微機控制的計算機內置集成不間斷電源的製作方法

2023-12-11 19:25:27 2

專利名稱：微機控制的計算機內置集成不間斷電源的製作方法
技術領域：
一種微機控制的計算機內置集成間斷電源屬於計算機用電源製造領域。
目前計算機所用的ATX開關電源是放在機箱內的，而不間斷電源則是外置的，整個電源體積較大，而且計算機主機無直流後備而顯示器也無交流後備。
本實用新型的目的在於提供一種由微機控制的可直接內置於計算機內的同時具有開關電源和不間斷電源功能而又可實現計算機主機的直流後備和顯示器的交流後備的新型供電與保護設備。
本實用新型的特徵在於它含有其輸入為220V交流的EMI濾波電路；其輸入端XS-AC2、XSAC1和EMI濾波電路的相同端連接，VB+端和12V鉛酸蓄電池相連，開關控制端PC4和單片機的相同端相連的升壓及直流不間斷電路；其電源端VH和升壓及直流不間斷電路的300V高壓輸出端VH相連，開關控制端PB0-PB4和單片機的相同端相連的直流-交流逆變電路；其輸入端XS-AC2、XS-AC1和EMI濾波電路的相同輸出端相連，另一輸入端DC-AC1、DC-AC2和直流-交流逆變電路的矩形波輸出端相連，電源端12VC由工作電源及音響報警電路的相同端供電，切換控制端PB5和單片機相同端相連，輸出端XS-A、XS-B接顯示器的顯示器電源切換電路；其300V直流高壓輸入端VH和升壓及直流不間斷電路的相同端相連，脈寬調製信號輸出端VR和升壓及直流不間斷電路的輸入端VR相連，直流電源輸入端VCC和工作電源及音響報警電路的5V輸出端VCC相連，18V輔助電源輸出端VCH和工作電源和音響報警電路的電源輸入端VCH相連，其-12V、+12V、+5V、-5V、+3.3V、+5VSB各輸出端和計算機主板的各電源輸入端相連而其開關控制端PS/ON也和計算機主板上相應控制端相連的ATX電源；其電源+5V輸入端和ATX電源的相應輸出端相連，而其檢測信號輸出端PD3和單片機相應的檢測信號輸入端相連的ATX工作檢測電路；其報警控制信號輸入端PD4和單片機的相應端相連的工作電源及音響報警電路；其輸入為220V交流而其檢測信號輸出端PC0和單片機相應輸入端相連的交流輸入檢測電路；12V鉛酸蓄電池；其輸入端VB+和鉛酸蓄電池相連而其檢測信號輸出端PC1和單片機相應的輸入端相連的電池能量檢測電路；其充電電壓輸出端VB+和12V鉛酸蓄電池相連，輔助電源輸入端與ATX電源的18V輔助電源輸出端相連而檢測信號輸出端和單片機相應輸入端相連的蓄電池充電電路以及其發送端TXD、接收端RXD和計算機RS232串行口相連的單片機。
使用證明它達到了設計目的。
為了在下面結合實施例，對本實用新型作詳盡描述，現把本申請文件所使用的附圖編號和名稱簡介如下

圖1微機控制的計算機內置的集成不間斷電源的電路原理框圖；圖212V-300V升壓及直流不間斷電路；圖3直流-交流逆變電路；圖4蓄電池充電電路；圖5顯示器電源切換電路；圖6交流輸入EMI濾波電路；圖712V工作電源及音響報警電路；圖8交流輸入(電源)檢測電路；圖9電池電壓檢測電路；圖10ATX電源工作檢測電路；圖11-圖12ATX開關電源(1)及(2)；圖13逆變電路時序工作圖；圖14單片機1的電路圖實施例請見圖1-14。在圖1中，1是單片機AVR90S4433；2是12V～300V升壓及直流不間斷電路；3是直流-交流逆變電路；4是蓄電池充電電路；5是顯示器電源切換電路；6是交流輸入EMI抗電磁幹擾濾波電路；7是12V工作電源及音響報警電路；8是交流輸入電源檢測電路； 9是電池電壓檢測電路；10是ATX電源工作檢測電路，11、12是ATX開關電源(1)及(2)，它們相應的電路原理圖見圖2～圖14。
接入交流電源後，進入交流待機模式。交流輸入檢測電路8進入工作狀態；EMI濾波電路6向12V-300V升壓及直流不間斷電路2供電，經升壓後，該電路2的300V直流輸出同時向直流-交流逆變電路3、ATX電源11、12供電。此時，計算機未運行，設備處於等待啟動狀態。當ATX開關電源11、12的PS/ON端收到計算機主板的開機信號後，將自動啟動+3.3V、5V、12V輸出，單片機1經ATX工作檢測電路10在PD3端收到計算機開機信號後進入交流模式，以上兩種模式，市電電壓都在190～265V之間。開始向計算機主機發送設備信息。在單片機1和計算機主機連通情況下，相互之間可進行數據通訊；在單片機1主動模式下，它定時向計算機主機發送電源工作情況，提供輸入電壓、電池電壓等參數；在單片機1被動模式下，由計算機主機查詢電源狀態，單片機1返回上述電壓參數，無論處於何種模式，單片機1在檢測到異常信號或12V鉛酸蓄電池工作電壓不足時，立即經PD4端向工作電源及音響報警電路7發出報警信號，在交流模式下，ATX電源11、12的PS/ON端，可自動檢測並執行計算機主板發出的關機指令，經ATX電源工作檢測電路10把關機信號經PD3端送到單片機1，自動轉入待機模式。當市電電壓中斷、低於170V或高於265V時，交流輸入檢測電路8經PC0端向單片機1發出切換信號，此時，單片機1經PC4端向12V～300V升壓及直流不間斷電路2發出切換指令，立即切斷市電交流輸入，同時經PC3端啟動蓄電池充電電路4升壓使12V～300V升壓及直流不間斷電路2轉入蓄電池供電狀態，ATX電源11、12也同時由蓄電池充電電路4向18V輔助電源端VCH供電，同時，工作電源及音響報警電路7也切換到蓄電池供電狀態，以保證其繼續向ATX電源11、12的VCC端、顯示器電源切換電路4的12VC端供電、同時，發出音響報警，並向計算機主機發送後備電源工作信號。與此同時單片機1經PB0～PB4端啟動直流-交流逆變電路3，進入逆變工作時序，待其穩定後，經DC～AC1、DC～AC2端再經顯示器電源切換電路4向顯示器供電，這是在單片機1經PB5端向顯示器電源切換電路4發出啟動指令後進行的。一旦市電交流進入190V-265V有效範圍，在保持穩定20秒後，單片機1經PC4、PB5端把12V～300V升壓和直流不間斷電路2、顯示器電源切換電路4的供電切換到交流線路。同時經PB0～PB4端關閉直流-交流逆變電路3，使顯示器電源切換電路4恢復交流供電。當計算機未運行且市電電壓存在且低於170V或高於265V時，單片機1處於市電電壓監測和關機檢測狀態。當市電電壓為0，單片機1無電源供應，設備不工作，計算機無法啟動，處於關閉模式。此外在後備電源工作期間，單片機1若檢測到蓄電池供電不足，便會向計算機主板發出強制關機的請求，計算機主機應用軟體在收到此請求後，立即告警，並在30秒內啟動數據保護模式，強制計算機關機。若單片機1在發出強制關機請求後90秒內沒有檢測到關機信號，將自動進行保護性關機。
由此可見這是一種計算機內置的集不間斷供電電源UPS和ATX開關電源於一體的新型供電和保護設備。在微機控制下，它還是一套高效、小型的逆變流設備，實現了計算機主板的直流後備和顯示器的交流後備，使整個設備的尺寸較一般的UPS裝置大為縮小，同時還可在市電故障情況下，保護計算機及其數據，提供事件報警，至少7分鐘內可不間斷供電。
權利要求1．一種微機控制的計算機內置集成不間斷電源，含有ATX開關電源和不間斷供電電源，其特徵在於，它含有其輸入為220V交流的EMI濾波電路；其輸入端XS-AC2、XSAC1和EMI濾波電路的相同端連接，VB+端和12V鉛酸蓄電池相連，開關控制端PC4和單片機的相同端相連的升壓及直流不間斷電路；其電源端VH和升壓及直流不間斷電路的300V高壓輸出端VH相連，開關控制端PB0-PB4和單片機的相同端相連的直流-交流逆變電路；其輸入端XS-AC2、XS-AC1和EMI濾波電路的相同輸出端相連，另一輸入端DC-AC1、DC-AC2和直流-交流逆變電路的矩形波輸出端相連，電源端12VC由工作電源及音響報警電路的相同端供電，切換控制端PB5和單片機相同端相連，輸出端XS-A、XS-B接顯示器的顯示器電源切換電路；其300V直流高壓輸入端VH和升壓及直流不間斷電路的相同端相連，脈寬調製信號輸出端VR和升壓及直流不間斷電路的輸入端VR相連，直流電源輸入端VCC和工作電源及音響報警電路的5V輸出端VCC相連，18V輔助電源輸出端VCH和工作電源和音響報警電路的電源輸入端VCH相連，其-12V、+12V、+5V、-5V、+3.3V、+5VSB各輸出端和計算機主板的各電源輸入端相連而其開關控制端PS/ON也和計算機主板上相應控制端相連的ATX電源；其電源+5V輸入端和ATX電源的相應輸出端相連，而其檢測信號輸出端PD3和單片機相應的檢測信號輸入端相連的ATX工作檢測電路；其報警控制信號輸入端PD4和單片機的相應端相連的工作電源及音響報警電路；其輸入為220V交流而其檢測信號輸出端PC0和單片機相應輸入端相連的交流輸入檢測電路；12V鉛酸蓄電池；其輸入端VB+和鉛酸蓄電池相連而其檢測信號輸出端PC1和單片機相應的輸入端相連的電池能量檢測電路；其充電電壓輸出端VB+和12V鉛酸蓄電池相連，輔助電源輸入端與ATX電源的18V輔助電源輸出端相連而檢測信號輸出端和單片機相應輸入端相連的蓄電池充電電路以及其發送端TXD、接收端RXD和計算機RS232串行口相連的單片機。
2．根據權利要求1所述的微機控制的計算機內置集成不間斷電源，其特徵在於所述的單片機是AVR90S4433或功能相當、類似的類型。
專利摘要微機控制的計算機內置集成不間斷電源屬於計算機電源領域,其特徵在於,包含有:由EMI濾波電路和升壓及直流不間斷電路組成的直流高壓電源,與其輸出端相連且由逆變和切換電路構成的顯示器電源以及ATX電源,同時受ATX電源及蓄電池充電電路供電的工作電源及報警電路;交流輸入、電池能量及ATX工作檢測電路以及有檢測、控制、切換、通信功能的單片機。它是一種內置機內的集開關電源、UPS電源於一體同時又兼具電源供應、後備、故障及數據保護功能的新型供電和保護設備。
文檔編號H02J7/00GK2425384SQ0023906
公開日2001年3月28日 申請日期2000年6月15日 優先權日2000年6月15日
發明者林厚波, 周天舒, 劉雪田 申請人:林厚波