CN217386312U - 一种不间断供电电源管理装置 - Google Patents

Abstract

不间断供电电源管理装置，包括计算机、UPS不间断电源、开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路；上电信号采集电路输入端接计算机市电电源接入端、输出端接主控制器，上电保护电路的输入端接主控制器，开机信号采集电路输入端接计算机，输出端接主控制器，延迟关机电路与主控制器和计算机及UPS不间断电源相连，UPS不间断电源用于向开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路供电，同时在计算机断电时向计算机供电，本实用新型对计算机的非正常关机进行管理，使非正常关机状态实现正常关机，对计算机进行保护。

Description

一种不间断供电电源管理装置

技术领域

本实用新型属于电源控制技术领域，具体涉及到一种不间断供电电源管理装置。

背景技术

G形臂(或C形臂)的工作站，在通电使用过程中存在人为或非人为导致的突然断电情况。意外断电除造成计算机上述影响外，对G臂或C臂图像处理系统中患者信息及患者诊断数据丢失、系统的崩溃、X射线的非预期运行，为避免意外断电或计算机的非正常关机，目前急需一种不间断供电电源管理装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术在于提供一种设计合理、安全可靠、对计算机的非正常关机进行管理，使非正常关机状态实现正常关机的不间断供电电源管理装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种不间断供电电源管理装置，包括计算机，UPS不间断电源、开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路；

所述上电信号采集电路输入端接市电电源接入端、输出端接主控制器，用于采集计算机上电信号；

所述上电保护电路的输入端接主控制器，输出端接计算机和延迟关机电路，用于计算机上电后，根据主控制器输出的延时信号，控制计算机开关按钮在延时期间操作无效；

所述开机信号采集电路输入端接计算机，输出端接主控制器，用于采集计算机开机信号；

所述延迟关机电路与主控制器和计算机及UPS不间断电源相连，用于根据接收到的延时关机信号关闭计算机，而后根据接收到的UPS不间断电源关机信号，关闭UPS不间断电源；

所述UPS不间断电源用于向开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路供电，同时在计算机断电时向计算机供电；

所述主控制器根据接收的计算机上电信号，向上电保护电路输出延时信号，同时接收开机信号采集电路输出的计算机开机信号；根据接收的计算机断电信号，向延迟关机电路输出延时关机信号及UPS不间断电源关机信号。

作为一种优选的技术方案，所述上电信号采集电路为：电磁继电器K1的线圈两端接计算机市电电源接入端，电磁继电器K1的常开触点的两端分别接UPS不间断电源的开关两端，常闭触点一端接集成电路U4的79脚、另一端接3.3V电源；集成电路U4的型号为STM32103FZET6。

作为一种优选的技术方案，所述上电保护电路为光电耦合器OC5的1脚通过电阻R7接集成电路U4的75脚、2脚接地、3脚接电磁继电器K6线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K6线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K6的第一常闭触点的一端接第一计算机开关的一端、另一端接延迟关机电路，第二常闭触点的一端接第二计算机开关的一端、另一端接延迟关机电路。

作为一种优选的技术方案，所述开机信号采集电路为光电耦合器OC3的1脚通过电阻R3接第一计算机UBS接口的正极、2脚接第一计算机UBS接口的负极并通过电阻R4接发光二极管D1的负极、3脚通过电阻R8接三极管Q1的基极、4脚接12V电源正极，发光二极管D1的正极接插头P4的5脚，三极管Q1的集电极接12V电源正极、发射极接延迟关机电路，光电耦合器OC4的1脚通过电阻R5接接第二计算机UBS接口的正极、2脚接第二计算机UBS接口的负极并通过电阻R6接发光二极管D2的负极、3脚通过电阻R9接三极管Q2的基极、4脚接12V电源正极，发光二极管D2的正极接插头P4的8脚，三极管Q2的集电极接12V电源正极、发射极接延迟关机电路。

作为一种优选的技术方案，所述延迟关机电路为光电耦合器OC1的1脚通过电阻R1接主控制器、2脚接地、3脚接电磁继电器K3线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K3线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K3第一常开触点的一端接12V电源正极、另一端接电磁继电器K4第一常开触点的一端和电磁继电器K5常开触点的一端，电磁继电器K4线圈的一端接开机信号采集电路、另一端接12V电源负极，电磁继电器K4第一常开触点另一端接系统开关的一端和电磁继电器K7线圈的一端及12V电源正极，第二常开触点一端接3.3V电源、另一端接主控制器，电磁继电器K7线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K7线圈两端并接有电容C2，电磁继电器K7的常开触点一端接上电保护电路、另一端接第一计算机开关的另一端；

电磁继电器K5线圈的一端接开机信号采集电路、另一端接12V电源负极，电磁继电器K5一常开触点的另一端接系统开关的另一端和电磁继电器K8线圈的一端及12V电源正极，另一常开触点的一端接3.3V电源、另一端接主控制器，电磁继电器K8线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K8线圈两端并接有电容C4，电磁继电器K8的常开触点一端接上电保护电路、另一端接第二计算机开关的另一端；

光电耦合器OC2的1脚通过电阻R2接主控制器、2脚接地、3脚接电磁继电器K2线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K2线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K2常开触点两端接UPS不间断电源的开关。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过上电信号采集电路采集计算机主机上电信号，通过上电保护电路控制计算机主机开关按钮在上电一定时间内操作无效，防止起步电源电压不稳损坏计算机主机，本实用新型采用UPS不间断电源在计算机主机市电掉电后无缝切换继续给计算机进行供电，使计算机不受市电断电影响继续正常运行，采用延迟关机电路对计算机正常关机，等计算机关机后再延时一定时间关闭UPS不间断电源，本实用新型保护计算机不受非常关机损害，提高了计算机的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是本实用新型上电信号采集电路的电子线路原理图。

图3是本实用新型上电保护电路的电子线路原理图。

图4是本实用新型开机信号采集电路的电子线路原理图。

图5是本实用新型主控制器的电子线路原理图。

图6是本实用新型延迟关机电路的电子线路原理图。

图7是本实用新型电源电路的电子线路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于下述的实施方式。

在图1中，本实施例的不间断供电电源管理装置由UPS不间断电源、开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路、第一计算机、第二计算机、系统开关连接构成。

上电信号采集电路输入端接计算机市电电源接入端、输出端接主控制器，用于采集计算机上电信号；上电保护电路的输入端接主控制器，输出端接第一计算机和第二计算机的开关按钮及延迟关机电路，用于计算机上电后，根据主控制器输出的延时信号，控制第一计算机和第二计算机的开关按钮在延时期间操作无效；开机信号采集电路输入端接第一计算机和第二计算机的USB接口，输出端接主控制器，用于通过第一计算机和第二计算机的USB接口采集计算机开机信号；延迟关机电路与主控制器和第一计算机与第二计算机的开关按钮及UPS不间断电源相连，用于根据接收到的延时关机信号关闭第一计算机与第二计算机，而后根据接收到的UPS不间断电源关机信号，关闭UPS不间断电源；UPS不间断电源用于向开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路供电，同时在第一计算机与第二计算机断电时向两台计算机供电；主控制器根据接收的计算机上电信号，向上电保护电路输出延时信号，同时接收开机信号采集电路输出的计算机开机信号；根据接收的计算机断电信号，向延迟关机电路输出延时关机信号及UPS不间断电源关机信号，系统开关用于控制整个装置的上电或断电。

在图2中，本实施例的上电信号采集电路由电磁继电器K1、市电电源接入插头P3连接构成，电磁继电器K1的线圈两端接市电电源接入插头P3的1脚和2脚，电磁继电器K1的常开触点的两端分别接UPS不间断电源的开关两端，常闭触点一端接主控制器、另一端接3.3V电源。

在图3中，本实施例的上电保护电路由光电耦合器OC5、电磁继电器K6、电阻R7连接构成。光电耦合器OC5的1脚通过电阻R7接主控制器、2脚接地、3脚接电磁继电器K6线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K6线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K6的第一常闭触点的一端接第一计算机开关的一端、另一端接延迟关机电路，第二常闭触点的一端接第二计算机开关的一端、另一端接延迟关机电路。

在图4中，本实施例的开机信号采集电路由光电耦合器OC3、光电耦合器OC4、电阻R3～R6、电阻R8、电阻R9、三极管Q1、三极管Q2、二极管D1、二极管D2连接构成。

光电耦合器OC3的1脚通过电阻R3接第一计算机UBS接口的正极、2脚接第一计算机UBS接口的负极并通过电阻R4接发光二极管D1的负极、3脚通过电阻R8接三极管Q1的基极、4脚接12V电源正极，发光二极管D1的正极接插头P4的5脚，三极管Q1的集电极接12V电源正极、发射极接延迟关机电路，光电耦合器OC4的1脚通过电阻R5接接第二计算机UBS接口的正极、2脚接第二计算机UBS接口的负极并通过电阻R6接发光二极管D2的负极、3脚通过电阻R9接三极管Q2的基极、4脚接12V电源正极，发光二极管D2的正极接插头P4的8脚，三极管Q2的集电极接12V电源正极、发射极接延迟关机电路。

在图5中，本实施例的主控制器由集成电路U4、晶体振荡器Y1、晶体振荡器Y2、电容C6～C11、电容C13、电容C14、电容C18、电容C19、电容C21、电容C22、电容C24～C27、电阻R12、电阻R23～R25、二级管D6连接构成，集成电路U4的型号为STM32103FZET6。

集成电路U4的79脚接电磁继电器K1的常闭触点的一端并通过电阻R24接地、75脚通过电阻R7接光电耦合器OC5的1脚、8脚接晶体振荡器Y1的一端并通过电容C8接地、9脚接晶体振荡器Y1的另一端并通过电容C9接地、16脚接电容C10的一端并接地、17脚接电容C10的另一端并接3.3V电源、23脚接晶体振荡器Y2的一端和电阻R12的一端及电容C6的一端、24脚接晶体振荡器Y2的另一端和电阻R12的另一端及电容C7的一端、30脚和31脚并列接地并接电容C11的一端、32脚和33脚并列接3.3V电源并接电容C11的另一端、38脚接3.3V电源并接电容C14的一端、39脚接地并接电容C14的另一端、51脚接3.3V电源并接电容C19的一端、52脚接地并接电容C19的另一端、61脚接3.3V电源并接电容C22的一端、62脚接地并接电容C22的另一端、71脚接3.3V电源并接电容C24的一端、72脚接地并接电容C24的另一端、83脚接3.3V电源并接电容C27的一端、84脚接地并接电容C28的另一端、94脚接3.3V电源并接电容C26的一端、95脚接地并接电容C26的另一端、107脚接3.3V电源并接电容C25的一端、108脚接地并接电容C25的另一端、120脚接3.3V电源并接电容C21的一端、121脚接地并接电容C21的另一端、130脚接3.3V电源并接电容C18的一端、131脚接地并接电容C18的另一端、143脚接3.3V电源并接电容C13的一端、144脚接地并接电容C13的另一端、73脚通过电阻R23接二级管D6的负极、76脚和77脚及78脚接延迟关机电路，电容C7和C6的另一端接地，二级管D6的正极接3.3V电源。

在图6中，本实施例的延迟关机电路由光电耦合器OC1、光电耦合器OC2、电磁继电器K2～K5、电磁继电器K7、电磁继电器K8、电阻R1、电阻R2连接构成。

光电耦合器OC1的1脚通过电阻R1接集成电路U4的77脚、2脚接地、3脚接电磁继电器K3线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K3线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K3第一常开触点的一端接12V电源正极、另一端接电磁继电器K4第一常开触点的一端和电磁继电器K5第一常开触点的一端，电磁继电器K4线圈的一端接三极管Q2的发射极、另一端接12V电源负极，电磁继电器K4第一常开触点另一端接系统开关的一端和电磁继电器K7线圈的一端及12V电源正极，第二常开触点的一端接3.3V电源、另一端接集成电路U4的78脚，电磁继电器K7线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K7线圈两端并接有电容C2，电磁继电器K7的常开触点一端接上电保护电路、另一端接第一计算机开关的另一端；

电磁继电器K5线圈的一端接三极管Q1的发射极、另一端接12V电源负极，电磁继电器K5一常开触点的另一端接系统开关的另一端和电磁继电器K8线圈的一端及12V电源正极，另一常开触点的一端接3.3V电源、另一端接集成电路U4的78脚，电磁继电器K8线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K8线圈两端并接有电容C4，电磁继电器K8的常开触点一端接上电保护电路、另一端接第二计算机开关的另一端；

光电耦合器OC2的1脚通过电阻R2接集成电路U4的77脚、2脚接地、3脚接电磁继电器K2线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K2线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K2常开触点两端接UPS不间断电源的开关。

本实用新型的工作原理如下：

接通系统开关，系统上电，UPS不间断电源开始充电，同时双触点电磁继电器K1动作，K1的其中一组无源常开触点闭合，给UPS不间断电源送出开机信号，UPS不间断电源启动，UPS启动信号同时还并联在电磁继电器K2的一组常开触点，此时UPS不间断电源输出AC220V电压给电路板和两台计算机供电，此时计算机未开机。

电源电路将UPS不间断电源输出AC220V转换成DC12V、DC5V、DC3.3V,如图7，此时电路板的供电完成，集成电路U4通电后开始启动并完成初始化，完成初始化后进行以下工作：

集成电路U4的75脚由低电平变为高电平，即集成电路U4接收到系统上电信号，集成电路U4通过75脚向上电保护电路发出延时信号，延时时间为10秒，此延时信号为TTL电平，通过光电耦合器OC5进行信号的隔离并转换成DC12V信号来控制电磁继电器K6,使电磁继电器K6的常开触点闭合以及常闭触点打开，由于两台计算机的开关按钮在串联在电磁继电器K6的常闭触点上，此时常闭触点是断开状态，所以在电磁继电器K6的控制下计算机开关按钮在延时期间操作无效，以此来实现系统上电后10秒内不能进行开机操作，从而保护计算机避免不稳定的电压损害。

电磁继电器K1的另一组无源常开触点也闭合，闭合后将DC3.3V高电平信号送到集成电路U4的79脚，U4通过79脚的高电平信号采集到当前系统处于上电状态。

集成电路U4的76脚由低电平变为高电平，通过光电耦合器OC2进行信号的隔离并转换成DC12V信号来控制电磁继电器K2,使电磁继电器K2的常开触点闭合以及常闭触点打开，同步送给UPS不间断电源启动信号，启动UPS不间断电源。

完成上述工作后(以上完成时间都是ms级的，即是瞬间完成的)，开始延时10秒过后集成电路U4的75脚再由高电平变为低电平，电磁继电器K6的常开触点和常闭触点恢复到原来状态，则两台计算机的开关按钮接通正常，此时就可以进行正常的开机操作。

当按下开机按键，计算机进行开机，开机信号采集电路通过第一计算机和第二计算机的USB接口采集到第一计算机和第二计算机的开机状态，同时面板上的开机指示灯会正常亮起，此时就可以正常使用计算机。

当出现人为或非人为的导致系统突然掉电，此时电磁继电器K1会恢复原来状态，此时由K1送给UPS不间断电源的启动信号断开，但由于电磁继电器K2还在继续动作，即并联送给UPS不间断电源的启动信号还存在，所以UPS不间断电源还在继续给系统供电，系统还在正常运行。由电磁继电器K1送到集成电路U4的“系统上电”信号消失，集成电路U4检测到系统掉电后开始进行延时计时，5秒后送出“关电脑信号”，即集成电路U4的77脚由电平变成高电平，通过光电耦合器OC1进行信号的隔离并转换成DC12V信号来控制继电器K3,使电磁继电器K3的常开触点闭合以及常闭触点打开，电磁继电器K3的常开点输出通过电磁继电器K4、电磁继电器K5的常开触点最后连接到电磁继电器K7、电磁继电器K8的控制线圈上。由电磁继电器K7、电磁继电器K8动作后输出关机信号使两台计算机进行正常关机(这里的关机信号是无源开关量信号，与手动开关机按钮并联)。

这里电磁继电器K4、电磁继电器K5的作用是通过两台计算机的USB接口采集计算机是否正常开机(原理：电脑的在正常开机时USB口会输出DC5V电压，电脑关机后USB口的DC5V电压会消失，当两台计算机的USB接口接到电路中后，通过光电耦合器OC4和光电耦合器OC3进行隔离并转换成DC12V信号来控制电磁继电器K4和电磁继电器K5)。

当集成电路U4检测到两台计算机都完成正常关机后，再由集成电路U4送出整个系统断电信号，即集成电路U4的76脚由高电平变成低电平，电磁继电器K2恢复正常状态，UPS不间断电源的启动信号消失，此时UPS两路并联的启动信号都消失，UPS停止输出AC220V电压，整个系统断电。

直到下次系统正常上电。

当系统掉电时，如果系统刚掉电，几秒内又上电了，那么电脑如还未开始关机，就不进行关机流程，继续正常工作。如电脑已经开始关机了，则需等电脑彻底关机完成，后再由人为的手动按钮进行开机。

Claims (5)

1.一种不间断供电电源管理装置，其特征在于，包括：计算机、UPS不间断电源、开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路；

所述上电信号采集电路输入端接市电电源接入端、输出端接主控制器，用于采集计算机上电信号；

所述上电保护电路的输入端接主控制器，输出端接计算机和延迟关机电路，用于计算机上电后，根据主控制器输出的延时信号，控制计算机开关按钮在延时期间操作无效；

所述开机信号采集电路输入端接计算机，输出端接主控制器，用于采集计算机开机信号；

所述延迟关机电路与主控制器和计算机及UPS不间断电源相连，用于根据接收到的延时关机信号关闭计算机，而后根据接收到的UPS不间断电源关机信号，关闭UPS不间断电源；

所述UPS不间断电源用于向开机信号采集电路、主控制器、上电信号采集电路、上电保护电路、延迟关机电路供电，同时在计算机断电时向计算机供电；

所述主控制器根据接收的计算机上电信号，向上电保护电路输出延时信号，同时接收开机信号采集电路输出的计算机开机信号；根据接收的计算机断电信号，向延迟关机电路输出延时关机信号及UPS不间断电源关机信号。

2.根据权利要求1所述不间断供电电源管理装置，其特征在于，所述上电信号采集电路为：电磁继电器K1的线圈两端接计算机市电电源接入端，电磁继电器K1的常开触点的两端分别接UPS不间断电源的开关两端，常闭触点一端接集成电路U4的79脚、另一端接3.3V电源；集成电路U4的型号为STM32103FZET6。

3.根据权利要求1所述不间断供电电源管理装置，其特征在于，所述上电保护电路为光电耦合器OC5的1脚通过电阻R7接集成电路U4的75脚、2脚接地、3脚接电磁继电器K6线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K6线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K6的第一常闭触点的一端接第一计算机开关的一端、另一端接延迟关机电路，第二常闭触点的一端接第二计算机开关的一端、另一端接延迟关机电路。

4.根据权利要求1所述不间断供电电源管理装置，其特征在于，所述开机信号采集电路为光电耦合器OC3的1脚通过电阻R3接第一计算机UBS接口的正极、2脚接第一计算机UBS接口的负极并通过电阻R4接发光二极管D1的负极、3脚通过电阻R8接三极管Q1的基极、4脚接12V电源正极，发光二极管D1的正极接插头P4的5脚，三极管Q1的集电极接12V电源正极、发射极接延迟关机电路，光电耦合器OC4的1脚通过电阻R5接接第二计算机UBS接口的正极、2脚接第二计算机UBS接口的负极并通过电阻R6接发光二极管D2的负极、3脚通过电阻R9接三极管Q2的基极、4脚接12V电源正极，发光二极管D2的正极接插头P4的8脚，三极管Q2的集电极接12V电源正极、发射极接延迟关机电路。

5.根据权利要求1所述不间断供电电源管理装置，其特征在于，所述延迟关机电路为光电耦合器OC1的1脚通过电阻R1接主控制器、2脚接地、3脚接电磁继电器K3线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K3线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K3第一常开触点的一端接12V电源正极、另一端接电磁继电器K4第一常开触点的一端和电磁继电器K5常开触点的一端，电磁继电器K4线圈的一端接开机信号采集电路、另一端接12V电源负极，电磁继电器K4第一常开触点另一端接系统开关的一端和电磁继电器K7线圈的一端及12V电源正极，第二常开触点一端接3.3V电源、另一端接主控制器，电磁继电器K7线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K7线圈两端并接有电容C2，电磁继电器K7的常开触点一端接上电保护电路、另一端接第一计算机开关的另一端；

电磁继电器K5线圈的一端接开机信号采集电路、另一端接12V电源负极，电磁继电器K5一常开触点的另一端接系统开关的另一端和电磁继电器K8线圈的一端及12V电源正极，另一常开触点的一端接3.3V电源、另一端接主控制器，电磁继电器K8线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K8线圈两端并接有电容C4，电磁继电器K8的常开触点一端接上电保护电路、另一端接第二计算机开关的另一端；

光电耦合器OC2的1脚通过电阻R2接主控制器、2脚接地、3脚接电磁继电器K2线圈的一端、4脚接12V电源正极，电磁继电器K2线圈的另一端接12V电源负极，电磁继电器K2常开触点两端接UPS不间断电源的开关。

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