CN113138651A - 一种计算机电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源设计技术领域，尤其是指一种计算机电源电路，包括输入整流模块、功率校正电路、待机电路、半桥LLC谐振电路、同步输出整流电路以及风扇调速电路，外部供电经由输出整流模块进行整流，整流后的电压输入功率校正电路进行功率校正以及升压，待机电路将输入整流模块输出的电压转换为待机电压，半桥LLC谐振电路将功率校正电路升压后电压转换为计算机的工作电压，同步输出整流电路将半桥LLC谐振电路的输出进行变压整流为计算机另外的工作电压。本发明提供的一种计算机电源电路，通过设置风扇调速电路，实现风扇根据环境温度实时调整转速，从而避免出现不必要的损耗，进而提高计算机电源电路的转换效率。

Description

一种计算机电源电路

技术领域

本发明涉及电源设计技术领域，尤其是指一种计算机电源电路。

背景技术

计算机中，电源转换是将交流电能量转换成直流电能量并给主机配件供电的设备。电源转换的设计，主要在于转换效率以及能否持续性的工作。目前市面上的计算机开关电源的设计，大部分采用直接将外部供电转换成计算机工作所需的各个电压，其中还包括了风扇的驱动，一般风扇在计算机工作时便随之启动并且工作散热，只要计算机一直工作，风扇则一直启动，这便造成了更大的功耗，不利于计算机开关电源的高效率转换。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种计算机电源电路，通过设置风扇调速电路，实现风扇根据环境温度实时调整转速，从而避免出现不必要的损耗，进而提高计算机电源电路的转换效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种计算机电源电路，包括输入整流模块、功率校正电路、待机电路、半桥LLC谐振电路、同步输出整流电路以及风扇调速电路，外部供电经由所述输出整流模块进行整流，整流后的电压输入所述功率校正电路进行功率校正以及升压，所述待机电路将输入整流模块输出的电压转换为待机电压，所述半桥LLC谐振电路用于将功率校正电路升压后输出的电压转换为计算机的工作电压，所述同步输出整流电路用于将半桥LLC谐振电路的输出再次进行变压整流为计算机另外的工作电压；所述风扇调速电路包括第一开关控制模块、温度检测模块、电压参考模块、第二开关控制模块以及调速模块；所述温度检测模块根据温度变化改变输入所述电压参考模块的电压，所述电压参考模块对所述温度检测模块输入的电压进行调节并将调节的电压输出到所述第二开关控制模块，所述第二开关控制模块根据接收的电压控制所述第一开关控制模块的开或关，所述第一开关控制模块用于控制风扇的启停；所述调速模块的输入端与所述第二开关控制模块的输出端连接，所述调速模块用于根据第二开关控制模块的输出电压调节风扇的转速。

优选的，所述功率校正电路包括升压模块以及校正控制模块，所述输入整流模块用于将外部输入电流电压整流后输出到所述升压模块，所述校正控制模块用于驱动所述升压模块工作。

优选的，所述半桥LLC谐振电路包括控制器U30、启动模块、方波产生模块、变压器T4以及输出整流模块，所述启动模块用于启动控制器U30，所述方波产生模块与所述控制器U30的输出端连接并用于产生方波，所述方波产生模块产生的方波输入所述变压器T4，所述变压器T4输出端的输出电压经过所述输出整流模块的整流作用后输出整流电压。

优选的，所述待机电路包括变压器T1、控制芯片IC201、信号稳压模块以及输出整流模块，所述变压器T1包括第一初级侧单元和第二初级侧单元，所述第一初级侧单元的输入端分别与外部供电电压以及控制芯片IC201连接，所述第二初级侧单元和控制芯片IC201均与所述信号稳压模块连接，所述变压器T1的输出端与所述输出整流模块的输入端连接。

优选的，所述同步输出整流电路包括整流驱动模块、同步整流模块以及信号处理模块，所述整流驱动模块包括驱动器U17，所述同步整流模块包括开关管Q20、开关管Q22以及电感L701

本发明的有益效果：

本发明提供的一种计算机电源电路，功率校正电路、待机电路、半桥LLC谐振电路以及同步输出整流电路将整流后的电压转换成计算机所需要的各个不同大小的电压值，为计算机的不同配件供电，其中，增加设置风扇调速电路，可根据环境温度实时调整风扇的转速，从而避免出现不必要的功耗，进而有助于提高本发明的计算机电源电路的转换效率。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的功率校正电路的结构示意图。

图3为本发明的功率校正电路的电路原理图。

图4为本发明的功率校正电路的电感L1的电流I1与开关管Q1、开关管Q2的Vgs电压之间的关系。

图5为本发明的半桥LLC谐振电路的电路原理图。

图6为本发明的风扇调速电路的结构框图。

图7为本发明的风扇调速电路的电路原理图。

图8为本发明的待机电路的电路原理图。

图9为本发明的同步输出整流电路的电路原理图。

在图1至图9中的附图标记包括：

1-第一开关控制模块，2-温度检测模块，3-电压参考模块，4-第二开关控制模块，5-调速模块，6-第一分压单元，7-第二分压单元，8-参考单元，9-积分单元，10-延时单元，11-过温保护模块，12-输入整流模块，13-升压模块，14-校正控制模块，15-开关单元，16-第一负载单元，17-第二负载单元，18-启动模块，19-输出整流模块，20-第一方波电压输出单元，21-第二方波电压输出单元，22-第三稳压单元，23-反馈模块，24-输出整流模块，25-第一稳压单元，26-第二稳压单元，27-第一整流信号处理单元，28-第二整流信号处理单元，29-整流驱动模块，30-同步整流模块，31-第一信号稳定单元，32-第二信号稳定单元。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

本实施例提供的一种计算机电源电路，如图1，包括输入整流模块、功率校正电路、待机电路、半桥LLC谐振电路、同步输出整流电路以及风扇调速电路，外部供电经由输出整流模块进行整流，整流后的电压输入功率校正电路进行功率校正以及升压，待机电路将输入整流模块输出的电压转换为待机电压，半桥LLC谐振电路用于将功率校正电路升压后输出的电压转换为计算机的工作电压，同步输出整流电路用于将半桥LLC谐振电路的输出再次进行变压整流为计算机另外的工作电压。当然，本实施例中还设置有现有技术中的时序输出电路。

其中，如图6和图7，风扇调速电路包括包括第一开关控制模块1，还包括温度检测模块2、电压参考模块3、第二开关控制模块4以及调速模块5；温度检测模块2根据温度变化改变输入电压参考模块3的电压，电压参考模块3对温度检测模块2输入的电压进行调节并将调节的电压输出到第二开关控制模块4，第二开关控制模块4根据接收的电压控制第一开关控制模块1的开或关，第一开关控制模块1用于控制风扇的启停；调速模块5的输入端与第二开关控制模块4的输出端连接，调速模块5用于根据第二开关控制模块4的输出电压调节风扇的转速。

具体地，如图1，功率校正电路、待机电路、半桥LLC谐振电路以及同步输出整流电路将整流后的电压分别转换成计算机所需要的HV+、+12V、+3.3V、+5V、+5VSB等电压，为计算机的不同配件供电。进一步的，如图6、图7，风扇调速电路的工作原理为：首先设定风扇工作的各种温度值，设定低温值T1、启动值T2、额定高温值T3以及最高温度值T4，当温度检测模块2采样的温度值小于低温值T1时，风扇停转；采样温度达到设定的启动值T2时，风扇启动，并且风扇电压与温度升高值成正比进行变化；采样温度达到额定温度值T3后，风扇的电压也达到额定电压，并以额定转速进行工作；当采样温度达到设定的最高温度值T4，则关闭风扇。相应的采样温度对应风扇相应的控制电压，由温度检测模块2实时采样风扇所处环境下的温度并根据温度的变化调节自身电压值，电压参考模块3根据温度检测模块2变化的电压值调整输出的参考电压，该参考电压作为第二开关控制模块4、调速模块5的工作控制参考电压；第二开关控制模块4根据接收到的电压参考模块3的参考电压值，判断当前的采样温度，进而配合第一开关控制模块1控制风扇的启动与否；而调速模块5则根据参考电压值判断当前的采样温度并根据温度的高度调整风扇的转速，从而改变散热的速度。本发明的风扇调速电路，风扇能够根据实际所处环境的散热需求调整工作功率，即自适应调整转速，从而达到不同的散热效果，进而避免资源的浪费，进而有助于本实施例的计算机电源电路的高效率转换。

本实施例提供的一种计算机电源电路，如图7，为风扇调速电路的具体电路原理图，风扇条路电路的供电为+12V电压，其中电压参考模块3包括第一分压单元6、第二分压单元7、参考单元8以及电阻R5；其中，参考单元8包括第四放大器IC1B、电阻R4、电阻R6以及电容C5，参考单元8的电路连接原理如图7所示，其中，第四放大器IC1B的输出电压即是电压参考模块3输出的参考电压VB。如图7，第一分压单元6包括依次串联的电阻R16、电阻R17以及电阻R18，电压VB经过第一分压单元6的分压作用后，分别输出电压V1和电压V2。如图7，第二分压单元7包括电阻R8、电阻R9、电阻R12以及电阻R15，第二分压单元7与外部供电电压连接，用于为本实施例的电路模块提供基准电压，第二分压单元7分压后，输出电压V3和电压V4。而本申请的温度检测模块2采用的是热敏电阻RT1，通过热敏电阻RT1上的电压变化来感知当前环境的温度，如图7所示，VA点的电压值随热敏电阻RT1的电压变化而变化，从而VA点电压经过第四放大器IC1B的放大比较后，输出电压VB，电压VB经过第一分压单元6的分压后，输出不同的电压值，分别用于控制第二开关控制模块4和过温保护模块11。

本实施例的风扇调速电路，如图7，第二开关控制模块4包括第一放大器IC1A、电容C4以及二极管D2；第二分压单元7输出的电压V3输入到第一放大器IC1A的反向输入端，作为第一放大器IC1A的基准电压，电压VB经过第一分压单元6分压后输出的电压V1由第一放大器IC1A的正向输入端输入，作为第一放大器IC1A的工作控制电压；电容C4的两端分别与第一放大器IC1A的反向输入端和输出端连接；二极管D2的阴极与第一放大器IC1A的输出端连接，电压参考单元8和调速模块5的输入端均与二极管D2的阳极连接，二极管D2作为后续控制调速模块5的控制开关。

如图7，调速模块5包括积分单元9以及延时单元10，其中，积分单元9包括第二放大器IC1C以及电容C100，延时单元10包括电阻R13、电阻R11、电阻R19、电容C10以及开关管Q400；积分单元9和延时单元10的连接原理如图7所示，第二放大器IC1C的反向输入端与第二开关控制模块4的输出端即二极管D2的阳极连接，第二放大器IC1C的正向输入端依次经过电阻R19和电容C10后接地，电阻R13的两端分别与第二放大器IC1C的正向输入端和地端连接，电阻R11的两端分别与第二放大器IC1C的正向输入端和风扇连接，开关管Q400的开关端与第二放大器IC1C的正向输入端连接，电阻R19与电容C10连接的一端与开关管Q400的控制端连接；第二放大器IC1C的输出端与第一开关控制模块1的控制端连接。而第一开关控制模块1包括开关管Q100、电阻R1、电阻R3、电阻R7以及电容C300，开关管Q100的两个开关端分别与电阻R1的一端和风扇连接，第二放大器IC1C的输出电压用于控制开关管Q100是否导通，从而控制风扇的启停。

本实施例提供的风扇调速电路，如图7，还设置有过温保护模块11，过温保护模块11包括第三放大器IC1D、二极管D400、电容C6以及报警单元，第一分压单元6的另一输出端与第三放大器IC1D的反向输入端连接，第二分压单元7的另一输出端与第三放大器IC1D的正向输入端连接，电容C6的两端分别与第三放大器IC1D的反向输入端和第三放大器IC1D的正向输入端连接，第三放大器IC1D的输出端与二极管D400的阴极连接，二极管D400的阳极与报警单元的控制端连接。其中，报警单元可以声音报警、光报警等现有技术中的报警装置，在温度超过最高温度值T4时，则在过温保护模块11的输出端OTP输出信号，通过该信号关闭风扇和/或进行报警，通知工作人员，从而达到保护的作用。

本实施例提供的一种风扇调速电路，具体的工作原理为：

首先，当本实施例应用于电脑主机时，在通电瞬间的一段时间内，风扇可维持额定电压输出，保持额定转速运转。

接着热敏电阻RT1便开始工作采样环境温度，热敏电阻RT1优选采用负温度系数的热敏电阻，作为温度传感器使用。当采样温度低于低温值T1时，第一分压单元6的分压电压V1输入第一放大器IC1A的3脚(即正向输入端)，此时第一放大器IC1A的1脚(即输出端)输出低电平，二极管D2的阳极也为低电平，使开关管Q100截止，此时风扇停转。

随着采样温度的上升，超过设定的启动值T2，此时注入第一放大器IC1A的3交的电压V1使得第一放大器IC1A的1脚输出高电平，此时二极管D2截止，电压VB通过电阻R5后输入到第二放大器IC1C的9脚(即反向输入端)，而第二放大器IC1C、电阻R11、电阻R13以及电容C100组成积分电路，产生三角波输出，驱动开关管Q100工作，从而控制风扇转动。

当采样的温度继续上升，并小于额定高温值T3，即环境温度T处于T2<T<T3的范围内时，由于热敏电阻RT1的电压随温度升高，此时VA点电压也随之升高，从而电压VB也逐渐升高，第二放大器IC1C的8脚(即输出端)输出的三角波的占空比逐渐加大，从而控制风扇的转速逐渐加快，直至温度达到额定高温值T3，风扇的转速达到额定转速。

若环境温度继续升高，且处于T3<T<T4的范围内，则由于风扇已经达到额定转速，所以转速不再提升，并保持当前的额定转速运转。

当温度上升到最高温度值T4，此时电压VB通过第一分压单元6的分压后输出的电压V2，输入到第三放大器IC1D的13脚(即反向输入端)，超过第二分压单元7输入到第三放大器IC1D12脚(即正向输入端)的电压V4，所以使第三放大器IC1D的14脚(即输出端)输出低电平，使得二极管D400截止或导通(取决于二极管D400的方向连接)，进而当过温保护模块11的OTP端的电平出现变化时，则触发高温信号，控制电脑主机的关闭电源、关闭风扇并且可通过报警单元做出警示的作用，从而保护电脑主机以及风扇，直到高温预警解除，才再次恢复工作。

另外，延时电路在风扇开始工作时，FAN+端的电压通过电阻R11和电阻R19向电容C10充电，电阻R11、电阻R19以及电容C10组成延时电路，此3个器件值的大小，可控制延时时间的长短。在第二放大器IC1C的10脚电压小于9脚电压时，8脚保持低电平，从而控制风扇保持额定转速。电容C10完成充电后，开关管Q400截止，此时第二放大器IC1C的10脚电压的值为电阻R11和电阻R13的分压值，第二放大器IC1C的8脚、9脚和10脚和***器件，再次组成积分电路，风扇的工作状态再次由上述不同温度下不同的电压控制。

本实施例的风扇调速电路，可以实现温度自适应，根据不同的温度调整不同的转速，从而避免出现资源的浪费，同时可以保护风扇以及电脑主机等应用本实施例的需要散热的装置。

本实施例提供的一种计算机电源电路，如图2至图4，图3为本实施例的功率校正电路的电路原理图，其包括包括升压模块13以及校正控制模块14，输入整流模块12用于将外部输入电流电压整流后输出到升压模块13，校正控制模块14用于驱动升压模块13工作；输入整流模块12为现有技术，电路连接原理如图3所示。

其中，升压模块13包括开关单元15、电感L1、二极管D50、电容C3以及第一负载单元16，输入整流模块12的输出端经过电感L1后与开关单元15的开关端连接，开关单元15的控制端与校正控制模块14连接，电容C3与第一负载单元16并联，电感L1经过二极管D50后与电容C3连接。

本实施例中，开关单元15设置有两个相同的开关，通过这两个开关来实现电压电路的跟随。具体如图3所示，开关单元15包括开关管Q1、二极管D20、电阻R202、电阻R203、开关管Q2、二极管D21、电阻R204以及电阻R205；校正控制模块14的输出端依次经过二极管D20和电阻R203后与开关管Q1的控制端连接，电阻R202的两端分别与校正控制模块14的输出端和开关管Q1的控制端连接，开关管Q1的开关端与二极管Q50的阳极连接；校正控制模块14的输出端依次经过二极管D21和电阻R205后与开关管Q2的控制端连接，电阻R204的两端分别与校正控制模块14的输出端和开关管Q2的控制端连接，开关管Q2的开关端与二极管Q50的阳极连接。

如图3，本实施例的校正控制模块14包括驱动器U15、开关控制单元以及第二负载单元17，输入整流模块12的输出端经过第二负载单元17后与驱动器的输入端连接，二极管D50经过第一负载单元16后与驱动器的输入端连接，开关控制单元的输出端与开关单元15的控制端连接。其中，开关控制单元包括开关管Q14以及开关管Q17，开关管Q14和开关管Q17的控制端均与驱动器的输出端连接，开关管Q14的射极与开关管Q17的射极连接后与开关单元15的控制端连接。

具体地，驱动器优选采用型号为CM6500的控制器，驱动器的***电路设置如图3所示，输入整流模块12将市交流电整流后输出的直流高压Vd，经过第二负载单元17后分成两路输出，并分别输入到驱动器的2脚和4脚，作为校正的两个信号参数；另外，直流高压Vd经过电容C1的滤波后输入到驱动器的3脚，作为另一校正的信号；第一负载单元16的电压信号输入驱动器的13脚，上述4个信号使驱动器输出经过校正后的PWM脉冲控制信号，进而控制开关单元15的开和关，进而控制电感L1的充放电。

如图3所示，本实施例的第一负载单元16和第二负载单元17均是由多个负载电阻串联而成。

如图3所示，输入整流模块12的输出端经过电容C1后接地。由于电感L1的电流中高频成分有很多，所以通过电容C1可以滤除电感L1上的电流的高频成分。

本实施例提供的功率校正电路，如图3，将输入的市交流电整流后，经由升压模块13将电压上升至380V。电感L1在开关单元15导通时储存能量，在开关单元15关闭器件，与电压Vd叠加一起，通过二极管D50向电容C3放电，在图3的HV+处建立升压电压。

具体地工作原理为：当开关单元15打开时，即开关管Q1和开关管Q2导通时，输入整流模块12整流输出的直流高压Vd对电感L1充电，使电感L1的电流上升，如图4中的a点到b点；直到开关管Q1和开关管Q2关闭，此时电感L1上的电压呈反相，叠加上直流高压Vd使得二极管D50导通，电感L1开始对第一负载单元16和电容C3放电，如图4中的b点到c点，此时第一负载单元16保持在电高位，而电容C3呈充电状态，直到电感L1放电到电流为零为止。当电感L1上的电流为零，开关管Q1和开关管Q2的栅极和源极之间的电压再次为电高位，则开关管Q1和开关管Q2重新导通，此时电感L1的电压为正向，电感L1重新进行充电，直到开关单元15再次关闭为止，如图4的c点到d点，如此反复，实现电路的电流和电压的跟随，使得电流和电压的相位保持一致的同时，电感L1的电流波形为许多大小不同的三角波所组成，为输入电压的脉动正弦波和电感L1充放电形成的微型三角波组成，有效避免了功率因素校正后的电流出现失真的现象。

本实施例提供的一种计算机电源电路，如图5，为半桥LLC谐振电路的电路原理图，其包括控制器U30、启动模块18、方波产生模块、变压器T4以及输出整流模块19，启动模块18用于启动控制器U30，方波产生模块与控制器U30的输出端连接并用于产生方波，方波产生模块产生的方波输入变压器T4，变压器T4输出端的输出电压经过输出整流模块19的整流作用后输出整流电压；输出整流模块19包括整流驱动器U11、开关管Q32以及开关管Q34，开关管Q32的控制端和开关管Q34的控制端分别与整流驱动器U11的输出端连接，开关管Q32的一开关端和开关管Q34的一开关端均接地，开关管Q32的另一开关端和开关管Q34的另一开关端分别与变压器T4的输出端连接。

具体地，控制器U30产生一定占空比的脉冲控制信号，控制方波产生模块产生方波信号，进过变压器T4的变压转换，再经过输出整流模块19的同步整流作用，获得所需要的目标电压。采用输出整流模块19，通过开关管Q32以及开关管Q34的同步整流作用，即提高整流的效率，还能降低整流过程中的功耗，使得本发明的半桥LLC谐振电路具有更高的实用性。

本实施例的半桥LLC谐振电路，具体的电路连接原理如图5所示，首先控制器U30优选采用型号为NCP13907BG的控制芯片，该芯片是带有半桥驱动的谐振模式控制器U30，具备自动恢复、故障闭锁、过压保护、短路保护等功能，控制器U30的***电路如图5所示，其中的启动模块18以及反馈模块23均为现有技术。

具体地，本实施例的方波产生模块包括第一方波电压输出单元20、第二方波电压输出单元21以及第三稳压单元22，控制器U30输出控制信号分别控制第一方波电压输出单元20和第二方波电压输出单元21工作，第一方波电压输出单元20的输出电压和第二方波电压输出单元21的输出电压形成方波，第三稳压单元22的两端分别与变压器T4和控制器U30连接。

其中第三稳压单元22包括二极管D24、二极管D25、电阻R9、电阻R226、电容C438以及电容C111，电容C438的两端分别与控制以及地端连接，电阻R9与电容C438并联，二极管D24和二极管D25正向串联后，二极管D24的阴极与控制器U30连接，二极管D25的阳极接地，二极管D24的阳极依次经过电阻R226和电容C111后与变压器T4连接。另外，作为另一连接方案，二极管D24和二极管D25可采用反向串联的连接方式，即将二极管D24的阴极与二极管D25的阴极连接，二极管D24的阳极与控制器U30连接。本实施例中的二极管D24和二极管D25的两种连接方式，均可以将变换的电压稳定在最终所需要的12V电压。

另外，方波产生模块的第一方波电压输出单元20包括开关管Q3、电容C114、电阻R134、电阻R201以及二极管D30；控制器U30的输出端经过电阻R201与开关管Q3的控制端连接，二极管D30与电阻R201并联，开关管Q3的一开关端连接外部供电电压，开关管Q3的另一开关端与变压器T4的输入端连接，开关管Q3的另一开关端和控制端分别与电阻R134的两端连接，电容C114的两端分别与开关管Q3的两个开关端连接。第二方波电压输出单元21包括电感L2、开关管Q4、电容C113、电阻R200、电阻R137、二极管D23、电容C4以及二极管D4；控制器U30的输出端经过电阻R200与开关管Q4的控制端连接，二极管D23与电阻R200并联，开关管Q4的一开关端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与变压器T4的输入端连接，开关管Q4的另一开关端接地，开关管Q4的控制端经过电阻R137接地，电容C113的两端分别与开关管Q3的两个开关端连接，电容C4和二极管D4均与电容C113并联，并且二极管D4的阳极接地。

具体地，本实施例的具体工作原理为，控制器U30启动后，控制器U30的11引脚和15引脚分别输出占空比为50％的脉冲信号，控制开关管Q3和开关管Q4交替启动，从而产生方波。接着产生的方波经过变压器T4后输出12V电压，经过开关管Q32和开关管Q34的同步整流作用后，将本实施例的HV电压转换成符合电脑电源需求的12V电压，进而控制电脑工作。

本实施例提供的一种计算机电源电路，如图8，为待机电路的电路原理图，其包括变压器T1、控制芯片IC201、信号稳压模块以及输出整流模块24，变压器T1包括第一初级侧单元和第二初级侧单元，第一初级侧单元的输入端分别与外部供电电压以及控制芯片IC201连接，第二初级侧单元和控制芯片IC201均与信号稳压模块连接，变压器T1的输出端与输出整流模块24的输入端连接；外部供电电压经过变压器T1的变压后，经由输出整流模块24的整流输出待机电压；信号稳压模块用于对外部供电进行稳压，并且反馈到控制芯片IC201；信号稳压模块包括第一稳压单元25以及第二稳压单元3，变压器的第二初级侧单元以及外部供电均与第二稳压单元3连接，第二稳压单元3输出信号到第一稳压单元25，第一稳压单元25将第二稳压单元3的信号反馈至控制芯片IC201。

具体地，图8中的电压HV+输入变压器T1，经过转换以及输出整流模块24的整流作用后获得电压+5VSB的待机电压，控制芯片IC201为开关电源IC，可调整本实施例输出电压电流的稳定、进行功率转换过程中的欠压保护等功能。

其中，如图8，第一稳压单元25包括光耦U13B、电容C437以及稳压二极管D22，光耦U13B的两个开关端分别与地端和控制芯片IC201的反馈端连接，电容C437和稳压二极管D22均与光耦U13B并联。

如图8，第二稳压单元3包括二极管D10、二极管D11、稳压二极管ZD1、光耦U12、三极管Q21、电阻R141、电阻R142、电阻R143、电容C20以及电容C208；二极管D10的阴极和二极管D11的阳极均与第二初级侧单元连接，二极管D10的阳极接地，二极管D11的阴极与三极管Q21的集电极连接，三极管Q21的集电极与外部供电电压连接，外部供电电压经过电容C208后接地；电阻R141的两端分别与三极管Q21的基极和地端连接，稳压二极管ZD1与电阻R141并联；二极管D11的阴极通过电容C20后接地，电阻R143与电容C20并联，二极管D11的阴极依次经过电阻R142和光耦U12的开关端后与三极管Q21的基极连接。

另外，本实施例的输出整流模块24包括二极管D201、电容C203、电感L4、第一整流信号处理单元27以及第二整流信号处理单元28，变压器T1的输出端经过电感L4后输出整流电压，二极管D201的阴极与变压器T1的输出端连接，二极管D201的阳极与电容C203的一端连接，电容C203的另一端与电感L4的输入端连接；第一整流信号处理单元27设置有两个输入端，其中一个输入端与电感L4的输入端连接，另一个输入端与电感L4的输出端连接；第二整流信号处理单元28用于对电感L4的输出电压信号进行滤波。

其中，第一整流信号处理单元27包括发光二极管U13A、稳压二极管Q12、电容C422、电阻R192、电阻R159、电阻R161、电阻R97以及电阻R157；电感L4的输入端经过电阻R192后与发光二极管U13A的阳极连接，发光二极管U13A的阴极与稳压二极管Q12的阴极连接，稳压二极管Q12的阳极接地，电阻R159与发光二极管U13A并联，电感L4的输出端依次经过电阻R97和电阻R157后接地，发光二极管U13A的阴极经过电阻R161后与电容C422的一端连接，电阻R97和电阻R157的连接处与电容C422的另一端连接。第二整流信号处理单元28包括电阻R120、电阻R137以及电容C204，电感L4的输出端经过电容C204后接地，电阻R120和电阻R137均与电容C204并联。

具体地，第一稳压单元25和第二稳压单元3组成的信号稳压模块，对图8中的供电端PVCC进行稳压，另外，本实施例采用光耦U13B，另外在输出整流模块24中设置发光二极管U13A，通过发光二极管U13A来感应变压后输出的电压，从而通过发光二极管U13A的发光与否控制光耦U13B的开关端的压差，进而将本实施例的变压输出情况反馈到控制芯片IC201上，通过控制芯片IC201进行电路欠压保护等措施，保护本实施例的电路。

当电脑的开关电源的主功率电路由正常转为待机时，+5VSB正常工作。当主功率电路由待机转为工作状态后，开关电源中的PG信号高电平，其中PG信号为电脑开关电源中的时序输出电路中的输出信号，并引起光耦U13B开关端之间的压差，反馈到控制芯片IC201上，做欠压保护，从而使+5VSB电路处于关闭状态，达到保护以及节能效果，进而提高本实施例的待机转换电路的实用性。

本实施例提供的一种计算机电源电路，如图1，本实施例中，设置有多个同步输出整流电路，分别将12V电压转换成3.3V和5V，具体地，以3.3V为例，图9中包括整流驱动模块29、同步整流模块30以及信号处理模块，整流驱动模块29包括驱动器U17，同步整流模块30包括开关管Q20、开关管Q22以及电感L701；开关管Q20的控制端与驱动器U17的第一输出端连接，开关管Q22的控制端与驱动器U17的第二输出端连接，开关管Q20设置有两个开关端，开关管Q22设置有两个开关端，开关管Q20的其中一个开关端与开关管Q22的一个开关端连接，开关管Q20的另一个开关端与外部待整流电压连接，开关管Q22的另一个开关端接地，开关管Q20与开关管Q22连接的一端与电感L701的一端连接，电感L701的另一端为整流输出端；电感L701的一端与驱动器U17的第三输出端连接，信号处理模块设置有两个输入端，其中一输入端与驱动器U17的第四输出端连接，另一输入端与电感L701的另一端连接。优选的，驱动器U17的型号为APW7164KE-TRG。

具体地，驱动器U17的引脚结构以及连接结构如图9所示，驱动器U17一共包括8个引脚，其中，本实施例驱动器U17的第一输出端为引脚2，第二输出端为引脚4，第三输出端为引脚8，第四输出端为引脚7，信号反馈输入端为引脚6。本实施例通过开关管Q20、开关管Q22以及电感L701实现同步整流的目的，并且采用驱动器U17驱动开关管Q20、开关管Q22，驱动器U17的体积小，引脚固定，从而使得整个电路的结构简单，即能实现高效率、低功耗整流外，还方便电路的连接，也有助于减小本实施例的同步整流输出电路的体积。

其中，本实施例的信号处理模块，如图9，包括第一信号稳定单元31以及第二信号稳定单元32，第一信号稳定单元31用于稳定驱动器U17的第四输出端的输出信号，第二信号稳定单元32用于稳定电感L701的整流输出端的输出信号，驱动器U17设置有信号反馈输入端，信号反馈输入端与第二信号稳定单元32连接。

第一信号稳定单元31包括电容C414、电容C415以及电阻R155，电容C414与电阻R155串联，驱动器U17的第四输出端经过电容C415后接地，并且驱动器U17的第四输出端依次经过电容C414和电阻R155后接地。

第二信号稳定单元32包括电阻R66、电阻R167、电阻R168、电容C407以及电容C413，电感L701的另一端依次经过电容C413和电阻R167后接地，电阻R168的一端与电容C407的一端连接，电容C407的另一端接地，电阻R168的另一端与电阻R66的一端连接，电阻R66的另一端与电感L701的另一端连接，驱动器U17的信号反馈输入端与电阻R168的一端连接。

具体地，本实施例的工作原理为：以外部待整流电压为12V时，将12V电压由开关管Q20的开关端输入，由开关管Q20和开关管Q22进行整流，驱动器U17控制开关管Q20和开关管Q22的导通或截止，从而实现同步整流的目的。其中，第一信号稳定单元31为驱动器U17的COMP端即引脚7稳压，使得驱动器U17的工作更稳定，而第二信号稳定单元32主要用于稳定整流后的输出电压，滤除杂质信号，并且，整流后的输出信号经过电阻R66和电阻R168后输入到驱动器U17的信号反馈输入端，从而调整驱动器U17的内部工作电压以及输出电压，保持电路的稳定。本实施例适用于低电压的转换，例如将12V电压转换为3.3V或者转换为5V电压，可以根据实际情况进行调整。

以上，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种计算机电源电路，其特征在于：包括输入整流模块、功率校正电路、待机电路、半桥LLC谐振电路、同步输出整流电路以及风扇调速电路，外部供电经由所述输出整流模块进行整流，整流后的电压输入所述功率校正电路进行功率校正以及升压，所述待机电路将输入整流模块输出的电压转换为待机电压，所述半桥LLC谐振电路用于将功率校正电路升压后输出的电压转换为计算机的工作电压，所述同步输出整流电路用于将半桥LLC谐振电路的输出再次进行变压整流为计算机另外的工作电压；

所述风扇调速电路包括第一开关控制模块、温度检测模块、电压参考模块、第二开关控制模块以及调速模块；所述温度检测模块根据温度变化改变输入所述电压参考模块的电压，所述电压参考模块对所述温度检测模块输入的电压进行调节并将调节的电压输出到所述第二开关控制模块，所述第二开关控制模块根据接收的电压控制所述第一开关控制模块的开或关，所述第一开关控制模块用于控制风扇的启停；所述调速模块的输入端与所述第二开关控制模块的输出端连接，所述调速模块用于根据第二开关控制模块的输出电压调节风扇的转速。

2.根据权利要求1所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述电压参考模块包括第一分压单元、第二分压单元、参考单元以及电阻R5；所述温度检测模块的电压输入所述参考单元，所述参考单元的输出端与所述第一分压单元的输入端连接，所述第一分压单元的输出端与所述第二开关控制模块连接，所述参考单元的输出端经过电阻R5后与所述调速单元连接；所述第二分压单元的输入端与外部电源连接，第二分压单元的输出端与所述第二开关控制模块的输入端连接；

所述第二开关控制模块包括第一放大器IC1A、电容C4以及二极管D2；第二分压单元的输出端与所述第一放大器IC1A的反向输入端连接，所述第一分压单元的输出端与所述第一放大器IC1A的正向输入端连接；所述电容C4的两端分别与所述第一放大器IC1A的反向输入端和输出端连接；所述二极管D2的阴极与所述第一放大器IC1A的输出端连接，所述电压参考单元和所述调速模块的输入端均与所述二极管D2的阳极连接。

3.根据权利要求2所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述调速模块包括积分单元以及延时单元，所述积分单元设置有两个输入端，其中一输入端与所述第二开关控制模块的输出端连接，另一输入端与所述延时单元连接，所述积分单元的输出端与所述第一开关控制模块的控制端连接；

所述积分单元包括第二放大器IC1C以及电容C100，所述延时单元包括电阻R13、电阻R11、电阻R19、电容C10以及开关管Q400；

所述第二放大器IC1C的反向输入端与所述第二开关控制模块的输出端连接，第二放大器IC1C的正向输入端依次经过电阻R19和电容C10后接地，所述电阻R13的两端分别与第二放大器IC1C的正向输入端和地端连接，所述电阻R11的两端分别与第二放大器IC1C的正向输入端和风扇连接，所述开关管Q400的开关端与第二放大器IC1C的正向输入端连接，电阻R19与电容C10连接的一端与开关管Q400的控制端连接；所述第二放大器IC1C的输出端与所述第一开关控制模块的控制端连接。

4.根据权利要求1所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述功率校正电路包括升压模块以及校正控制模块，所述输入整流模块用于将外部输入电流电压整流后输出到所述升压模块，所述校正控制模块用于驱动所述升压模块工作；

所述升压模块包括开关单元、电感L1、二极管D50、电容C3以及第一负载单元，所述输入整流模块的输出端经过所述电感L1后与所述开关单元的开关端连接，所述开关单元的控制端与所述校正控制模块连接，所述电容C3与所述第一负载单元并联，所述电感L1经过二极管D50后与电容C3连接。

5.根据权利要求4所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述开关单元包括开关管Q1、二极管D20、电阻R202、电阻R203、开关管Q2、二极管D21、电阻R204以及电阻R205；

所述校正控制模块的输出端依次经过所述二极管D20和电阻R203后与所述开关管Q1的控制端连接，所述电阻R202的两端分别与所述校正控制模块的输出端和开关管Q1的控制端连接，开关管Q1的开关端与所述二极管Q50的阳极连接；

所述校正控制模块的输出端依次经过所述二极管D21和电阻R205后与所述开关管Q2的控制端连接，所述电阻R204的两端分别与所述校正控制模块的输出端和开关管Q2的控制端连接，开关管Q2的开关端与所述二极管Q50的阳极连接。

6.根据权利要求1所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述半桥LLC谐振电路包括控制器U30、启动模块、方波产生模块、变压器T4以及输出整流模块，所述启动模块用于启动控制器U30，所述方波产生模块与所述控制器U30的输出端连接并用于产生方波，所述方波产生模块产生的方波输入所述变压器T4，所述变压器T4输出端的输出电压经过所述输出整流模块的整流作用后输出整流电压；

所述输出整流模块包括整流驱动器U11、开关管Q32以及开关管Q34，所述开关管Q32的控制端和开关管Q34的控制端分别与所述整流驱动器U11的输出端连接，开关管Q32的一开关端和开关管Q34的一开关端均接地，开关管Q32的另一开关端和开关管Q34的另一开关端分别与变压器T4的输出端连接；

所述方波产生模块包括第一方波电压输出单元、第二方波电压输出单元以及第三稳压单元，所述控制器U30输出控制信号分别控制所述第一方波电压输出单元和第二方波电压输出单元工作，所述第一方波电压输出单元的输出电压和第二方波电压输出单元的输出电压形成方波，所述第三稳压单元的两端分别与变压器T4和控制器U30连接。

7.根据权利要求6所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述第三稳压单元包括二极管D24、二极管D25、电阻R9、电阻R226、电容C438以及电容C111，所述电容C438的两端分别与所述控制以及地端连接，所述电阻R9与电容C438并联，所述二极管D24和二极管D25正向串联后，二极管D24的阴极与控制器U30连接，二极管D25的阳极接地，二极管D24的阳极依次经过电阻R226和电容C111后与变压器T4连接；

所述第一方波电压输出单元包括开关管Q3、电容C114、电阻R134、电阻R201以及二极管D30；所述控制器U30的输出端经过电阻R201与开关管Q3的控制端连接，所述二极管D30与电阻R201并联，所述开关管Q3的一开关端连接外部供电电压，开关管Q3的另一开关端与变压器T4的输入端连接，开关管Q3的另一开关端和控制端分别与电阻R134的两端连接，所述电容C114的两端分别与开关管Q3的两个开关端连接；

所述第二方波电压输出单元包括电感L2、开关管Q4、电容C113、电阻R200、电阻R137、二极管D23、电容C4以及二极管D4；所述控制器U30的输出端经过电阻R200与开关管Q4的控制端连接，所述二极管D23与电阻R200并联，所述开关管Q4的一开关端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与变压器T4的输入端连接，开关管Q4的另一开关端接地，开关管Q4的控制端经过电阻R137接地，所述电容C113的两端分别与开关管Q3的两个开关端连接，电容C4和二极管D4均与电容C113并联，并且二极管D4的阳极接地。

8.根据权利要求1所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述待机电路包括变压器T1、控制芯片IC201、信号稳压模块以及输出整流模块，所述变压器T1包括第一初级侧单元和第二初级侧单元，所述第一初级侧单元的输入端分别与外部供电电压以及控制芯片IC201连接，所述第二初级侧单元和控制芯片IC201均与所述信号稳压模块连接，所述变压器T1的输出端与所述输出整流模块的输入端连接；

外部供电电压经过变压器T1的变压后，经由所述输出整流模块的整流输出待机电压；所述信号稳压模块用于对外部供电进行稳压，并且反馈到控制芯片IC201；所述信号稳压模块包括第一稳压单元以及第二稳压单元，所述变压器的第二初级侧单元以及外部供电均与所述第二稳压单元连接，第二稳压单元输出信号到所述第一稳压单元，第一稳压单元将第二稳压单元的信号反馈至控制芯片IC201。

9.根据权利要求8所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述第一稳压单元包括光耦U13B、电容C437以及稳压二极管D22，所述光耦U13B的两个开关端分别与地端和所述控制芯片IC201的反馈端连接，所述电容C437和稳压二极管D22均与光耦U13B并联；

所述第二稳压单元包括二极管D10、二极管D11、稳压二极管ZD1、光耦U12、三极管Q21、电阻R141、电阻R142、电阻R143、电容C20以及电容C208；所述二极管D10的阴极和二极管D11的阳极均与所述第二初级侧单元连接，二极管D10的阳极接地，二极管D11的阴极与三极管Q21的集电极连接，三极管Q21的集电极与外部供电电压连接，外部供电电压经过电容C208后接地；电阻R141的两端分别与三极管Q21的基极和地端连接，稳压二极管ZD1与电阻R141并联；二极管D11的阴极通过电容C20后接地，电阻R143与电容C20并联，二极管D11的阴极依次经过电阻R142和光耦U12的开关端后与三极管Q21的基极连接；

所述输出整流模块包括二极管D201、电容C203、电感L4、第一整流信号处理单元以及第二整流信号处理单元，所述变压器T1的输出端经过电感L4后输出整流电压，二极管D201的阴极与变压器T1的输出端连接，二极管D201的阳极与电容C203的一端连接，电容C203的另一端与电感L4的输入端连接；

所述第一整流信号处理单元包括发光二极管U13A、稳压二极管Q12、电容C422、电阻R192、电阻R159、电阻R161、电阻R97以及电阻R157；所述电感L4的输入端经过电阻R192后与所述发光二极管U13A的阳极连接，发光二极管U13A的阴极与稳压二极管Q12的阴极连接，稳压二极管Q12的阳极接地，电阻R159与发光二极管U13A并联，电感L4的输出端依次经过电阻R97和电阻R157后接地，发光二极管U13A的阴极经过电阻R161后与电容C422的一端连接，电阻R97和电阻R157的连接处与电容C422的另一端连接；

所述第二整流信号处理单元用于对电感L4的输出电压信号进行滤波。

10.根据权利要求1所述一种计算机电源电路，其特征在于：所述同步输出整流电路包括整流驱动模块、同步整流模块以及信号处理模块，所述整流驱动模块包括驱动器U17，所述同步整流模块包括开关管Q20、开关管Q22以及电感L701；

所述开关管Q20的控制端与所述驱动器U17的第一输出端连接，所述开关管Q22的控制端与所述驱动器U17的第二输出端连接，开关管Q20设置有两个开关端，开关管Q22设置有两个开关端，开关管Q20的其中一个开关端与开关管Q22的一个开关端连接，开关管Q20的另一个开关端与外部待整流电压连接，开关管Q22的另一个开关端接地，开关管Q20与开关管Q22连接的一端与所述电感L701的一端连接，电感L701的另一端为整流输出端；

所述电感L701的一端与所述驱动器U17的第三输出端连接，所述信号处理模块设置有两个输入端，其中一输入端与所述驱动器U17的第四输出端连接，另一输入端与所述电感L701的另一端连接。

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