RU205821U1

RU205821U1 - Laptop

Info

Publication number: RU205821U1
Application number: RU2021100917U
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Курносов; Игорь Иванович Василенко; Раиса Борисовна Гольдман; Софья Евгеньевна Менькова; Илья Александрович Кулаков
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2021-08-11

Abstract

Полезная модель относится к компьютерной технике, в частности к подаче питания на переносной компьютер.Для повышения безопасности и комфорта при эксплуатации переносного компьютера, содержащий корпус, в котором расположены материнская плата с выводами «плюс» и «минус», жесткие диски, клавиатура, аккумуляторная батарея, разъем для подачи питания с контактами «плюс» и « минус», согласно полезной модели имеет дополнительный разъем для подачи питания, установленный противоположно на боковой стороне корпуса параллельно первому аналогичному разъему, при этом между разъемами для подачи питания, внутри корпуса расположен переключатель тока, в качестве которого использованы сдвоенные диоды Шоттке с общим катодом, соединенным с выводом «плюс» материнской платой, а их аноды соответственно соединены с контактами «плюс» разъемов для подачи питания, причем контакты « минус» этих разъемов соединены между собой, а между точкой соединения этих контактов и выводом «минус» материнской платы установлен самовосстанавливающийся предохранитель.The utility model relates to computer technology, in particular to supplying power to a portable computer. To increase the safety and comfort during the operation of a portable computer, it contains a case in which a motherboard with "plus" and "minus" terminals, hard disks, a keyboard, a rechargeable battery are located. battery, connector for power supply with contacts "plus" and "minus", according to the utility model has an additional connector for power supply, installed oppositely on the side of the case parallel to the first similar connector, while between the connectors for supplying power, a current switch is located inside the case , which is used as double Schottke diodes with a common cathode connected to the "plus" terminal of the motherboard, and their anodes are respectively connected to the "plus" contacts of the connectors for supplying power, and the "minus" contacts of these connectors are connected to each other, and between the point the connection of these contacts and the "minus" terminal of the motherboard is set to resettable fuse.

Description

Полезная модель относится к компьютерной технике, в частности к подаче питания на переносные компьютеры (ноутбук, нетбук и макбук).The utility model relates to computer technology, in particular to supplying power to portable computers (laptop, netbook and macbook).

Известно использование в батарее электрических накопителей энергии диода Шоттке, который позволяет аккумуляторам разряжаться па внешнюю нагрузку, по препятствует их заряду (патент РФ па полезную модель №132619, кл. H02J 7/00, 2013 г. ).It is known to use a Schottke diode in a battery of electric energy storage devices, which allows batteries to be discharged to an external load, but prevents them from being charged (RF patent for utility model No. 132619, class H02J 7/00, 2013).

Известен источник питания для мобильного телефона (патент РФ на полезную модель №63130, кл. H02J 7/00, 2007 г.), который содержит, по меньшей мере, один фотоэлектрический преобразователь соединенный е аккумуляторной батареей через диодно-конденсаторный блок, выполненный из конденсатора и, по меньшей мере двух быстродействующих диодов Шоттке, один из которых расположен между фотоэлектрический преобразователем и конденсатором, а другом между этим же конденсатором и аккумуляторной батареей соответственно, позволяющих обеспечить отсутствие у аккумулятора цикличности, а соответственно и эффекта памяти, при зарядке его от преобразователя или от сетевого адаптера, включенного в электронную схему и имеющего соответствующие разъемы.A known power supply for a mobile phone (RF patent for utility model No. 63130, class H02J 7/00, 2007), which contains at least one photoelectric converter connected by a battery through a diode-capacitor unit made of a capacitor and at least two high-speed Schottke diodes, one of which is located between the photoelectric converter and the capacitor, and the other between the same capacitor and the storage battery, respectively, making it possible to ensure that the battery does not cycle, and, accordingly, the memory effect, when charging it from the converter or from the mains adapter included in the electronic circuit and having the appropriate connectors.

Известен прибор контроля параметров и энергии токоприемников электрической сети, в который встроен электронный цифровой счетчик электрической энергии с встроенными контроллером и последовательным интерфейсом, связанный с переносной ПЭВМ (ноутбуком) через чиповой адаптер интерфейса, па корпусе прибора установлены два включателя напряжения и, по меньшей мере, два выходных разьема (однофазный и трехфазный) для подключения к питающей цепи (патент РФ на полезную модель №161591, кл. G01R 19/00, 2016 г.).A known device for monitoring the parameters and energy of current collectors of an electrical network, in which an electronic digital meter of electrical energy with a built-in controller and a serial interface is integrated, connected to a portable PC (laptop) through a chip interface adapter, two voltage switches are installed on the body of the device and at least two output connectors (single-phase and three-phase) for connection to the supply circuit (RF patent for utility model No. 161591, class G01R 19/00, 2016).

Известно использование в компьютерных блоках питания вентилей Шоттке. Пятивольтовое напряжение обеспечивает серьезный ток в десятки ампер, что для низковольтных систем питания являемся рекордом. Для этих блоков питания и применяют вентили Шоттке. В основном, используются сдвоенные диоды с единым катодом. В известных компьютерных блоках питания сдвоенные диоды Шоттке с единым катодом используют для защиты от увеличенного тока утечки и электрического пробоя (https://amperof.ru/elektropribory/diod-shottki.html//).It is known to use Schottke valves in computer power supplies. The five-volt voltage provides a serious current of tens of amperes, which is a record for low-voltage power systems. For these power supplies, Schottke valves are used. Basically, double diodes with a single cathode are used. In known computer power supplies, double Schottke diodes with a single cathode are used to protect against increased leakage current and electrical breakdown (https://amperof.ru/elektropribory/diod-shottki.html//).

В качестве прототипа использован ноутбук, содержащий корпус, в котором расположены материнская плата, жесткие диски, клавиатура, аккумуляторная батарея, внешние разъемы для подключения внешнего источника питания (https://www.ixbt.com/portopc/macbook-pro-2016-13.shtml - прототип).As a prototype, a laptop was used containing a case containing a motherboard, hard drives, keyboard, battery, external connectors for connecting an external power source (https://www.ixbt.com/portopc/macbook-pro-2016-13 .shtml - prototype).

Общим недостатком переносных компьютеров является то, что одним, из самых ненадежных элементов компьютера является материнская плата из-за недостаточной надежности ее защиты от перегрузок, возникающих при скачках напряжения или короткого замыкания. Поскольку для подключения внешнего источника тока используются USB-порты, а в прототипе используются их несколько, то при переключении внешнего источника тока, не смотря на адаптер, могут происходить скачки напряжения, что приводит к перегрузке материнской платы, отрицательно влияющие па ее надежность работы. Кроме того, USB-порты очень уязвимы, т.к. они оперируют более высокими токами - до 500 мА, нежели большинство других интерфейсов ввода-вывода и характерным явлением для USB короткое замыкание сигнальных цепей D+ и D-, что часто выводит из строя материнскую плату, если на ней отсутствуют предохранители. Так как USB-порты гораздо чаще, чем другие устройства подвергаются процедуре подключения/отключения, это увеличивает вероятность износа контактов и, соответственно, риск отказа в момент очередного подключения. Согласно статистике, наибольшим процентом отказа обладают устройства, подключаемые к USB разъемам это флэшки, переходники - которые в большинстве случаев, не бывают заземлены, достаточно плохо монтируются в пластмассу корпуса, очень быстро разбалтываются в посадочном месте. В результате короткого замыкания в цепи будет протекать максимальный ток, который может привести к выгоранию электрических цепей материнской платы, которую не возможно будет восстановить.A common disadvantage of laptop computers is that one of the most unreliable elements of a computer is the motherboard due to the insufficient reliability of its protection against overloads arising from voltage surges or short circuits. Since USB ports are used to connect an external current source, and several of them are used in the prototype, when switching an external current source, despite the adapter, voltage surges can occur, which leads to an overload of the motherboard, negatively affecting its reliability. In addition, USB ports are very vulnerable. they operate at higher currents - up to 500 mA than most other I / O interfaces and USB short circuits on the D + and D- signal circuits, which often damage the motherboard if there are no fuses on it. Since USB ports are much more likely than other devices to be connected / disconnected, this increases the likelihood of contact wear and, accordingly, the risk of failure at the time of the next connection. According to statistics, devices connected to USB connectors have the highest percentage of failure, these are flash drives, adapters - which in most cases are not grounded, they are poorly mounted in the plastic of the case, and very quickly loose in the seat. As a result of a short circuit, a maximum current will flow in the circuit, which can lead to burnout of the electrical circuits of the motherboard, which cannot be restored.

Техническим результатом полезном модели является повышение надежности защиты материнской платы от перегрузок при эксплуатации переносного компьютера.The technical result of the utility model is to improve the reliability of the motherboard protection against overloads during the operation of the laptop.

Технический результат достигается тем ч то, переносной компьютер, содержащий корпус, в котором расположены материнская плата с выводами «плюс» и «минус», жесткие диски, клавиатура, аккумуляторная батарея, разъемы для подачи питания с контактами «плюс» и « минус», расположенные противоположно на боковых сторонах корпуса, согласно полезной модели внутри корпуса расположен переключатель тока, в качестве которого использованы сдвоенные диоды Шоттке с общим катодом, соединенным с выводом «плюс» материнской платой, а их аноды соответственно соединены с контактами «плюс» разъемов для подачи питании, при этом контакты «минус» этих разъемов соединены между собой, причем между точкой соединения этих контактов и выводом «минус» материнской платы установлен самовосстанавливающийся предохранитель.The technical result is achieved by the fact that a laptop containing a case containing a motherboard with "plus" and "minus" terminals, hard disks, a keyboard, a rechargeable battery, connectors for supplying power with contacts "plus" and "minus", located opposite on the sides of the case, according to the utility model, a current switch is located inside the case, which is used as double Schottke diodes with a common cathode connected to the “plus” terminal of the motherboard, and their anodes are respectively connected to the “plus” contacts of the connectors for supplying power , while the “minus” contacts of these connectors are interconnected, and a self-healing fuse is installed between the connection point of these contacts and the “minus” terminal of the motherboard.

Совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы полезной модели, обеспечивающая повышение надежности защиты материнской платы, неизвестна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособност и «новизна».The set of features contained in the independent claim of the utility model, which provides an increase in the reliability of the protection of the motherboard, is unknown from the prior art, which indicates the compliance of the claimed technical solution with the criterion of patentability and "novelty".

Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование относится к компьютерной технике.Compliance of the proposed solution with the criterion of patentability "industrial applicability" is due to the fact that the proposed technical solution is efficient and its possible use relates to computer technology.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре представлена электрическая схема переключения разъемов для подачи питания.The essence of the utility model is illustrated by a drawing, where the figure shows an electrical circuit for switching connectors for power supply.

На графическом материале для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности полезной модели, а сопутствующие элементы, хороши известные специалистам в данной области, не представлены.For the sake of clarity, only those details are presented on the graphic material that are necessary for understanding the essence of the utility model, and the accompanying elements, well known to those skilled in the art, are not presented.

Переносной компьютер содержит корпус 1, в котором расположена материнская плата 2 с выводами «плюс» и «минус». Также в корпусе расположены жесткие диски, клавиатура, аккумуляторная батарея, которые на фигуре не показаны, и разъемы для подачи питания 3 и 4 с контактами «плюс» и «минус», они расположены на боковых сторонах корпуса 1 параллельно друг другу. Между разъемами 3 и 4 для подключения внешнего источника питания установлен переключатель подачи тока, в качестве которого использованы сдвоенные диоды Шоттке 5 и 6 с общим катодом 7, соединенным с выводом «плюс» материнской платы 2, а аноды 8 и 9 соответственно соединены с «плюсами» разъемов 3 и 4 для подачи питания. Контакты «минус» этих разъемов соединены между собой, и между точкой соединения этих контактов и выводом «минус» материнской платы 2 установлен самовосстанавливающийся предохранитель 10. Все соединения элементов переключения разъемов подачи питания, а именно общий катод и аноды диодов Шоттке 6 и 5 с «плюсами» разъемов 3 и 4 и с «плюсом» материнской платой 2 и ее «минусы» с «минусами» контактов разъемов и с самовосстанавливающимся предохранителем 10 осуществлены посредством спайки проводов.The laptop contains a case 1, which houses a motherboard 2 with "plus" and "minus" pins. Also in the body there are hard disks, a keyboard, a battery, which are not shown in the figure, and connectors for supplying power 3 and 4 with contacts "plus" and "minus", they are located on the sides of the body 1 parallel to each other. A current supply switch is installed between connectors 3 and 4 for connecting an external power source, which is used as double Schottke diodes 5 and 6 with a common cathode 7 connected to the "plus" terminal of the motherboard 2, and anodes 8 and 9 are respectively connected to the "pluses" »Connectors 3 and 4 for power supply. The minus contacts of these connectors are interconnected, and a self-resetting fuse 10 is installed between the junction point of these contacts and the minus terminal of the motherboard 2. All connections of the switching elements of the power supply connectors, namely the common cathode and anodes of Schottke diodes 6 and 5 s pluses "connectors 3 and 4 and with the" plus "motherboard 2 and its" minuses "with the" minuses "of the connector contacts and with a self-healing fuse 10 are carried out by soldering wires.

Использование диодов Шоттке, обусловлено тем, что их принцип работы основан на особенностях барьера. Эффект Шоттке при контакте компонентов, из которых выполнен непосредственно полупроводник и металл, заключается в образовании бедного электронами участка. Последний имеет вентильные характеристики, аналогичные р-n взаимодействию. Контактный слой останавливает носителей заряда. По сравнению с другими типами диодов такое решение обладаетThe use of Schottke diodes is due to the fact that their principle of operation is based on the features of the barrier. The Schottke effect on contact between the components of which the semiconductor and the metal are made directly consists in the formation of an electron-poor area. The latter has valve characteristics similar to the pn interaction. The contact layer stops charge carriers. Compared to other types of diodes, this solution has

минимальным обратным током; minimum reverse current;

стремящейся к нулю собственной емкостью; own capacity tending to zero;

обратным напряжением самой низкой допустимой величины; reverse voltage of the lowest permissible value;

при прямом включении меньшим снижением напряжения. with direct connection, less voltage drop.

Для демонстрации работы заявляемого технического решения использован ноутбук (HP Inc 15-da0406nr (6РХ20ЕА)), содержащий внешний источник питания в виде блока питания и пластиковый корпус, в котором расположены источник внешнего питания - аккумулятор (HP 1 5-ас000-15-ас099), разъем питания (питания hp 15-ac010nr 15-АС000 серии 799736-F57-напряжение, обычно, около 19 вольт) и материнская плата.To demonstrate the operation of the proposed technical solution, a laptop (HP Inc 15-da0406nr (6РХ20ЕА)) was used, containing an external power source in the form of a power supply unit and a plastic case in which an external power source is located - a battery (HP 1 5-ac000-15-ac099) , power connector (power supply hp 15-ac010nr 15-AC000 series 799736-F57 - voltage, usually about 19 volts) and the motherboard.

В переносном компьютере электрическая схема для защиты материнской платы от перегрузок разъемов работает следующим образом.In a laptop computer, the circuitry for protecting the motherboard from overloading the connectors works as follows.

Если питание подается с первого разъема 3, то напряжение поступает через анод 8 диода Шоттке 5 и катод 7 на материнскую плату 2, в это время диод Шоттке 6 закрыт и не дает напряжению поступать на материнскую плату 2. При подключении ко второму разъему 4 питание будет поступать через диод Шоттке 6 и через общий катод 7 на материнскую плату 2, а диод 5 будет закрыт. Предлагаемая схема питания ноутбука, позволяет исключить перепад напряжения при переключении разъемов 3 и 4. Для защиты от перегрузок в переключателе тока использован самовосстанавливающийся предохранитель 10, работа которого основана на резком увеличении сопротивления при превышении порогового тока, протекающего через него.If power is supplied from the first connector 3, then the voltage goes through the anode 8 of the Schottke diode 5 and the cathode 7 to the motherboard 2, at this time the Schottke diode 6 is closed and does not allow the voltage to go to the motherboard 2. When connected to the second connector 4, the power will be go through the Schottke diode 6 and through the common cathode 7 to the motherboard 2, and the diode 5 will be closed. The proposed power supply circuit for the laptop eliminates the voltage drop when switching connectors 3 and 4. To protect against overloads in the current switch, a self-healing fuse 10 is used, the operation of which is based on a sharp increase in resistance when the threshold current flowing through it is exceeded.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает повышение надежности защиты материнской платы при использовании переносного компьютера, так как снижается вероятность увеличения перегрузок.Thus, the proposed technical solution provides an increase in the reliability of protection of the motherboard when using a laptop, since the likelihood of increased overloads is reduced.

Claims

A laptop containing a case that houses a motherboard with plus and minus pins, hard drives, a keyboard, a battery and power connectors with plus and minus pins, characterized in that the inside of the case is a current switch, which is double Schottke diodes with a common cathode connected to the "plus" terminal of the motherboard, and their anodes are respectively connected to the "plus" contacts of the connectors for supplying power, while the "minus" contacts of these connectors are connected to each other, moreover, a self-healing fuse is installed between the connection point of these contacts and the minus terminal of the motherboard.