是传统的CPU散热器示意图。

[0038] 图10是本实用新型的静音型CPU散热装置分解示意图。

[0039] 图11是本实用新型的静音型开关电源安装示意图。

[0040] 图12是本实用新型的塔式服务器整机示意图。

[0041] 附图标记说明如下：

[0042] 8 塔式服务器主机箱 9 机箱金属框架 10主机

[0043] 101机箱金属面板 102功能按钮 103 LED功能指示灯

[0044] 104软驱窗口 105光驱窗口 106 UPS备电指示灯

[0045] 11液晶显示器 111液晶显示器功能键 113 VGA信号线

[0046] 114电源适配器 115液晶显不器IR窗 12音箱

[0047] 121喇叭 122立体声信号线 13鼠标[0048] 14键盘 15 UPS不间断电源 151电池

[0049] 152 UPS充放电电路板盒16静音型开关电源 161电源线

[0050] 18遥控器 19塑料面壳/板 191计算机接口

[0051] 20主机板 21 CPU 30高导热率L型金属板

[0052] 31高导热率金属水箱 35转轴 40螺丝

[0053] 具体实施方式·

[0054] 请参照图2本实用新型的双用户计算机整机示意图所示，实例为台式机和工作站。

[0055] 该双用户计算机是由一主机10，一遥控器18和两套外设组成，电源线161是附件，每套外设由一鼠标13、一键盘14和一固定在机箱侧板上的多功能液晶显不器11组成,每套外设可以支持一个用户，两套外设可以支持双用户同时使用而互不影响，比如同时上网、同时听音乐或一上网一看TV，主机10几乎听不到噪音，主机10在市电突然中断后可以继续工作60分钟以上，提高了系统的可靠性和整机资源的利用率。

[0056] 主机10与图I中台式机的构成配件一样：金属机箱内安装有主机板、硬盘、光驱和开关电源，主机板上安装有CPU、CPU散热器、内存条和板卡，板卡包括声卡和静音显卡，除了硬盘和内存条，其它的配件数量只能是一。但主机10的开关电源和CPU散热器与众不同，都没有散热风扇，都没有噪音，分别称之为静音型开关电源和静音型CPU散热装置，静音型CPU散热装置是由一高导热率L型金属板和一高导热率金属水箱31组成，二者固定在机箱顶板的不同面；而且主机10还包含一 UPS电源和二立体声音响系统,集成于金属机箱内。

[0057] 台式机机箱一般仅有一塑料面板，固定在机箱前金属板上，机箱前后都是裸金属板，不做表面处理；

[0058] 主机10是由一金属机箱、一硬盘、一光驱、一开关电源、一主机板、一 CPU、一静音型CPU散热装置、一静音显卡、一声卡、二内存条、一 UPS电源和二立体声音响系统组成,主机板上安装着CPU、静音型CPU散热装置、静音显卡、声卡和内存条，金属机箱内安装着硬盘、光驱、开关电源、主机板、UPS电源和立体声音响系统。金属机箱，它的金属面板都经过表面处理如喷粉或喷油而整体绝缘，它前后装有两个塑料面板19，每个塑料面板19上都有功能按钮102、LED功能指示灯103、计算机接口 191、光驱窗口 105和软驱窗口，功能按钮102是由分别承担开/关机、复位和光驱开/关功能的三个按钮组成，LED功能指示灯103由分别指示电源、复位和硬盘工作状态的三个不同颜色LED组成，计算机接口 191由USB、RJ45、麦克风输入和音频输出接口组成，两个光驱窗口 105, —个里面装着一部光驱另一个闲置，两个软驱窗口，一个被UPS备电指示灯106占用，另一个闲置，当前、后塑料面板19内镀金属膜后，该箱式计算机适合在强电强磁强辐射的环境下使用；主机10的开关电源不采用风扇散热，没有任何噪音；静音型CPU散热装置是由一高导热率L型金属板和一高导热率金属水箱31组成，二者固定在机箱顶板的不同面，水箱31在上而金属板在下，没有风扇，没有噪音；UPS电源是由一电池151、一 UPS充放电电路板盒152、UPS备电指示灯组成；立体声音响系统是由两喇叭121、一功放电路和音频信号线组成。

[0059] 两液晶显示器11，通过转轴35固定在两机箱侧板上，可自由转动调节角度，可以自由停留；液晶显示器11的面框上有一排功能按键111和IR窗口 115，它的背面有VGA接口、DVI接口、RCA接口、S端子接口、模拟TV接口、AUDIO功放输入和输出接口，通过功能按键111和遥控器18可以控制上述接口的功能，所以液晶显示器11具有多种功能，是多功能显示器，可看电视和DVD ;液晶显示器11与主机箱10的VGA信号线和电源线都采用内部连线，线都不长，仅是现有计算机的1/3 ;两个液晶显示器11，在主机开机后是由计算机开关电源次级回路的+12V直流或电池供电，省掉两套液晶显示器电源适配器，相比分立供电节能120W左右；液晶显示器11的背面还有一个DC电源插座，当计算机关机后，开关电源无法供电，可接驳电源适配器为它单独供电，看电视和DVD没问题，又省电。

[0060] 主机10内装有喇叭，通过音频信号线与一液晶显示器11的AUDIO功放输出接口相连接，主机板上声卡通过音频信号线与该液晶显示器11的AUDIO功放输入接口相连接，构成一路内置立体声音响系统，通过遥控器18和液晶显示器功能键111可调节音量和静音与否；两液晶显示器11拥有两路AUDIO功放输入和输出接口，主机10内装4个喇叭，声卡提供两路音频信号，就构成两内置的立体声音响系统。

[0061] 请参照图3本实用新型的单用户计算机整机示意图所示，实例为台式机和工作站。

[0062] 该单用户计算机是由一主机10，一遥控器18和一套外设组成，电源线161是附件，外设是由一个鼠标13、一个键盘14和一个固定在机箱侧板上的多功能液晶显示器11组成，一套外设支持一个用户；主机10内置一套立体声音响系统，其它配件与图2的完全相同；图3是图2的简体版，系统资源利用率较图2低50%。

[0063] 请参照图4本实用新型的液晶显示器和立体声音响系统示意图所示，实例为台式机、工作站和服务器。

[0064] 该液晶显不器11和立体声音响系统是由开关电源16的次级输出+12V供电,省掉一电源适配器和一直流稳压电源；液晶显示器11的驱动电路和音响功放电路做在一块电路板上，合称驱动板，安装在液晶显不器11内部；该立体声音响系统是由立体声信号线122、功放电路和两喇叭121组成，喇叭121安装在机箱金属面板101的内壁，通过立体声信号线122,主机板声卡输出的立体声信号被驱动板上功放放大后推动喇口八121放出声音,遥控器18和液晶显示器功能键111可调节音量大小和静音与否；液晶显示器11的驱动板上还集成有VGA和DVI接口电路、RCA接口电路、模拟TV接收电路、S端子接口电路、AUDIO功放输入电路和输出电路，对应11的多种接口 ；液晶显示器11的驱动IC内嵌单片机，通过程序可控制媒体播放、通道选择、功能键111和遥控功能；液晶显示器11与静音显卡通过VGA信号线113实现连接，该VGA信号线113 —端是蘸锡线头一端是DB15插座，它的DB15插座与液晶显示器11的VGA插头连接，锁死后蘸锡线头穿过机箱侧板101的预留孔进入机箱内，与静音显卡的VGA座的对应针脚焊接；液晶显示器11的+12V电源线也被封装在机箱内，不露在外；遥控器18可调节液晶显示器11的功能参数，作用与液晶显示器功能键111相同。

[0065] 请参照图5本实用新型的立体声音响系统电路图所示，实例为台式机、工作站和服务器。

[0066] 该电路图是驱动板上音响功放和立体声复用电路的原理图，图中12VCC取自计算机开关电源的次级输出+12V，Ul是立体声通道选择器，分别对模拟TV音频、RCA音频和计算机立体声进行通道选择；U2是立体声功放，可对Ul的输出音频进行放大；液晶显示器驱动IC内嵌单片机，J4是U1、U2与单片机GPIO脚之间的连接器，由单片机GPIO来实现对Ul逻辑、U2音量和静音的控制、对液晶显示器按键和IR信号的识别。

[0067] 请参照图6本实用新型的UPS电源分解示意图所示，实例为台式机、工作站和服务器。

[0068] 该UPS电源由一电池151、一 UPS充放电电路板盒152和UPS备电指示灯106组成，UPS备电指示灯106安装在盒152内；它采用最新的DC-DC转换技术，较传统的DC-AC-DC的逆变技术拥有更高的转换效率；电池151，采用接近20Ah的铅酸蓄电池或锂电池，它的充电电源取之于开关电源16次级回路的直流输出，在市电中断后可无缝切换向计算机供电，备电时间不低于60分钟,较目前15分钟的UPS长4〜6倍,它固定金属机箱内；盒152内部装着UPS充放电电路板固定在机箱内装软驱的位置，紧贴机箱塑料面板；UPS备电指示灯106由橙色、绿色和红色三个LED组成，当151充电时橙色LED亮；充满后橙色LED灭；当电池151放电时绿LED亮，进入临界放电时绿色LED灭而红色LED亮；当电池151电压低于临界放电的最小电压值时红色LED灭，备电被禁止。

[0069] 请参照图7和图8本实用新型的UPS电源电路图〈一〉和〈二〉所示，实例为台式机、工作站和服务器。

[0070] 该电路图〈一〉和〈二〉是UPS电源的原理图，UPS备电指示灯是由D8、D7、D6组成；市电正常供电时，开关电源有直流电压VCC_+12V输出，继电器RL2动作切换到电池BTl充电状态，VDD_+14. 2V、RL3和RL2构成电池BTl的充电电路；当电池BTl的电压低于13. 8V时，D8橙色LED会亮，指示正在充电；当电池BTl的电压等于或高于13. 8V时，D8橙色LED会灭，指示充电已满，RL3会动作切断充电电压VD_+14. 2V的输入。

[0071 ] 市电供电停止后，继电器RL2无工作电压而使电池BTl处于放电状态，经DC-DC转换，Ul输出VDD_+3. 3V, U3输出VD_+5V，U2输出VDD__12V，电池BTl经RL2和RLl输出VD_+12V，当放电电压高于IOV时，D7绿色LED会亮，指示放电正常：当放电电压处于IOV和

9. IV之间时，D7绿色LED会灭，D6红色LED会亮，指示临界放电状态；当放电电压低于9. IV时，继电器RLl工作，切断备电。

[0072] 请参照图9传统的CPU散热器示意图所示，实例为台式机和工作站。该传统的CPU散热器由铝合金座和风扇组成，固定在主机板上，主机板同时要为风扇提供+12V电源，计算机启动后风扇会一直工作，发出连续的噪音，而且CPU性能越强，风扇功率越大，噪音越令人心烦。

[0073] 请参照图10本实用新型的CPU散热装置分解示意图所示，实例为台式机和工作站。该静音型CPU散热装置是由一高导热率L型金属板30和一高导热率金属全封闭水箱31组成，机箱金属面板101在本图中特指机箱顶板101 ;高导热率L型金属板30冲有6个孔，其中4个孔与主机板20上CPU21周围的4个预留孔相对应，另外2个孔与机箱顶板101、金属水箱31的右侧2个预留孔相对应；用4个螺丝40把L型金属板30与主机板20固定在一起，涂有导热硅脂的CPU21散热面紧贴L型金属板30 ;用2个螺丝40把L型金属板30、机箱顶板101和金属水箱31固定在一起，机箱顶板101如后接触面都涂有导热娃脂，再用2个螺丝40将金属水箱31和机箱顶板101的另一侧固定在一起；金属水箱31，内部充满水，用缠丝带的堵头封死水口，水口位于水箱31的侧面。这样，CPU21产生的热量，通过L型金属板30传导到主机箱金属面板101，再导向金属水箱31，箱中的水会吸收热量抑制金属顶板101和L型金属板30的温升，箱31体表面会吸热并向空中散发，同时通过这个面板101使热量向整个金属机箱传导扩散，当水箱31和金属顶板101及整个金属箱体散发的热量大于或等于CPU21产生的热量，L型金属板30表面温度不再升高，而且该温度值在CPU21正常工作的范围内，该散热装置即告成功。

[0074] 请参照图11本实用新型的开关电源安装示意图所示，实例为台式机、工作站和服务器。该开关电源16与普通开关电源明显不同的是没有风扇：普通开关电源因为是金属壳封闭，电源板产生的热量无法迅速散失，不得不装风扇把热量吹走，同时也发出噪音；而该开关电源16是由一电源板、一开放式金属壳和一束导线组成，电源板固定在开放式金属壳内，保证热量能够及时被散发掉，把电源16用螺丝40固定在框架9内，固定它的面板及相邻面板101都开着几排直径很小的散热孔，可加速热量的散发；电源16没有散热风扇，工作时就没有噪音。

[0075] 比较图10和图9，可发现该实用新型CPU散热装置比传统的CPU散热器更好，静音节能；从图11即开关电源安装示意图知，开关电源16是静音的，如图2和3的主机10内主要噪声源不复存在了，硬盘马达虽有噪音，但很微弱且有机箱屏蔽，几乎听不到，所以该箱式计算机实现了真正意义的整机静音。

[0076] 请参照图12本实新型的塔式服务器整机示意图所示，实例为塔式服务器。

[0077] 该塔式服务器是由一遥控器18、一塔式服务器主机和一套外设组成，外设是由一鼠标13、一键盘14和一固定在机箱侧板上的多功能液晶显示器11组成；塔式服务器主机是由一塔式服务器主机箱8、一软驱、一光驱、若干硬盘、一静音型开关电源、一服务器主机板、二 CPU、一静音型CPU散热装置、若干内存条、一 UPS电源和一音响系统组成,塔式服务器主机箱8内固定着软驱、光驱、硬盘、静音型开关电源、服务器主机板、UPS电源和音响系统，主机板上安装着二 CPU、一静音型CPU散热装置和若干内存条。

[0078] 塔式服务器主机箱8和图3中的金属机箱一样，拥有双塑料面板，而且整体绝缘，内部没有风扇，但前者比后者更为高大，能安装较多的硬盘；塔式服务器主机的静音型开关电源，与图11中的电源16相似没有风扇；塔式服务器主机之静音型CPU散热装置是由一高导热率L型金属板和一高导热率金属敞口水箱31组成，水箱31内充满水，它的安装方式与图10中的类似，它的L型金属板紧贴二 CPU散热面并且与服务器主机板固定在一起；所以塔式服务器主机的整机噪音低于内部硬盘的马达声；多功能液晶显示器11和音响系统，与图4中的组成、功能和安装方式完全相同；UPS电源，与图6中的组成相同，原理图与图7和图8中的电路图完全相同，但与图7的固定方式不同：它的电池装在电池箱里，箱壁贴着隔热材料；电池箱像如开口的匣子，开口正对着固定液晶显示器11、开着许多散热孔的塔式服务器主机箱8侧板，固定在侧板、RAID支架和机箱底板之间，电池箱上固定着充放电电路板盒，UPS备电指示灯106固定在预留有三个孔位的机箱侧板上，通过连接器和连接线将电池、充放电电路板和UPS备电指示灯板三者连在一起。

Claims (10)

1. 一种箱式计算机，应用于计算机领域；该箱式计算机是由主机和外设组成，主机包含一主板、CPU、内存条、显卡、光驱和硬盘，CPU、内存条和显卡装在主板上，外设包含一鼠标和一键盘，光驱、硬盘、鼠标和键盘与主板相连；其特征在于：该箱式计算机还包含： 一主机箱， 一音响系统， 一 UPS电源， 一开关电源， 一 CPU散热装置， 一遥控器， 一液晶显不器； 其中，主板、光驱、硬盘、UPS电源、开关电源和CPU散热装置的一部分固定在主机箱内，液晶显示器通过转轴固定在机箱侧板上且与显卡相连，主板、光驱、硬盘、液晶显示器是由开关电源集中供电。

2.根据权利要求1所述的箱式计算机，所述的音响系统，其特征在于它的一对喇叭安装在主机箱内；它的功放电路位于液晶显示器的驱动板上；它是由开关电源供电。

3.根据权利要求1所述的的箱式计算机，所述的UPS电源，其特征在于它是由电池、充放电电路板盒和UPS备电工作指示LED组成，充放电电路板盒和电池、UPS备电工作指示LED相连，UPS备电工作指示LED安装在主机箱塑料面板上；它的充电电源取之于开关电源，它的放电电源取之于电池。

4.根据权利要求1所述的的箱式计算机，所述的CPU散热装置，其特征在于它是由一 L型金属板和一金属水箱组成，L型金属板在下而金属水箱在上与主机箱顶板固定，L型金属板紧贴CPU与主板固定在一起，金属水箱内部充满水。

5.根据权利要求1所述的箱式计算机，所述的开关电源，其特征在于它包含一开放式金属壳，电源板固定在开放式金属壳内；它固定在冲有散热孔的机箱面板上。

6.根据权利要求1所述的箱式计算机，所述的主机箱，其特征在于它的金属面板全部绝缘；它拥有二塑料面板，前后各一。

7.根据权利要求1所述的箱式计算机，所述的液晶显示器，其特征在于它拥有DC接口、VGA接口、DVI接口、S端子接口、RCA接口、模拟TV接口、音频输入接口和音频输出接口，它是多功能液晶显不器。

8.根据权利要求7所述的箱式计算机，所述的DC接口，其特征在于它可以接受外置电源适配器的独立供电。

9.根据权利要求1所述的箱式计算机，所述的遥控器，其特征在于它可以控制液晶显示器的接口切换；它能调节液晶显示器的功能参数。

10.根据权利要求1所述的箱式计算机，其特征在于：它还可以包含一液晶显示器、一鼠标、一键盘和一遥控器；液晶显示器，通过转轴固定在主机箱另一侧板上，信号线与显卡相连，由开关电源供电。

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