一種工業(yè)電腦的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)電腦，包括主板、LCD顯示屏、RAM、存儲(chǔ)設(shè)備、開關(guān)/指示燈、背光控制器、傳感器、觸摸屏控制器以及接口等主要部件，傳感器感應(yīng)外部亮度并將亮度數(shù)據(jù)傳送給背光控制器，通過背光控制器實(shí)時(shí)調(diào)整LCD顯示屏的顯示亮度。主板由主電路和電源管理電路構(gòu)成，主電路用以完成主板的邏輯運(yùn)算和處理功能，電源管理電路為本實(shí)用新型的核心部分，其用于實(shí)現(xiàn)主板掉電檢測(cè)和自動(dòng)關(guān)機(jī)功能。電源管理電路中的儲(chǔ)能元件由大容量電容構(gòu)成，其保證主板在失去外部供電后的短暫時(shí)間內(nèi)，主板仍舊有電能維持基本應(yīng)用并正常完成關(guān)機(jī)。本實(shí)用新型安全可靠，在電腦掉電后，可通過電容提供關(guān)機(jī)所需的足夠電力，保證了電腦的正常關(guān)閉。
【專利說明】一種工業(yè)電腦
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)電腦電腦，具體涉及一種具有掉電檢測(cè)、自動(dòng)關(guān)機(jī)功能的工業(yè)電腦。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，就供電方式而言，電腦主要有帶電池和不帶電池的兩種解決方案，帶電池的解決方案在掉電后供電方式自動(dòng)切換，仍能支持電腦正常工作一段時(shí)間。而沒有電池的主板掉電后機(jī)器不能正常關(guān)閉，可能造成操作系統(tǒng)崩潰，數(shù)據(jù)丟失，甚至硬件的損壞。而電源非正常掉電又是工業(yè)環(huán)境里難以避免的現(xiàn)象。
[0003]為此，許多用戶通過增加UPS不間斷電源來解決，即將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。UPS不間斷電源主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。然而其缺點(diǎn)在于:設(shè)備占用空間大，成本高，一些小型的設(shè)備根本就沒有空間安裝，或因?yàn)橹亓窟^大而不能采用。對(duì)于大部分的工業(yè)應(yīng)用，并不要求交直流電源掉電后電腦持續(xù)運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，若采用便攜式電腦設(shè)備常用的增加鋰電池的方式，可能導(dǎo)致成本增加甚至安全隱患增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)要求，本實(shí)用新型提供一種具有掉電檢測(cè)、自動(dòng)關(guān)機(jī)功能的工業(yè)電腦。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種工業(yè)電腦，包括主板，以及分別與所述主板連接的IXD顯示屏、RAM、存儲(chǔ)設(shè)備、開關(guān)/指示燈和接口，其中，所述主板由主電路和電源管理電路構(gòu)成，所述主電路包括處理器、芯片組和接口芯片組，所述電源管理電路包括交直流輸入電路、輸入切換電路、儲(chǔ)能元件、控制核心和DC/DC電路，所述交直流輸入電路的輸出端與所述輸入切換電路和所述控制核心連接，所述儲(chǔ)能元件和所述控制核心的輸出端與所述輸入切換電路連接，所述輸入切換電路的輸出端通過所述DC/DC電路與所述主電路連接；所述交直流輸入電路自動(dòng)檢測(cè)輸入主板的電壓的電壓特性并使用相應(yīng)的輸入電壓給主板供電，所述儲(chǔ)能元件由大容量電容構(gòu)成，為主板在失去外部供電后進(jìn)行放電，維持主板正常關(guān)機(jī)所需電能，所述控制核心用于控制所述輸入切換電路使主板在外部電源供電和內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件供電之間切換。
[0007]上述的一種工業(yè)電腦，所述IXD顯示屏連接有背光控制器和觸摸屏控制器，所述觸摸屏控制器用于響應(yīng)作用于所述LCD顯示屏的觸控操作，所述背光控制器用于控制調(diào)節(jié)所述IXD顯示屏的顯示亮度。
[0008]上述的一種工業(yè)電腦，所述背光控制器連接一傳感器，所述傳感器用于感應(yīng)外部的環(huán)境光亮度，并將獲取的外部的環(huán)境光亮度模擬信號(hào)傳輸至所述背光控制器中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。[0009]上述的一種工業(yè)電腦，所述交直流輸入電路由整流濾波電路、穩(wěn)壓電路和自動(dòng)輸入切換電路構(gòu)成，所述整流濾波電路用于接受交流輸入電壓并對(duì)交流輸入電壓進(jìn)行變壓、交直流轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的穩(wěn)壓濾波處理，所述穩(wěn)壓電路用于接受直流輸入電壓，所述自動(dòng)輸入切換電路用于自動(dòng)檢測(cè)外部的輸入電壓為交流輸入電壓或直流輸入電壓并使用相應(yīng)的輸入電壓給主板供電。
[0010]上述的一種工業(yè)電腦，所述自動(dòng)輸入切換電路的輸出端通過一采樣隔離電路與所述控制核心連接，所述采樣隔離電路用于對(duì)外部的輸入電壓進(jìn)行隔離采樣，判斷外部的輸入電壓是否為有效的輸入電壓。
[0011]上述的一種工業(yè)電腦，所述主電路中還設(shè)有開關(guān)機(jī)管理電路，所述開關(guān)機(jī)管理電路的輸入端與所述控制核心的輸出端連接，用于接收所述控制核心輸出的關(guān)機(jī)信號(hào)。
[0012]上述的一種工業(yè)電腦，所述控制核心還包括一定時(shí)器，所述定時(shí)器設(shè)定有主板在掉電時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)所需的關(guān)機(jī)響應(yīng)時(shí)間。
[0013]上述的一種工業(yè)電腦，所述DC/DC電路的輸出端通過一濾波保護(hù)電路與所述主電路連接。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型通過主板中的電源管理電路與電腦的其它功能部分協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)了掉電檢測(cè)、電容儲(chǔ)能以及關(guān)機(jī)信號(hào)的正確給出，實(shí)現(xiàn)了電腦在突然掉電的情況下正常關(guān)機(jī)，為一款適合多領(lǐng)域多行業(yè)應(yīng)用的工業(yè)電腦。通過主板上集成的大容量?jī)?chǔ)能電容作為儲(chǔ)能器件，不用電池，集成高效的功能較強(qiáng)的電源管理集成電路，具有體積小，重量輕，充電速度快，不顯著增加電腦的尺寸、重量和成本。電腦在突然掉電時(shí)，通過電源管理電路中的大容量?jī)?chǔ)能元件可維持短暫供電使電腦及時(shí)正常關(guān)機(jī)，保護(hù)了設(shè)備的運(yùn)行安全和數(shù)據(jù)安全。具有功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，精確的控制了電腦主板在掉電的情況下正常關(guān)機(jī)，可廣泛用于工業(yè)環(huán)境及電源不穩(wěn)定的場(chǎng)合應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的體系框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型所述主板的電路框圖；
[0017]圖中:1-主板、2-1XD顯示屏、3-RAM、4_存儲(chǔ)設(shè)備、5-開關(guān)/指示燈、6-背光控制器、7-傳感器、8-觸摸屏控制器、9-接口、11-主電路、12-電源管理電路、13-交直流輸入電路、14-輸入切換電路、15-儲(chǔ)能元件、16-控制核心、17-DC/DC電路、18-濾波保護(hù)電路、19-采樣隔離電路、110-開關(guān)機(jī)管理電路、131-自動(dòng)輸入切換電路、132-整流濾波電路、133-穩(wěn)壓電路、161-定時(shí)器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的了解，下面參照說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0019]如圖1和圖2所示，一種工業(yè)電腦，包括主板，以及分別與主板連接的IXD顯示屏
2、RAM3、存儲(chǔ)設(shè)備4、開關(guān)/指示燈5和接口 9，IXD顯示屏2為帶觸摸屏的顯示屏。其中，主板由主電路11和電源管理電路12構(gòu)成。主電路11包括處理器、芯片組和接口芯片組，具體的包括BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤、面板控制開關(guān)接□、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽等元件，主電路11構(gòu)成主板的邏輯處理運(yùn)算部分，用以完成主板的邏輯處理、邏輯運(yùn)算以及提供相應(yīng)接口。電源管理電路12包括交直流輸入電路13、輸入切換電路14、儲(chǔ)能元件15、控制核心16和DC/DC電路17。交直流輸入電路13的輸出端與輸入切換電路14和控制核心16連接。儲(chǔ)能元件15和控制核心16的輸出端與輸入切換電路14連接。輸入切換電路14的輸出端通過DC/DC電路17與主電路11連接。交直流輸入電路13自動(dòng)檢測(cè)輸入主板的電壓的電壓特性并使用相應(yīng)的輸入電壓給主板供電，儲(chǔ)能元件15由大容量電容構(gòu)成，為主板在失去外部供電后進(jìn)行放電，維持主板正常關(guān)機(jī)所需電能?？刂坪诵?6用于控制輸入切換電路14使主板在外部電源供電和內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件15供電之間切換。
[0020]實(shí)施時(shí)，IXD顯示屏2連接有背光控制器6和觸摸屏控制器8，觸摸屏控制器8用于響應(yīng)作用于IXD顯示屏2的觸控操作，背光控制器8用于控制調(diào)節(jié)IXD顯示屏2的顯示亮度。背光控制器8連接一傳感器7，傳感器7用于感應(yīng)外部的環(huán)境光亮度，并將獲取的外部的環(huán)境光亮度模擬信號(hào)傳輸至背光控制器8中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)傳感器7獲取的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)和用戶的設(shè)置來改變LCD顯示屏2背光顯示亮度。
[0021]實(shí)施時(shí)，交直流輸入電路13由整流濾波電路132、穩(wěn)壓電路133和自動(dòng)輸入切換電路131構(gòu)成。整流濾波電路132用于接受交流輸入電壓并對(duì)交流輸入電壓進(jìn)行變壓、交直流轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的穩(wěn)壓濾波處理。穩(wěn)壓電路133用于接受直流輸入電壓，可接受9-36V的直流輸入電壓，可廣泛適用于多種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。自動(dòng)輸入切換電路131用于自動(dòng)檢測(cè)外部的輸入電壓為交流輸入電壓或直流輸入電壓并使用相應(yīng)的輸入電壓給主板供電，當(dāng)檢測(cè)到外部的輸入電壓為交流輸入電壓時(shí)，自動(dòng)輸入切換電路131啟用該交流輸入電壓為主板供電，當(dāng)檢測(cè)到外部的輸入電壓為直流輸入電壓時(shí)，自動(dòng)輸入切換電路131啟用該直流輸入電壓為主板供電。
[0022]自動(dòng)輸入切換電路131的輸出端通過一采樣隔離電路19與控制核心16連接，該采樣隔離電路19用于對(duì)外部的輸入電壓進(jìn)行隔離采樣，并判斷外部的輸入電壓是否為有效的輸入電壓，即外部提供的輸入電壓是否可供主板啟動(dòng)。控制核心16還包括一定時(shí)器161，該定時(shí)器161設(shè)定有主板在掉電時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)所需的關(guān)機(jī)響應(yīng)時(shí)間。主電路11中還設(shè)有開關(guān)機(jī)管理電路110，該開關(guān)機(jī)管理電路110的輸入端與控制核心16的輸出端連接，用于接收控制核心16輸出的關(guān)機(jī)信號(hào)并執(zhí)行主板的關(guān)機(jī)動(dòng)作。DC/DC電路17的輸出端通過一濾波保護(hù)電路18與主電路11連接，DC/DC電路17完成輸入電壓到主電路11所需電源電壓的轉(zhuǎn)換，其采用大容量高性能芯片保證主板供電安全，保證主電路11所有直流供電需求，使主板正常供電正常運(yùn)行。為使輸入主電路11的直流電壓更為穩(wěn)定，經(jīng)過DC/DC電路17轉(zhuǎn)換輸出的電壓經(jīng)濾波保護(hù)電路18最終進(jìn)入主電路11，進(jìn)一步保證了主板的供電安全。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)掉電檢測(cè)自關(guān)機(jī)的工作步驟為:
[0024]首先，采樣隔離電路19進(jìn)行外部輸入電壓的有效性檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)外部輸入有效時(shí)，控制核心16不做處理，返回繼續(xù)查詢。一旦檢測(cè)到外部輸入無(wú)效，即外部輸入電壓無(wú)法使主板啟動(dòng)，此情況多為主板突然掉電，采樣隔離電路19向控制核心16發(fā)送輸入無(wú)效信號(hào)?？刂坪诵?6根據(jù)采樣隔離電路19輸出的檢測(cè)結(jié)果，控制輸入切換電路14自動(dòng)切換到儲(chǔ)能元件15進(jìn)行供電。延時(shí)數(shù)秒之后，采樣隔離電路19再次檢測(cè)外部輸入電壓的有效性，若在數(shù)秒之后供電恢復(fù)，則仍舊不做處理，返回繼續(xù)查詢。若外部輸入電壓持續(xù)無(wú)效，則控制核心16向主電路11中的開關(guān)機(jī)管理電路110發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)，此時(shí)輸入切換電路14也自動(dòng)切換到儲(chǔ)能元件15進(jìn)行供電，為主板提供正常關(guān)機(jī)所需的電能。在儲(chǔ)能元件15供電時(shí)，在控制核心16內(nèi)部定時(shí)器161的定時(shí)時(shí)間內(nèi)，控制核心16向主電路11中的開關(guān)機(jī)管理電路110發(fā)出系統(tǒng)關(guān)機(jī)所需的波形信號(hào)并由主電路11中的開關(guān)機(jī)管理電路110完成主板正常關(guān)機(jī)。定時(shí)器161定時(shí)時(shí)間的設(shè)定是保證外部電源供電波動(dòng)的情況下，主板可以正常工作，而不至于因?yàn)椴ü入妷簩?dǎo)致主板關(guān)機(jī)。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型通過主板中的電源管理電路與電腦的其它功能部分協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)了掉電檢測(cè)、電容儲(chǔ)能以及關(guān)機(jī)信號(hào)的正確給出，實(shí)現(xiàn)了電腦在突然掉電的情況下正常關(guān)機(jī)，為一款適合多領(lǐng)域多行業(yè)應(yīng)用的工業(yè)電腦。通過主板上集成的大容量?jī)?chǔ)能電容作為儲(chǔ)能器件，不用電池，集成高效的功能較強(qiáng)的電源管理集成電路，具有體積小，重量輕，充電速度快，不顯著增加電腦的尺寸、重量和成本。電腦在突然掉電時(shí)，通過電源管理電路中的大容量?jī)?chǔ)能元件可維持短暫供電使電腦及時(shí)正常關(guān)機(jī)，保護(hù)了設(shè)備的運(yùn)行安全和數(shù)據(jù)安全。具有功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，精確的控制了電腦主板在掉電的情況下正常關(guān)機(jī)，可廣泛用于工業(yè)環(huán)境及電源不穩(wěn)定的場(chǎng)合應(yīng)用。
[0026]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)電腦，包括主板，以及分別與所述主板連接的IXD顯示屏、RAM、存儲(chǔ)設(shè)備、開關(guān)/指示燈和接口，其特征在于，所述主板由主電路和電源管理電路構(gòu)成，所述主電路包括處理器、芯片組和接口芯片組，所述電源管理電路包括交直流輸入電路、輸入切換電路、儲(chǔ)能元件、控制核心和DC/DC電路，所述交直流輸入電路的輸出端與所述輸入切換電路和所述控制核心連接，所述儲(chǔ)能元件和所述控制核心的輸出端與所述輸入切換電路連接，所述輸入切換電路的輸出端通過所述DC/DC電路與所述主電路連接；所述交直流輸入電路自動(dòng)檢測(cè)輸入主板的電壓的電壓特性并使用相應(yīng)的輸入電壓給主板供電，所述儲(chǔ)能元件由大容量電容構(gòu)成，為主板在失去外部供電后進(jìn)行放電，維持主板正常關(guān)機(jī)所需電能，所述控制核心用于控制所述輸入切換電路使主板在外部電源供電和內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件供電之間切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)電腦，其特征在于，所述LCD顯示屏連接有背光控制器和觸摸屏控制器，所述觸摸屏控制器用于響應(yīng)作用于所述LCD顯示屏的觸控操作，所述背光控制器用于控制調(diào)節(jié)所述LCD顯示屏的顯示亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種工業(yè)電腦，其特征在于，所述背光控制器連接一傳感器，所述傳感器用于感應(yīng)外部的環(huán)境光亮度，并將獲取的外部的環(huán)境光亮度模擬信號(hào)傳輸至所述背光控制器中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)電腦，其特征在于，所述交直流輸入電路由整流濾波電路、穩(wěn)壓電路和自動(dòng)輸入切換電路構(gòu)成，所述整流濾波電路用于接受交流輸入電壓并對(duì)交流輸入電壓進(jìn)行變壓、交直流轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的穩(wěn)壓濾波處理，所述穩(wěn)壓電路用于接受直流輸入電壓，所述自動(dòng)輸入切換電路用于自動(dòng)檢測(cè)外部的輸入電壓為交流輸入電壓或直流輸入電壓并使用相應(yīng)的輸入電壓給主板供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)電腦，其特征在于，所述自動(dòng)輸入切換電路的輸出端通過一采樣隔離電路與所述控制核心連接，所述采樣隔離電路用于對(duì)外部的輸入電壓進(jìn)行隔離采樣，判斷外部的輸入電壓是否為有效的輸入電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)電腦，其特征在于，所述主電路中還設(shè)有開關(guān)機(jī)管理電路，所述開關(guān)機(jī)管理電路的輸入端與所述控制核心的輸出端連接，用于接收所述控制核心輸出的關(guān)機(jī)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06F1/28GK203773471SQ201420049345
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
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