专利名称：瘦客户机电源及瘦客户机的制作方法
技术领域：
本发明涉及瘦客户机通信技术领域，特别涉及一种瘦客户机电源及具有分布式电源的瘦客户机。
背景技术：
瘦客户机是使用专业嵌入式处理器、小型本地闪存、精简版操作系统的基于 PC (Personal Computer,个人计算机)工业标准设计的小型行业专用商用PC。不可移除地用于存储操作系统的本地闪存、本地系统内存、网络适配器、显卡和其他外设的标配输入/ 输出选件，可以提供比普通PC更加安全可靠的使用环境。瘦客户机是基于服务器的计算解决方案的主要组成部分，业务部门通过远程连接协议将瘦客户机融入整体的使用环境中。 瘦客户机的功耗主要由电源和主板产生。随着云计算技术的发展，瘦客户机应用越来越广泛，对于节能减排和绿色环保的设计理念越来越重要。但是市面上的瘦客户机电源功耗较高，导致了瘦客户机具有高功耗， 基于X86架构的瘦客户机的功耗都在15W以上，从而引起噪声污染和能源消耗，也影响了设备的使用寿命和可靠性。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。为达到上述目的，本发明一方面提出一种瘦客户机电源，包括电源适配模块，用于将输入电压转换为第一电压；第一直流转换模块和第二直流转换模块，所述第一直流转换模块和第二直流转换模块均与所述电源适配模块相连，用于分别将所述第一电压转换为第二电压，其中，所述第一直流转换模块为外设设备供电；以及第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器，所述第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器均与所述第二直流转换模块相连， 所述第一稳压器用于将所述第二电压转换为第三电压以为处理器芯片供电，所述第二稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为接口芯片供电，所述第三稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为视频芯片供电。根据本发明实施例的瘦客户机电源，通过采用分布式的电源架构进行多级供电， 各个模块间相互独立，可以实现任意关断一个或多个模块，降低功耗。本发明另一方面提出一种瘦客户机，包括处理器芯片、外设接口、接口芯片和视频芯片；电源适配模块，用于将输入电压转换为第一电压；第一直流转换模块和第二直流转换模块，所述第一直流转换模块和第二直流转换模块均与所述电源适配模块相连，用于分别将所述第一电压转换为第二电压，其中，所述第一直流转换模块为所述外设接口供电； 以及第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器，所述第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器均与所述第二直流转换模块相连，所述第一稳压器用于将所述第二电压转换为第三电压以为所述处理器芯片供电，所述第二稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为所述接口芯片供电，所述第三稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为所述视频芯片供电。
根据本发明实施例的瘦客户机，通过采用分布式的电源架构进行多级供电，至少具有以下有益效果I、由于第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器均可尽量接近负载，因此消除了电源输出和负载的电阻和电感，从而降低了系统损耗。2、由于电源不再集中在一个模块上，各个稳压器单独散热，因此热点的温度要比电源模块低，从而提高了系统的长期可靠性。3、减少额外的散热处理，降低系统架构设计的难度，减小系统体积，减少成本。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I为本发明一个实施例的瘦客户机电源的结构框图；图2为本发明一个实施例的瘦客户机电源的示意图；图3为本发明一个实施例的瘦客户机的结构框图；图4为本发明另一个实施例的瘦客户机的结构框图；图5为本发明又一个实施例的瘦客户机的结构框图；图6为本发明一个实施例的电平转换电路的示意图；以及图7为本发明一个实施例的处理器芯片检测电路的局部示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。图I为本发明一个实施例的瘦客户机电源的结构框图。如图I所示，该瘦客户机电源包括电源适配模块100、第一直流转换模块200、第二直流转换模块300、第一稳压器 400、第二稳压器500和第三稳压器600。电源适配模块100用于将输入电压转换为第一电压。第一直流转换模块200和第二直流转换模块300均与电源适配模块100相连，用于分别将第一电压转换为两路第二电压，其中第一直流转换模块200输出的第二电压为外设设备供电，第二直流转换模块300输出的第二电压为系统供电。第一稳压器400、第二稳压器500和第三稳压器600均与第二直流转换模块300相连，其中第一稳压器400用于将第二电压转换为第三电压以为处理器芯片供电，第二稳压器500用于将第二电压转换为第四电压以为接口芯片供电，第三稳压器 600用于将第二电压转换为第四电压以为视频芯片供电。根据本发明实施例的瘦客户机电源，通过采用分布式的电源架构进行多级供电， 各个模块相互独立，可以任意关断一个或多个模块，降低系统功耗。图2为本发明一个实施例的瘦客户机电源的示意图。如图2所示，该瘦客户机电源的具体实现过程如下首先，采用高效率的电源适配器将220V的交流输入电压转换为12V/2A的直流第一电压，其效率约为80% -82%。然后，12V的第一电压经过两路直流转换模块，生成两路 5V的第二电压，一路V5V_SYS，为系统供电，另一路V5V_U&S，为USB接口的外设供电，例如键盘、鼠标等，其中直流转换模块选用MPS的1493，4. 75-18V输入，3A输出，同步降压的直流转换器，效率为92%，相比其他直流转换芯片，大电流时的效率较高。￥5￥_5￥5经过0)0仏0 Dropout Regulator，低压差线性稳压器)调整为4. 2V的第三电压给TPS65930供电，其中 LDO采用TI (德州仪器公司)的TL1963A，输出电流I. 5A，低压差为340mv、ImA的静态电流， TPS65930为处理器芯片DM3730的专用电源芯片，提供DM3730的所有电源，具有3个DC/ DC (Direct Current/Direct Current,直流 / 直流)电源,4 个 LD0,并支持 SmartRef lex 动态电源管理，DM3730为TI的最先进的达芬奇ARM处理器，为cortex-A8架构，满负荷工作功耗小于1W，远小于其他同类型的处理器芯片的功耗。V5V_SYS经过另一片TL1963A，将第二电压调整为3. 3V，给DVI-D (Digital Visual Interface，数字视频接口)显示芯片ITP410、 以太网芯片DM9000A、USB控制芯片GL850A等接口芯片供电。此外，为了保证VGA (Video Graphics Array,视频图形阵列)模拟部分纯净的电压，采用BU33TD3WG芯片单独供电， BU33TD3WG接收I. 7-5. 5V输入电压，输出300mA电流。根据上述实施例，本发明还提出一种瘦客户机。下面结合图3至图7详细说明具有上述实施例的瘦客户机电源的本发明实施例的瘦客户机。图3为本发明一个实施例的瘦客户机的结构框图。如图3所示，该瘦客户机包括 处理器芯片I、外设接口 2、接口芯片3、视频芯片4、电源适配模块5、第一直流转换模块6、 第二直流转换模块7、第一稳压器8、第二稳压器9和第三稳压器10。电源适配模块5用于将输入电压转换为第一电压。第一直流转换模块6和第二转换模块7均与电源适配模块5相连，分别用于将第一电压转换为第二电压，其中第一直流转换模块6为外设接口 2供电。第一稳压器8、第二稳压器9和第三稳压器10均与第二直流转换模块7相连，第一稳压器8用于将第二电压转换为第三电压以为处理器芯片I供电,第二稳压器9用于将第二电压转换为第四电压以为接口芯片3供电，第三稳压器10用于将第二电压转换为第四电压以为视频芯片4供电。其中，电源适配模块5、第一直流转换模块6、第二直流转换模块7、第一稳压器8、 第二稳压器9和第三稳压器10构成上述实施例的分布式电源，其中各个模块的具体实现方式与上述分布式电源的实施例的描述相同，此处不再详细描述。图4为本发明另一个实施例的瘦客户机的结构框图。如图4所示，在图3所示的实施例的基础上，该瘦客户机还包括=DVI-I接头11。DVI-I 接头 11 支持 VGA 显示和 DVI-D 显示。DVI-I 接头具有 HPD (Hotplug Detect,热插拔检测)管脚。当显示器通过DVI-I接头11与瘦客户机相连时，处理器芯片I根据 HPD管脚判断显示器是通过VGA连接线与视频芯片4的VGA部分41连接还是通过DVI连接线与接口芯片3中的DVI-D显示部分31连接。图5为本发明又一个实施例的瘦客户机的结构框图。如图5所示，在图4所示的实施例的基础上，该瘦客户机还包括缓冲模块12和电平转换模块13。缓冲模块12用于对HPD管脚的管脚电压进行缓冲。电平转换模块13用于在插入 DVI连接线时输出高电平，在插入VGA连接线时输出低电平。在本发明的一个实施例中，处理器芯片I在电平转换模块13输出高电平时关闭视频芯片4的VGA输出，在电平转换模块13输出低电平时关闭接口芯片3的DVI输出。由此， 进一步减低功耗。图6为本发明一个实施例的电平转换电路的示意图，图7为本发明一个实施例的处理器芯片检测电路的局部示意图。如图6和图7所示，当插入DVI-I转DVI-D连接线时，DVI-I 转 HDMI (High-Definition MultimediaInterface,高清晰度多媒体接口 )内部HPD管脚与5V电源连通，HPD管脚为5V电平，R4 = 10K,使HPD电平是5V电平，经过三态门U2(SN74LVC1G12)后，U2 (SN74LVC1G12)输出电平是3. 3V，经过Rl = 0，使三态门 U3 (SN74LVC2G07)的输入电平为3. 3V，U3 (SN74LVC2G07)的输出电平通过R3= IOK上拉为
I.8V电平，处理器芯片检测到UART_RX引脚为I. 8V高电平输入，自适应为DVI-D输出，关掉 VGA输出，节省约0. 5W的功耗。当插入DVI-I转VGA连接线时，因为HPD管脚与外部5V电源始终断开，HPD管脚悬空，通过R4 = IOK下拉为低电平，经过U2(SN74LVC1G12)输出电平为低电平，经过Rl = 0， 使U3 (SN74LVC2G07)的输入电平为低电平，U3 (SN74LVC2G07)的输出电平通过R3 = IOK上拉为低电平，CPU检测到UART_RX引脚为低电平输入，自适应VGA显示输出，关断DVI-D显示输出，节省约0. 6W的功耗。其中，信号经过三态门SN74LVC1G125和SN74LVC2G07的功能表如下表1SN74LVC1G125 的功能表
权利要求
1.一种瘦客户机电源，其特征在于，包括电源适配模块，用于将输入电压转换为第一电压；第一直流转换模块和第二直流转换模块，所述第一直流转换模块和第二直流转换模块均与所述电源适配模块相连，用于分别将所述第一电压转换为第二电压，其中，所述第一直流转换模块为外设设备供电；以及第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器，所述第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器均与所述第二直流转换模块相连，所述第一稳压器用于将所述第二电压转换为第三电压以为处理器芯片供电，所述第二稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为接口芯片供电，所述第三稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为视频芯片供电。
2.如权利要求I所述的瘦客户机电源，其特征在于，所述第二稳压器通过专用电源芯片为所述处理器芯片供电。
3.如权利要求I所述的瘦客户机电源，其特征在于，所述第一电压为12v、所述第二电压为5v,所述第三电压为4. 2v,所述第四电压为3. 3v。
4.一种瘦客户机，其特征在于，包括处理器芯片、外设接口、接口芯片和视频芯片；电源适配模块，用于将输入电压转换为第一电压；第一直流转换模块和第二直流转换模块，所述第一直流转换模块和第二直流转换模块均与所述电源适配模块相连，用于分别将所述第一电压转换为第二电压，其中，所述第一直流转换模块为所述外设接口供电；以及第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器，所述第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器均与所述第二直流转换模块相连，所述第一稳压器用于将所述第二电压转换为第三电压以为所述处理器芯片供电，所述第二稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为所述接口芯片供电，所述第三稳压器用于将所述第二电压转换为第四电压以为所述视频芯片供电。
5.如权利要求4所述的瘦客户机，其特征在于，所述第二稳压器通过专用电源芯片为所述处理器芯片供电。
6.如权利要求4所述的瘦客户机，其特征在于，所述第一电压为12v、所述第二电压为 5v,所述第三电压为4. 2v,所述第四电压为3. 3v。
7.如权利要求4所述的瘦客户机，其特征在于，所述处理器芯片为达芬奇ARM处理器 DM3730。
8.如权利要求4所述的瘦客户机，其特征在于，还包括DVI-I接头，所述处理器芯片根据所述DVI-I接头的热插拔检测管脚判断显示器通过DVI连接线与所述接口芯片中的 DVI-D显示部分连接或通过视频图形阵列VGA连接线与所述视频芯片中的VGA部分连接。
9.如权利要求8所述的瘦客户机，其特征在于，还包括缓冲模块，用于对热插拔检测管脚的管脚电压进行缓冲；以及电平转换模块，用于在插入所述DVI连接线时输出高电平，及在插入所述VGA连接线时输出低电平。
10.如权利要求9所述的瘦客户机，其特征在于，所述处理器芯片，用于在所述电平转换模块输出高电平时关闭所述视频芯片的VGA输出，以及在所述电平转换模块输出低电平时关闭所述接口芯片的DVI输出。
全文摘要
本发明提出一种瘦客户机电源及瘦客户机。瘦客户机电源包括电源适配模块，用于将输入电压转换为第一电压；第一直流转换模块和第二直流转换模块，其均与电源适配模块相连，用于分别将第一电压转换为第二电压，其中，第一直流转换模块为外设设备供电；以及第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器，其均与第二直流转换模块相连，第一稳压器用于将第二电压转换为第三电压以为处理器芯片供电，第二稳压器用于将第二电压转换为第四电压以为接口芯片供电，第三稳压器用于将第二电压转换为第四电压以为视频芯片供电。本发明通过采用分布式的电源架构进行多级供电，各个模块间相互独立，可以任意关断一个或多个模块，降低系统功耗。
文档编号G06F1/16GK102541236SQ20111038476
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者刘磊, 吴亚洲 申请人:北京天地云箱科技有限公司