专利名称：一种计算机智能电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源，更具体地说涉及一种用于计算机的可以自动保存数据和关机的智能电源。
背景技术：
现有计算机的普通开关电源，通常在交流供电的条件下，对用电设备进行能量供给，当电压异常时，电源具有停止能量供给的功能，但没有在线不间断提供能量的功能。而目前市面上的在线式不间断电源，则仅具有在线不间断提供功能，且对异常情况不能进行自动智能化安全处理，而且成本高。例如当某人正在使用计算机进行设计，突然有事离开，但对数据资料没有进行保存，期间如有停电，则资料全丢了。再如，在线式不间断电源在停电后自动切换提供能量，由于操作人有事离开，当电池能量不够时，由于断电而造成资料丢失或设备损坏。为此，出现了很多方案，如中国专利CN1239783A“计算机不间断供电开关电源”，公开了一种计算机不间断供电开关电源，将开关电源和不间断电源整合在一起，并将电池组变为可拆卸的部件，但是依然存在当不间断电源电池能量不够时造成资料丢失或设备损坏的缺点。中国专利CN1324130A“计算机控制的计算机内置集成不间断电源”，采用单片机控制电源的转换，也无法实现自动的进行备份数据和安全关机。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种计算机智能电源，当交流电异常时，可以自动对数据资料进行保存，并安全的关闭计算机，采用的技术方案如下本实用新型的计算机智能电源，包括一个给计算机提供能量的ATX开关电源；
一个给ATX开关电源提供能量的后备供电电路，从ATX开关电源的采用主动式功率因素校正电路(PFC电路)的电感中引出一绕组对AC交流电压进行检测来控制后备供电电路的工作，在市电发生异常时，后备供电电路通过在ATX开关电源的主功率变压器部分增设的绕组进行升压给ATX开关电源高效提供能量；一个给后备供电电路充电的充电电路，该电路将boost变换器进行改造，利用ATX开关电源的主功率变压器现有的+5v绕组提供能量，采用电感储能，对后备供电路进行充电；一个给显示器提供能量的显示器供电控制电路，该电路采用继电器来实现交流与直流切换给显示器进行供电；该电路的特点是通过AC输入电压分压后与U2011 TL431稳压集成电路的内部基准比较来控制继电器工作；一个MCU单片机智能控制电路，该电路将ATX开关电源的各路模拟信号进行比较后，并将信号和指令进行A/D(模/数)转换后输出提供给智能软件进行监控比较分析，当交流电压异常或掉电时发出关机信息给智能软件；一个智能软件，该软件通过MCU单片机控制电路获取计算机智能电源装置工作中的各种数据信息，并且提供给用户参考，同时监控计算机智能电源装置的工作状态，给用户提供相关信息提示，当接收到计算机智能电源异常需要关机的信息时，立即对正在运行各项数据资料进行自动保存，同时对计算机智能电源及设备进行安全关闭。并提示用户资料已经保存，已进行安全关机；该软件的特点是通过编写程序进入计算机的操作系统来实现资料自动保存和自动安全关闭；一个连接智能软件与MCU单片机智能控制电路进行数据传输的计算机串口连接电路，该电路通过串口通信芯片将MCU单片机智能控制电路的信号转化为数据输出给智能软件实现数据信息的传输。
一个提示用户的语音智能电路，该电路实现计算机智能电源装置工作中对用户语音提示的需求。
下面对各电路的连接进行介绍ATX开关电源的P1011 AC1与P1012 AC2输入端与220V交流相连，ATX开关电源的P1015 DC360V输出端与显示器供电电路的J2011A输入端相连，ATX开关电源的P1014 +5V端与充电电路的P4011 +5V端相连，ATX开关电源的P1013 +12V端输出端与后备供电电路的P3011 +12V端相连；显示器供电控制电路的P2011 AC1和P2012 AC2输入端与220V交流相连，显示器供电控制电路的输出端P2011和P2012和显示器的输入端相连；充电电路的P4012和P4013电压输出端与后备供电电路的电池正极端和电池负极端；MCU单片机智能型控制电路的P5011DC/DC EN高低电平脉冲信号输出端与后备供电电路的P3012 DC/DC EN信号输入端相连，MCU单片机智能型控制电路的P5012 RXD0和P5013 TXD0数字信号端与计算机串口连接电路的P7011 RXD0和P7012 TXD0数字信号端相连，可以相互传输数据信号，MCU单片机智能型控制电路的P5014和P5015高低电平脉冲信号输出端与语音智能电路的P6011和P6012高低电平脉冲信号输入端相连；语音智能电路的Vcc输入端与ATX开关电源的P1014 +5V端相连；计算机串口连接电路的串口端J5011连接智能软件的串口端，即计算机的串口端，输出数据信号，相互传递信息指令。
与通用ATX电源相比，本实用新型采用通过硬件与软件的配合，克服了通用型ATX电源无法与软件配合的缺点。实现了在AC交流电压掉电或异常的情况下，自动进行数据资料保存及安全关机。在AC交流电压正常时，本实用新型将电源的相关工作状态数据通过软件在计算机上提供介面显示，供用户参考了解电源工作状态。为实现其它电源没有实现的硬件与软件的连接配合以及自动保存和自动安全关机的功能，本实用新型采用了后备式供电电路来提供AC交流电压掉电或异常时的能量保障。采用了MCU单片机智能控制电路来进行电源状态监测及数据自动保存和安全关机的指令发送。采用了串口连接集成电路来实现硬件与软件的连接配合。采用了编写程序软件进入计算机的操作系统来执行数据的显示以及自动保存和安全关机程序运行。
本实用新型对照现有技术的有益效果是，由于本实用新型的计算机智能电源可直接进行自动保存数据，并安全关闭。因此，纵使用户离开，没有对资料进行保存，其计算机智能电源在市电发生异常时，能立即对数据资料进行自动保存，并进行自动安全关闭，确保用户资料不会丢失，设备不会损坏，而且电路简洁可靠、体积小、成本低、实用性强。
图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；图2是图1所示优选实施例的ATX开关电源的部分电路图；图3是图1所示优选实施例的ATX开关电源中的主动式功率因素校正电路(PFC)电路图；图4是图1所示优选实施例的显示器供电控制电路图；图5是图1所示优选实施例的后备供电电路图；图6是图1所示优选实施例的充电电路图；图7是图1所示优选实施例的MCU单片机智能控制电路图；图8是图1所示优选实施例的智能语音电路图；图9是图1所示优选实施例的计算机串口连接电路图；图10是图1所示优选实施例的智能软件流程图；图11是图1所示优选实施例的单片机主程序的流程图。
具体实施方式
如图1-11所示，本优选实施例的计算机智能电源包括一个给计算机提供能量的ATX开关电源101；一个可以控制ATX开关电源101给显示器交流或直流供电转换的显示器供电控制电路201；一个可以给ATX开关电源101提供能量的后备供电电路301；一个给后备供电电路301充电的充电电路401；一个对ATX开关电源101进行功能检测，并进行功能数据转换的MCU单片机智能控制电路501；一个可以对ATX开关电源101工作状态进行语音提示的智能语音电路601；一个可以监控ATX开关电源101工作状态，将工作状态提供给用户参考，并在异常状态进行警告提示，提醒用户，同时自动保存数据资料及自动安全关闭的智能软件801；一个相互传递MCU单片机智能控制电路501与智能软件801数据信号的计算机串口连接电路701。
如图2及图3所示，其表示图1中所示实施例中ATX开关电源101的电路组成部分。图2和图3构成一个目前典型的ATX开关电源。输出+5VSB，+5V，+12V，+3.3V，-5V，-12V给计算机提供能量。
如图4所示，是图1中所示实施例中显示器供电开关电路201的电路图，其工作原理为通过AC输入电压分压后与稳压集成电路U2011TL431的内部基准比较，产生控制信号驱动继电器J2011工作，当无AC电压或AC电压低于150V时，开关J2011跳至点J2011A，显示器供电由DC供电，当AC电压高于150V时，开关J2011跳回，显示器供电有AC供电。
如图5所示，其表示图1中所示实施例中后备供电电路301，其工作原理为，当AC电压异常或掉电时，同时MCU单片机控制电路501中DC/DC EN为低电平时，通过绕组线圈L3013检测的电压低或无，此时三级管Q3012的E极输出高电平，为MOSFET(场效应管)Q3013和Q3014提供驱动电压，后备供电电路301开始启动工作并经过后备供电电路301的绕组线圈L3011和L3012进行能量传输。
如图6所示，其表示图1中所示实施例中充电电路401，其工作原理为，此电路是boost变换器的一种变形电路，P4011 +5V输入端的输入为矩形波，当输入为高电平时，MOSFET(场效应管)Q4011导通，电感L4011储能，当输入为低电平时，Q4011截止，电感通过D4013给301后备供电电路进行充电。
如图7所示，其表示MCU单片机智能控制电路501，其工作原理为ATX开关电源101的各路信号通过MCU单片机智能控制电路501的U5011 MCU芯片的2脚FA0、3脚RA1、4脚RA2等I/O口输入，并进行比较后将信号和指令进行A/D转换后通过MCU单片机智能控制电路501的U5011 MCU芯片的14脚RC3、15脚RC4、17脚RC6等I/O口输出，到计算机串口连接电路701提供给智能软件801进行监控比较分析及执行指令，同时输出指令给智能语音电路601。
如图8所示，智能语音电路601的工作原理为当MCU单片机智能控制电路501发出执行语音提示的指令时，智能语音电路601的IC6011的S1脚或S2脚为高电平，同时将语音信号从COUT脚输出经T6011放大输出给扬声器SPEAKER。
如图9所示，计算机串口连接电路701工作原理为MCU单片机控制电路501将智能电路的各项信号输出给计算机串口连接电路701的串口通信芯片U7011，U7011串口通信芯片根据通信协议将信号转化为数据输出给智能软件801监控、分析及执行。
如图10所示，其表示图1中所示实施例中智能软件801，其主要功能是用于监控计算机智能电源外部输入电压，以及电源的工作状态，并将参数数据显示给用户参考，在收到MCU单片机智能控制电路501发出的电源工作异常的信息和进行自动资料数据保存及自动安全关机的需求后，进行自动资料数据保存及自动安全关机。本实施例的具体工作如下当计算机智能电源正常启动工作后，计算机正常动作工作，智能软件801进入步骤8011在计算机操作系统中启动软件。同时智能软件801通过计算机串口连接电路701向MCU单片机智能控制电路501发出步骤8012信息传输连接请求，如连接失败则进入步骤8014，跳出显示“连接失败”的提示框，提醒用户检查外部连接线及接口是否畅通正常。如连接成功通过计算机串口连接电路701进入步骤8013软件接收MCU单片机智能控制电路501上传的计算机智能电源的各种数据，并做相应转化后显示给用户。各种数据转化后显示给用户的同时进行步骤7015判断上传数据是否在正常值，如果是正常值则进入到步骤8016继续显示所传数据。如果异常则进入步骤8017产生相应的提示框并用语音提醒用户。同时进入步骤8018判断是否接收到MCU单片机智能控制电路501通过计算机串口连接电路701上传的保存指令。如果有则进入到步骤8019保存正在执行数据资料，并自动安全关闭操作系统。如没有收到MCU单片机智能控制电路501通过计算机串口连接电路701上传的保存指令，则返回到步骤8017产生相应指示框提醒用户，直到收到MCU单片机智能控制电路501通过计算机串口连接电路701上传的保存指令为止。
如图11所示，MCU主程序的流程图，有几点说明1、VDC为电池电压，VAC为AC电压；2、Bctrl为电池充电控制信号，为1表示大电流充电方式；为0表示小电流充电方式；3、VDCT1为12V，VDCT2为18.5V。
4、flag为是否需要关闭PC的标志信号。
5，PIC为单片机。
6，DC/DC为后备电路。
MCU单片机智能控制电路501和PC通讯时，接受PC信号采用中断方式，PC软件启动时和关闭时需要给出握手信号，MCU收到后将触发中断处理子程序。
ATX开关电源101的P1011 AC1与P1012 AC2输入端与220V交流相连，ATX开关电源101的P1015 DC360V输出端与显示器供电控制电路201的J2011A输入端相连，ATX开关电源101的P1014 +5V端与充电电路401的P4011 +5V端相连，ATX开关电源101的P1013+12V端输出端与后备供电电路301的P3011 +12V端相连；显示器供电控制电路201的P2011 AC1和P2012 AC2输入端与220V交流相连，显示器供电控制电路201的输出端P2011和P2012和显示器的输入端相连；充电电路401的P4012和P4013电压输出端与后备供电电路301的电池正极端和电池负极端；MCU单片机智能型控制电路501的P5011 DC/DC EN高低电平脉冲信号输出端与后备供电电路301的P3012 DC/DC EN信号输入端相连，MCU单片机智能型控制电路501的P5012 RXD0和P5013 TXD0数字信号端与计算机串口连接电路701的P7011 RXD0和P7012 TXD0数字信号端相连，可以相互传输数据信号，MCU单片机智能型控制电路501的P5014和P5015高低电平脉冲信号输出端与语音智能电路601的P6011和P6012高低电平脉冲信号输入端相连；语音智能电路601的Vcc输入端与ATX开关电源101的P1014+5V端相连；计算机串口连接电路701的串口端J5011连接智能软件801的串口端，即计算机的串口端，输出数据信号，相互传递信息指令。
本优选实施例的简要工作过程是，当AC交流电压正常时，ATX开关电源101开始正常工作。计算机启动，同时启动智能软件801并与MCU单片机智能控制电路501进行信息握手。显示器供电201输出AC电压给显示器供电。后备供电电路301处于停止工作状态。充电电路401根据MCU单片机智能控制电路501的控制进行大电流或小电流充电。同时，智能语音电路发出开机语音提示，MCU单片机智能控制电路501对ATX开关电源101的工作状态进行监测，同时将各类信息通过计算机串口连接电路701传输给智能软件801并提供给用户参考。当AC交流电压异常或掉电时，后备供电电路301通过检测AC电压启动工作给ATX开关电源101继续供电，此时，显示器供电控制电路201输出直流高压给显示器供电。同时，MCU单片机智能控电路501发出自动保存和安全关机的指令。智能软件801收到自动保存和安全关机的指令后，立即进行资料数据自动保存，并弹出提示介面。同时智能语音电路601发出关机提示音，保存完毕后自动进入安全关机。
权利要求1.一种计算机智能电源，包括ATX开关电源(101)，后备供电电路(301)，其特征在于还包括MCU单片机智能控制电路(501)，该电路将ATX开关电源(101)的各路模拟信号进行比较后，并将信号和指令进行A/D(模/数)转换后输出提供给计算机进行监控比较分析，当交流电压异常或掉电时发出关机信息给计算机。
2.如权利要求1所述的计算机智能电源，其特征在于计算机与MCU单片机智能控制电路(501)之间还设有计算机串口连接电路(701)，该电路通过串口通信芯片将MCU单片机智能控制电路(501)的信号转化为数据输出给智能软件(801)实现数据信息的传输。
3.如权利要求2所述的计算机智能电源，其特征在于还包括显示器供电控制电路(201)，该电路采用继电器来实现交流与直流切换给显示器进行供电，并通过AC输入电压分压后与稳压集成电路的内部基准比较来控制继电器工作。
4.如权利要求3所述的计算机智能电源，其特征在于还包括充电电路(401)，该电路将boost变换器进行改造，利用ATX开关电源(101)的主功率变压器现有的绕组升压后，通过电感储能，对后备供电电路(301)进行充电。
5.如权利要求1-4中任一项所述的计算机智能电源，其特征在于还包括语音智能电路(601)，该电路对用户提供语音提示。
6.如权利要求5所述的计算机智能电源，其特征在于ATX开关电源(101)的P1011 AC1与P1012 AC2输入端与220V交流相连，ATX开关电源(101)的P1015 DC360V输出端与显示器供电控制电路(201)的J2011A输入端相连，ATX开关电源(101)的P1014+5V端与充电电路(401)的P4011+5V端相连，ATX开关电源(101)的P1013+12V端输出端与后备供电电路(301)的P3011+12V端相连；显示器供电控制电路(201)的P2011 AC1和P2012 AC2输入端与220V交流相连，显示器供电控制电路(201)的输出端P2011和P2012分别和显示器的输入端相连；充电电路(401)的P4012和P4013电压输出端与后备供电电路(301)的电池正极端和电池负极端；MCU单片机智能型控制电路(501)的P5011 DC/DC EN高低电平脉冲信号输出端与后备供电电路(301)的P3012 DC/DC EN信号输入端相连，MCU单片机智能型控制电路(501)的P5012 RXD0和P5013 TXD0数字信号端与计算机串口连接电路(701)的P7011 RXD0和P7012TXD0数字信号端相连，可以相互传输数据信号，MCU单片机智能型控制电路(501)的P5014和P5015高低电平脉冲信号输出端与语音智能电路(601)的P6011和P6012高低电平脉冲信号输入端相连；语音智能电路(601)的Vcc输入端与ATX开关电源(101)的P1014+5V端相连；计算机串口连接电路(701)的串口端J5011连接计算机的串口端，输出数据信号，相互传递信息指令。
专利摘要一种计算机智能电源，包括ATX开关电源、后备供电电路、充电电路、显示器供电控制电路、MCU单片机智能控制电路、智能软件、计算机串口连接电路和语音智能电路，由于本实用新型的计算机智能电源可直接进行自动保存数据，并安全关闭。因此，纵使用户离开，没有对资料进行保存，其计算机智能电源在市电发生异常时，能立即对数据资料进行自动保存，并进行自动安全关闭，确保用户资料不会丢失，设备不会损坏，而且电路简洁可靠、体积小、成本低、实用性强。
文档编号G06F1/30GK2677997SQ20042001497
公开日2005年2月9日 申请日期2004年1月15日 优先权日2004年1月15日
发明者林保明 申请人:汕头高新区和川企业有限公司