专利名称：计算机智能电源系统及计算机断电智能处理方法
技术领域：
本发明涉及计算机的断电保护技术，更具体地说，涉及一种计算机智能电 源系统以及计算机断电智能处理方法。
背景技术：
目前计算机电源普遍采用AC电源(交流市电)变换成计算机需要的DC (直流)电源技术， 一般叫做PC(Personal Computer)电源或ATX(—种新的 PC主板架构规范)电源，当AC电源突然中断时，会造成正在运行的计算机 数据丟失及系统瘫痪或硬盘存储设备损坏的现象发生，特别是数据的丟失有时 会给计算机用户造成重大的乃至于无法挽回的损失。
鉴于此种问题，发明一种智能电源系统及方法也就成为必然。 现有的解决手段有以下三种 一种是外接UPS (不间断电源)，该方法成 本高体积大，数据处理需要人工干预，操作上需要人工判断UPS的供电时间， 再进行存盘处理；另 一种为中国专利CN1489021中公开的"自动存储UPS相 连设备中已开启文件的方法"，该方法是在关机事件发生后对已经开启的文件 进行存储和关闭，该方法的不足之处在于其一是要有UPS(不间断电源)设备； 其二是处理速度随着打开文件的类型和数量变化而变化，要求UPS要有足够 备用供电时间；第三种为中国专利CN1261844C公开的"一种计算机断电自恢 复的装置及方法"，该技术是通过一种装置提供一种计算机断电自恢复的方法， 使其能支持计算机断电自恢复，该方法的不足之处在于其一，只是一种介于 计算机市电供电系统和计算机执行系统之间的装置，没有能和计算机容为一 体；其二，是该方法只是能支持计算机断电自恢复，需要用户对计算机本身设 置为"休眠至硬盘(STD)"，强制用户对计算机进行设置；其三，是需要比对 交流电源和备用电池的电压阀值，再进行供电的切换，其判断控制负责，并且
需要较大容量的备用电池，以维持计算机的长时间工作，成本高、体积大、设 计复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电源系统的UPS电
源笨重、成本高、设计复杂的缺陷，提供一种体积小、成本低、无需人工干预 的计算机智能电源系统以及断电处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种计算机智能电源系 统，包括为计算机提供电源的工作电源电路；
电池供电电路，用于在工作电源电路突然断开时为所述计算机提供短暂电
源；
工作电源监测电路，用于监控工作电源电路是否突然断开，在突然断开时 发出断开信号、并立即启动所述电池供电电路供电；
断电处理模块，设置于所述计算机中，用于根据断开信号对计算机的设置 进行判断处理，启动所述计算机的电源休眠功能，自动将正在运行的所述计算 机的内存数据保存到所述计算机的硬盘中，并且在所述工作电源电路恢复后， 所述计算机将所述硬盘中的内存数据自动恢复到内存中；
通讯接口电路，用于连接所述工作电源监测电路和所述计算机断电处理模 块进行通讯。
本发明的智能电源系统还包括关机电路，用于控制关断所述电池供电电路 中的电池供电；所述计算机完成内存数据的保存的同时，所述断电处理模块发 送关闭信号至所述关机电路。
在本发明的智能电源系统中，所述电池供电电路包括免维护电池、以及将 所述电池的电压逆变产生直流高压的逆变升压电路。
在本发明的智能电源系统中，所述免维护电池为安装于所述计算^L的电源 盒中的小型充电电池；该系统还包括为所述充电电池充电的充电控制电路。
在本发明的智能电源系统中，所述工作电源监测电路包括双向光耦，所述 双向光耦的输入端连接到所述工作电源电路、其输出端连接所述电池供电电路
和通讯接口电路；当所述工作电源电路处于供电状态时，所述光耦的输入端处 于导通状态；当所述工作电源电路瞬间断电时，所述光耦的输入端处于高阻状 态，所述电池供电电路开始供电，并且所述通讯接口电路发送所述断开信号至 所述计算机中系统中的断电处理模块。
在本发明的智能电源系统中，所述通讯接口电^各为RS232通讯接口电路， 发送和接收单一脉冲指令。
在本发明的计算机智能电源系统中，所述工作电源电路包括
接入交流市电的EMI电路，用于抑制干扰谐波频率；
与所述EMI电路输出端连接的整流滤波电路，用于对接入的交流市电进 行整流滤波得到高压直流电；
与所述整流滤波电路输出端连接的PFC电路，用于对电路功率因素进行 校正；
与所述PFC电路输出端连接的双晶FORWARD电路，用于产生高频电压 方波信号；与所述双晶FORWARD电路输出端连接的高频变压器，用于把初级和次 级进行隔离降压；
与所述高频变压器输出端连接的输出整流滤波电路，用于对低压进行整流 滤波，输出稳、定的直流电压；
与所述整流滤波电路输出端连接的+3.3V产生电路，由+5V经磁放电路产 生+3.3V直流电；
同时与所述+3.3V产生电路和输出整流滤波电路的输出端连接的多路DC 输出，为所述计算机提供+12V、 +5V、 +3.3V、 -12￥计算机主板需要的电压输 出；
与所述多路DC输出的输出端连接的WT7510回受控制及保护电路，用于 保护所述计算机的电源输出稳定端；
与所述多路DC输出的输出端连接的回受隔离及控制电路，用于控制电路 输出稳定的直流电压；
与所述回受隔离及控制电路的输出端连接的PWM/PFC电路，用于产生
PFC及PWM驱动信号输出至所述PFC电路和双晶FORWARD电路；
与所述多路输出的输出端连接的+5V sb产生电路，产生所述计算才几的主 板需要的5V STANDBY电压，并产生所述充电电路需要的充电电压；
FORWARD电路的输入端。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种计算机断电智能处 理方法，包括以下步骤
Sl:设置为计算枳i短暂供电的免维护电池；
S2:为计算机接通工作电源，计算机正常运行；
S3:监测工作电源是否突然断开，是则转入到步骤S4，否则，计算机继 续正常运行；
S4:启动所述电池供电，并发送断开信号至所述计算机断电处理模块； S5:断电处理模块根据断开信号对计算机的设置进行判断处理，启动所 述计算机的休眠功能，对所述计算机正在运行的内存数据保存到所述计算机的
本发明的处理方法还包括以下步骤
S6:当所述内存数据完全保存到所述计算机的硬盘后，发出关闭所述计
算机电源的关闭信号；
S7:根据所述关闭信号关闭电池供电电路的电池供电。
在本发明的处理方法的所述步骤S2中，包括以下步骤
S2-l:监测工作电源是否正常，如果是则转入到步骤S2-2，否则所述计算
机不能开机；
S2-2:断电处理模块判断所述计算机上次关机时是否处于电池供电状态， 如果是则转入到步骤S2-3，否则所述计算机正常开机，并正常运行；
S2-3:所述计算机将所述硬盘中的内存数据自动恢复到内存中，使计算机 恢复到断电前的运行状态，并继续运行，并且将所述计算机的系统设置恢复到 用户的设置状态。
实施本发明的计算机智能电源系统及断电智能处理方法，具有以下有益效
果通过断电处理模块在断电的瞬间快速启动计算机的休眠功能，对计算机正 在运行的内存数据保存到计算机的硬盘中，从而可以选用容量较小的电池进行 短暂的供电，减小了整个电源的体积和重量，降低了生产成本；而且，断电处 理模块启动计算机的休眠功能，无需用户预先设置计算机，避免了现有技术中 需要人工干预的缺点，本发明的整个过程的实现是完全自动的，无需强制用户 来修改设置，设计更加的人性化、智能化。
另外，本发明通过光耦来监测工作电源是否断开，避免了现有技术中需要 反复比较备用电源和市电电源之间的电压阀值，具有电路简单、安全可靠的优 点。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1为本发明计算机智能电源系统及方法的示意方框图。 图2为本发明计算机智能电源系统及方法的原理方框图。 图3为本发明计算机智能电源系统及方法实现的流程图。
具体实施例方式
为了更详细地阐述本发明的目的、技术实施方案、技术的先进性和优点， 参照图1、图2、图3对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的计算机智能电源系统包括工作电源电路101、电池 供电电路、工作电源监测电路104、通讯接口电路105、断电处理模块106、 关机电路107以及充电控制电路108。
工作电源电路101接入市电AC，为计算机提供正常的工作电源。通过充 电控制电路108对电池供电电路的电池102进行充电，并且防止电池102的过 充电，有效地保护了电池102。
电池供电电路包括免维护蓄电池102和直流逆变升压电路103。在工作电 源电路101断电时，该电池102工作，并通过直流逆变升压电i 各103将电池 102的12V电压逆变产生直流高压，产生的直流高压经转换组件，转换成高频
率电压的防波信号继续为计算机提供电源。其中，转换组件可以共用工作电源
电路101的转换组件，从而简化电路设计。该电池102的AH容量要求较小， 减小了整个电源的体积和重量，降低了生产成本。由于电池102的容量要求较 小，因此可以选用小型的充电电池102,并将该小型充电电池102设置在现有 的计算机的电源盒中，保持了现有计算机的电源体积的大小，便于计算机电源 的通用替换。
工作电源监测电路104用于监控工作电源电路101是否突然断开，在突然 断开时发出断开信号、并启动电池供电电路供电。在本实施例中，工作电源监 测电路104包括双向光耦、以及配套的电阻、电容以及三级管等。双向光耦的 输入端连接到工作电源电路101 、其输出端连接通讯接口电路105和电池供电 电路。当工作电源电路101处于正常供电状态时，光耦的输入端处于导通状态， 工作电源电路101正常供电；当工作电源电路101瞬间断电时，光耦的输入端 处于高阻状态，电池供电电路开始供电，并且通讯接口电路105发送断开信号 至所述计算机中。采用双向光耦作为监测开关，避免了现有技术中需要反复比 较备用电源和市电电源之间的电压阀值，并且光耦的受干扰小的优点。可以理 解的，该工作电源监测电路104还可以选择其它形式的监测电路104。
通讯接口电路105用于连接工作电源监测电路104和计算机进行通讯。在 本实施例中，通讯接口电路105包括RS232接口、以及相关的光耦、电阻、 二极管等。当电池102开始供电的同时，通过RS232接口将断电信号发送到 计算机，由断电处理模块106接收，执行操作，在处理完成后，断电处理模块 106通过RS232接口发出关闭信号至关机电路107,进而关闭电池102,使电 池102停止供电。通过RS232接口发送和接收单一的脉冲指令，具有电路简 单、传输速度快的特点。可以理解的，RS232接口也可以选用其他的接口形式。 通过关机电路107的设置，从而节省了电池102的电量的使用，起到节约能源 的作用，并且可以延长电池102的使用寿命。
断电处理模块106设置于计算机中，用于根据断开信号启动计算机的电源 休眠功能，自动将正在运行的计算机的内存数据保存到计算机的硬盘中，并且 在工作电源电路IOI恢复后，计算机将硬盘中的内存数据自动恢复到内存中。
在工作电源突然断开时，该断电处理模块106根据断开信号直接的将计算机的 关机设置自动修改为休眠状态，从而实现了无需用户修改计算机的关机设置， 即可由计算机自动保存在断电瞬间的运行状态，对用户正在运行的计算才几数据 及硬盘存储器起到关键的保护作用，能够有效地防止用户正在运行的数据的丟 失。而且，在工作电源恢复后，断电处理模块106将计算机的关机设置恢复为 断电前的状态，使得计算机的用户设置没有任何的改变，整个过程是完全自动， 无需用户干预，也无需强制用户更改计算机的关积4莫式，设计更加的实用、智 能化和人性化。
如图2所示，是本发明的计算机智能电源系统的一个电路原理框图，市电 AC (工作电源)输入201，经过EMI电路202抑制由转换组件因高频转换在 上升时间与下降时间内，所产生的干扰谐波频率，因此信号可能会干扰到其它 机器设备的正常运作，同时也阻挡外界电网干扰。整流滤波电路203与EMI 电路202的输出连接，对AC电压进行整流、滤波得到直流高压。PFC电路 204与整流滤波电路203的输出连接，对电路功率因素进行校正。双晶 FORWARD电路205是直流高压经由转换组件，如功率MOS管，与PFC电路 204、 PWM/PFC电路206和逆变升压电路216的输出连接，产生高频率的方 波信号。PWM/PFC电路206产生PFC及PWM之驱动信号并输出到PFC电 路204和双晶FORWARD电路205。高频变压器207与双晶FORWARD电路 205的输出连接，把方波信号经由此降压式高频隔离变压器初级进入，而由次 级感应脉冲电压输出。输出整流滤波电路210与高频变压器207的输出连接， 对低压进行整流滤波，输出稳定的+5V直流电压，输出至+3，3V产生电路209 和多路DC输出213。十3.3V产生电路209由+5V直流电经磁放电路产生主板 需要的+3.3V电压，输出至多路DC输出213。多路DC输出213为计算机提 供+12V、 +5V、 +3.3V、 -12V计算机主板需要的电压输出。回受隔离及控制电 路208与多路DC输出213的输出连接，并输出至PWM/PFC电路206,要求 不论是AC输入电压或是输出负载有无变化，计算机电源都必须保持输出直流 电压的稳定，因此就必须从直流输出端输出信号回授至控制电路作控制，将输 出电压与参考电压做比较，以调整转换组件的占空比，使输出端得到一稳定直
流输出电压。WT7510回受控制及保护电路212与多路DC输出213的输出连 接，是对输出端起保护作用，若有异常电压产生或发生短路现象，能够迅速将 计算机电源关闭，以保护计算机设备和计算机电源的安全。
+5V sb产生电路211与输出整流滤波电i 各210的输出连接，产生计算机 主板需要的5V STANDBY电压。+13.8V充电电路214在市电正常时产生 +13.8V电压对12V免维护蓄电池进行电压检测及充电，当电池电量充满时停 止充电；12V免维护蓄电池215是在市电AC突然断电时为计算才几提供补充能 源，由于本发明独到的构思，所以，大大降低了电池的容量和体积。逆变升压 电路216把电池的12V电压逆变产生直流高压，直接输出到双晶FPRWARD 电路205，产生的直流高压经双晶FPRWARD电路205的转换组件，转换成高 频率电压的方波信号继续为计算机提供电源。十Vcc产生电路217为整个电源 电路提供Vcc电压。
计算机主机+断电处理模块218通过计算才几主才几板上的RS232接口与本发 明的DB9接口电路进行控制指令的传递来实现本发明之目的。蜂鸣器219是 当市电AC突然断电时，进行报警告知作用。AC断电监测电路220对市电AC 突然断电进行监测并向RS232发送断电信号；RS232接口电路221进行电源 与计算机间控制指令的双向通讯；关机电路222当软件系统将计算机内存数据 处理完成后对电源发出关机指令，关断电池供电，使电源停止工作。
如图3所示，是本发明计算机断电智能处理方法的一个实施例，其具体操 作步骤为
步骤301，计算才几工作电源开关闭合，市电AC输入，电源4妄通，启动断 电处理模块。
步骤302,检测AC电压是否正常，如果是则转入到步骤303,否则转入 到步骤304。
步骤303，断电处理模块判断计算机上次关机时是否处于电池供电状态， 断电处理模块的判断可以通过保存的计算机设置状态标志来判断上次关机是 否处于电池供电状态，如果是则转入到步骤305,否则转入到步骤306。
步骤304， AC电源不正常，计算机不能开机。
步骤305，由于计算机上次关机时处于电池供电状态，说明计算机对计算 机内存数据进行了保存处理，所以，本次开机时计算机要对保存后的内存数据 进行还原处理。1、把保存在硬盘上的内存数据自动恢复到内存中，使计算机 的运行完整地恢复到断电前一瞬间的运行状态，并且继续运行；2、调用保存 的计算机的用户设置，将计算机设置恢复到用户自己的设置状态。
步骤306,由于计算机上次关机时不处于电池供电状态，所以，计算机进 行正常开机并转到步骤307。
步骤307，计算才几正常运行。
步骤308,判断市电AC电源是否突然断电，是则转入到步骤309，否则 转回到步骤307计算机继续正常运行。
步骤309，市电AC电源突然断电后，电源系统立即启动电池供电，并转 入到步骤310。
步骤310，电池供电启动的同时，电源系统通过RS232接口电路向计算机 的断电处理模块发送启动运行指令，并转入到步骤311。
步骤311，断电处理模块运行后，开始对计算机设置和内存数据等做应急 处理。A、将计算机的用户设置进行保存，并且修改计算机的关机设置，启动 电源休眠功能(STD); B、把正在运行的计算机内存数据保存到该计算机硬 盘中；C、保存完毕后，发出关闭计算机电源指令并转到步骤312。
步骤312，关闭计算机电源指令通过RS232接口，将指令通过关机电路关 闭免维护蓄电池的供电，并转到步骤313。
步骤313，等待AC电源是否恢复正常，如果是则转到步骤301由用户决 定是否开启计算机，否则转到步骤314继续等待AC电源正常。
本发明提供的计算机智能电源系统及方法，是采用软件系统和电子硬件电 路共同来实现的。当AC电源突然断电时，断电处理模块自动将正在运行的计 算机内存数据完整地保存在计算机硬盘中，能够充分利用计算机操作系统现有 资源，在不需人工干预的情况下，完全自动地将正在运行的计算机内存数据完 整地保存在计算机的硬盘存储器中，当再次开起计算机时，自动将存储在硬盘 中的内存数据恢复到计算机内存中，使计算机继续运行于AC电源中断前瞬间
的状态(包括所有运行及没来得及保存或关闭的程序和文档都会完全精确地还 原)，并且继续运行工作。这一过程的实现是完全自动实现的，而不是强制用 户更改计算机的关机模式，也不需要强制更改用户的计算机设置。
以上所述仅为本发明较为优化的实例而已，并不能用以限制本发明，凡在 本发明的构思和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种计算机智能电源系统，包括为计算机提供电源的工作电源电路，其特征在于，该系统还包括电池供电电路，用于在工作电源电路突然断开时为所述计算机提供短暂电源；工作电源监测电路，用于监测工作电源电路是否突然断开，在突然断开时发出断开信号、并启动所述电池供电电路供电；断电处理模块，设置于所述计算机中，用于根据断开信号对计算机的设置进行判断处理，启动所述计算机的电源休眠功能，自动将正在运行的所述计算机的内存数据保存到所述计算机的硬盘中，并且在所述工作电源电路恢复后，计算机再次开机时，所述计算机将所述保存在硬盘中的内存数据自动恢复到内存中；通讯接口电路，用于连接所述工作电源监测电路和所述计算机断电处理模块进行通讯。
2、 根据权利要求1所述的智能电源系统，其特征在于，该系统还包括关 机电路，用于控制关断所述电池供电电路中的电池供电；所述计算机完成内存 数据的保存的同时，所述断电处理模块发送关闭信号至所述关机电路。
3、 根据权利要求2所述的智能电源系统，其特征在于，所述电池供电电 路包括免维护电池、以及将所述电池的电压逆变产生直流高压的逆变升压电 路。
4、 根据权利要求3所述的智能电源系统，其特征在于，所述免维护电池 为安装于所述计算机的电源盒中的小型充电电池；该系统还包括为所述充电电 池充电的充电控制电路。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的智能电源系统，其特征在于，所 述工作电源监测电路包括双向光耦，所述双向光耦的输入端连接到所述工作电 源电路、其输出端连接所述电池供电电路和通讯接口电路；当所述工作电源电 路处于供电状态时，所述光耦的输入端处于导通状态；当所述工作电源电路瞬 间断电时，所述光耦的输入端处于高阻状态，所述电池供电电路立即开始供电， 并且所述通讯接口电路发送所述断开信号至所述计算机中的断电处理模块。
6、 根据权利要求5所述的智能电源系统，其特征在于，所述通讯接口电 路为RS232通讯接口电路，发送和接收单一脉冲指令。
7、 根据权利要求6所述的智能电源系统，其特征在于，所述工作电源电 路包括接入交流市电的EMI电路，用于抑制干扰谐波频率； 与所述EMI电路输出端连接的整流滤波电路，用于对接入的交流市电进 行整流滤波得到高压直流电；与所述整流滤波电路输出端连接的PFC电路，用于对电路功率因素进行校正5与所述PFC电路输出端连接的双晶FORWARD电路，用于产生高频电压 方波信号；与所述双晶FORWARD电路输出端连接的高频变压器，用于把初级和次 级进行隔离降压；与所述高频变压器输出端连接的输出整流滤波电路，用于对低压进行整流 滤波，输出稳、定的直流电压；与所述整流滤波电路输出端连接的+3.3￥产生电路，由+5V经f兹;改电路产 生+3.3V直流电压；同时与所述+3.3V产生电路和输出整流滤波电路的输出端连接的多路DC 输出，为所述计算机提供+12V、 +5V、 +3.3V、 -12V计算机主板需要的电压输出；与所述多路DC输出的输出端连接的WT7510回受控制及保护电路，用于 保护所述计算机的电源输出稳定；与所述多路DC输出的输出端连接的回受隔离及控制电路，用于控制电路 输出稳定的直流电压；与所述回受隔离及控制电路的输出端连接的PWM/PFC电路，用于产生 PFC及PWM驱动信号输出至所述PFC电路和双晶FORWARD电路；与所述多路输出的输出端连接的+5V sb产生电路，产生所述计算机的主 板需要的5V STANDBY电压，并产生所述充电电路需要的充电电压；FORWARD电路的llr入端。
8、 一种计算机断电智能处理方法，其特征在于，包括以下步骤 Sl:设置为计算机短暂供电的免维护电池；S2:为计算机接通工作电源，计算机正常运行；S3:监测工作电源是否突然断开，是则转入到步骤S4,否则，计算机继 续正常运行；S4:启动所述电池供电，并发送断开信号至所述计算机断电处理模块； S5:断电处理模块根据断开信号对计算机的设置进行判断处理，启动所 述计算机休眠功能，对所述计算机正在运行的内存数据保存到所述计算机的硬盘中。
9、 根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤S6:当所述内存数据完全保存到所述计算机的硬盘后，发出关闭所述计 算机电源的关闭信号；S7:根据所述关闭信号关闭电池供电电路的电池供电。
10、 才艮据权利要求8或9所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2 中，包括以下步骤S2-l:监测工作电源是否正常，如果是则转入到步骤S2-2，否则所述计算 才几不能开才几；S2-2:断电处理模块判断所述计算机上次关机时是否处于电池供电状态， 如果是则转入到步骤S2-3，否则所述计算机正常开机，并正常运行；S2-3:所述计算机将所述硬盘中的内存数据自动恢复到内存中，使计算机 恢复到断电前的运行状态，并继续运行，并且将所述计算机的系统设置恢复到 用户的设置状态。
全文摘要
本发明涉及一种计算机智能电源系统及计算机断电智能处理方法。该系统包括工作电源电路、电池供电电路、工作电源监测电路、通讯接口电路、断电处理模块。在工作电源监测电路监测到工作电源电路瞬间断开时，电池供电电路立即开始供电，并通过通讯接口电路发送断开信号至断电处理模块，断电处理模块启动计算机休眠功能，对计算机正在运行的内存数据保存到计算机的硬盘中，从而可以选用容量小的电池进行短暂的供电，减小了整个电源的体积和重量，降低了生产成本；而且，断电处理模块启动计算机的休眠功能，无需用户预先设置计算机，本发明整个过程的实现是完全自动的，无需强制用户来修改设置，设计更加的人性化和智能化。
文档编号G06F11/14GK101114188SQ200710076528
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者魏立民 申请人:深圳美凯电子有限公司