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

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。 

背景技术

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1。 

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。 

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。 

实用新型内容

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。 

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。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

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， 

一整机一体化CPU散热装置， 

一遥控器， 

一液晶显示器； 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

附图说明

图1是现有计算机系统构成示意图。 

图2是本实用新型的双用户计算机整机示意图。 

图3是本实用新型的单用户计算机整机示意图。 

图4是本实用新型的液晶显示器和立体声音响系统分解示意图。 

图5是本实用新型的立体声音响系统的电路图。 

图6是本实用新型的UPS电源分解示意图。 

图7是本实用新型的UPS电源电路图<一>。 

图8是本实用新型的UPS电源电路图<二>。 

图9是传统的CPU散热器示意图。 

图10是本实用新型的静音型CPU散热装置分解示意图。 

图11是本实用新型的静音型开关电源安装示意图。 

图12是本实用新型的塔式服务器整机示意图。 

附图标记说明如下： 

8   塔式服务器主机箱   9   机箱金属框架        10  主机 

101 机箱金属面板       102 功能按钮            103 LED功能指示灯 

104 软驱窗口           105 光驱窗口            106 UPS备电指示灯 

11  液晶显示器         111 液晶显示器功能键    113 VGA信号线 

114 电源适配器         115 液晶显示器IR窗      12  音箱 

121 喇叭               122 立体声信号线        13  鼠标 

14  键盘               15  UPS不间断电源       151 电池 

152 UPS充放电电路板盒  16  静音型开关电源      161 电源线 

18  遥控器             19  塑料面壳/板         191 计算机接口 

20  主机板             21  CPU                 30  高导热率L型金属板 

31  高导热率金属水箱   35  转轴                40  螺丝 

具体实施方式

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。 

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示器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。 

主机10与图1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。 

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； 

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105，一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。 

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。 

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。 

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。 

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％。 

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。 

该液晶显示器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，安装在液晶显示器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叭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113一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。 

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。 

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，U1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U1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U1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。 

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。 

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。 

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。 

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BT1充电状态，VDD_+14.2V、RL3和RL2构成电池BT1的充电电路；当电池BT1的电压低于13.8V时，D8橙色LED会亮，指示正在充电；当电池BT1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。 

市电供电停止后，继电器RL2无工作电压而使电池BT1处于放电状态，经DC-DC转换，U1输出VDD_+3.3V，U3输出VD_+5V，U2输出VDD_-12V，电池BT1经RL2和RL1输出VD_+12V，当放电电压高于10V时，D7绿色LED会亮，指示放电正常：当放电电压处于10V和9.1V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9.1V时，继电器RL1工作，切断备电。 

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。 

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前后接触面都涂有导热硅脂，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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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，

一液晶显示器；

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，它是多功能液晶显示器。

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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