專利名稱：瘦客戶機電源及瘦客戶機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及瘦客戶機通信技術領域，特別涉及一種瘦客戶機電源及具有分布式電源的瘦客戶機。
背景技術：
瘦客戶機是使用專業(yè)嵌入式處理器、小型本地閃存、精簡版操作系統(tǒng)的基于 PC (Personal Computer,個人計算機)工業(yè)標準設計的小型行業(yè)專用商用PC。不可移除地用于存儲操作系統(tǒng)的本地閃存、本地系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)絡適配器、顯卡和其他外設的標配輸入/ 輸出選件，可以提供比普通PC更加安全可靠的使用環(huán)境。瘦客戶機是基于服務器的計算解決方案的主要組成部分，業(yè)務部門通過遠程連接協(xié)議將瘦客戶機融入整體的使用環(huán)境中。 瘦客戶機的功耗主要由電源和主板產(chǎn)生。隨著云計算技術的發(fā)展，瘦客戶機應用越來越廣泛，對于節(jié)能減排和綠色環(huán)保的設計理念越來越重要。但是市面上的瘦客戶機電源功耗較高，導致了瘦客戶機具有高功耗， 基于X86架構(gòu)的瘦客戶機的功耗都在15W以上，從而引起噪聲污染和能源消耗，也影響了設備的使用壽命和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提出一種瘦客戶機電源，包括電源適配模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓；第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊均與所述電源適配模塊相連，用于分別將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，其中，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊為外設設備供電；以及第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器，所述第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器均與所述第二直流轉(zhuǎn)換模塊相連， 所述第一穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為處理器芯片供電，所述第二穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為接口芯片供電，所述第三穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為視頻芯片供電。根據(jù)本發(fā)明實施例的瘦客戶機電源，通過采用分布式的電源架構(gòu)進行多級供電， 各個模塊間相互獨立，可以實現(xiàn)任意關斷一個或多個模塊，降低功耗。本發(fā)明另一方面提出一種瘦客戶機，包括處理器芯片、外設接口、接口芯片和視頻芯片；電源適配模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓；第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊均與所述電源適配模塊相連，用于分別將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，其中，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊為所述外設接口供電； 以及第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器，所述第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器均與所述第二直流轉(zhuǎn)換模塊相連，所述第一穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為所述處理器芯片供電，所述第二穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為所述接口芯片供電，所述第三穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為所述視頻芯片供電。
根據(jù)本發(fā)明實施例的瘦客戶機，通過采用分布式的電源架構(gòu)進行多級供電，至少具有以下有益效果I、由于第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器均可盡量接近負載，因此消除了電源輸出和負載的電阻和電感，從而降低了系統(tǒng)損耗。2、由于電源不再集中在一個模塊上，各個穩(wěn)壓器單獨散熱，因此熱點的溫度要比電源模塊低，從而提高了系統(tǒng)的長期可靠性。3、減少額外的散熱處理，降低系統(tǒng)架構(gòu)設計的難度，減小系統(tǒng)體積，減少成本。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I為本發(fā)明一個實施例的瘦客戶機電源的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明一個實施例的瘦客戶機電源的示意圖；圖3為本發(fā)明一個實施例的瘦客戶機的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明另一個實施例的瘦客戶機的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本發(fā)明又一個實施例的瘦客戶機的結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本發(fā)明一個實施例的電平轉(zhuǎn)換電路的示意圖；以及圖7為本發(fā)明一個實施例的處理器芯片檢測電路的局部示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接， 或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。圖I為本發(fā)明一個實施例的瘦客戶機電源的結(jié)構(gòu)框圖。如圖I所示，該瘦客戶機電源包括電源適配模塊100、第一直流轉(zhuǎn)換模塊200、第二直流轉(zhuǎn)換模塊300、第一穩(wěn)壓器 400、第二穩(wěn)壓器500和第三穩(wěn)壓器600。電源適配模塊100用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓。第一直流轉(zhuǎn)換模塊200和第二直流轉(zhuǎn)換模塊300均與電源適配模塊100相連，用于分別將第一電壓轉(zhuǎn)換為兩路第二電壓，其中第一直流轉(zhuǎn)換模塊200輸出的第二電壓為外設設備供電，第二直流轉(zhuǎn)換模塊300輸出的第二電壓為系統(tǒng)供電。第一穩(wěn)壓器400、第二穩(wěn)壓器500和第三穩(wěn)壓器600均與第二直流轉(zhuǎn)換模塊300相連，其中第一穩(wěn)壓器400用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為處理器芯片供電，第二穩(wěn)壓器500用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為接口芯片供電，第三穩(wěn)壓器 600用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為視頻芯片供電。根據(jù)本發(fā)明實施例的瘦客戶機電源，通過采用分布式的電源架構(gòu)進行多級供電， 各個模塊相互獨立，可以任意關斷一個或多個模塊，降低系統(tǒng)功耗。圖2為本發(fā)明一個實施例的瘦客戶機電源的示意圖。如圖2所示，該瘦客戶機電源的具體實現(xiàn)過程如下首先，采用高效率的電源適配器將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為12V/2A的直流第一電壓，其效率約為80% -82%。然后，12V的第一電壓經(jīng)過兩路直流轉(zhuǎn)換模塊，生成兩路 5V的第二電壓，一路V5V_SYS，為系統(tǒng)供電，另一路V5V_U&S，為USB接口的外設供電，例如鍵盤、鼠標等，其中直流轉(zhuǎn)換模塊選用MPS的1493，4. 75-18V輸入，3A輸出，同步降壓的直流轉(zhuǎn)換器，效率為92%，相比其他直流轉(zhuǎn)換芯片，大電流時的效率較高。￥5￥_5￥5經(jīng)過0)0仏0 Dropout Regulator，低壓差線性穩(wěn)壓器)調(diào)整為4. 2V的第三電壓給TPS65930供電，其中 LDO采用TI (德州儀器公司)的TL1963A，輸出電流I. 5A，低壓差為340mv、ImA的靜態(tài)電流， TPS65930為處理器芯片DM3730的專用電源芯片，提供DM3730的所有電源，具有3個DC/ DC (Direct Current/Direct Current,直流 / 直流)電源,4 個 LD0,并支持 SmartRef lex 動態(tài)電源管理，DM3730為TI的最先進的達芬奇ARM處理器，為cortex-A8架構(gòu)，滿負荷工作功耗小于1W，遠小于其他同類型的處理器芯片的功耗。V5V_SYS經(jīng)過另一片TL1963A，將第二電壓調(diào)整為3. 3V，給DVI-D (Digital Visual Interface，數(shù)字視頻接口)顯示芯片ITP410、 以太網(wǎng)芯片DM9000A、USB控制芯片GL850A等接口芯片供電。此外，為了保證VGA (Video Graphics Array,視頻圖形陣列)模擬部分純凈的電壓，采用BU33TD3WG芯片單獨供電， BU33TD3WG接收I. 7-5. 5V輸入電壓，輸出300mA電流。根據(jù)上述實施例，本發(fā)明還提出一種瘦客戶機。下面結(jié)合圖3至圖7詳細說明具有上述實施例的瘦客戶機電源的本發(fā)明實施例的瘦客戶機。圖3為本發(fā)明一個實施例的瘦客戶機的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，該瘦客戶機包括 處理器芯片I、外設接口 2、接口芯片3、視頻芯片4、電源適配模塊5、第一直流轉(zhuǎn)換模塊6、 第二直流轉(zhuǎn)換模塊7、第一穩(wěn)壓器8、第二穩(wěn)壓器9和第三穩(wěn)壓器10。電源適配模塊5用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓。第一直流轉(zhuǎn)換模塊6和第二轉(zhuǎn)換模塊7均與電源適配模塊5相連，分別用于將第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，其中第一直流轉(zhuǎn)換模塊6為外設接口 2供電。第一穩(wěn)壓器8、第二穩(wěn)壓器9和第三穩(wěn)壓器10均與第二直流轉(zhuǎn)換模塊7相連，第一穩(wěn)壓器8用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為處理器芯片I供電,第二穩(wěn)壓器9用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為接口芯片3供電，第三穩(wěn)壓器10用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為視頻芯片4供電。其中，電源適配模塊5、第一直流轉(zhuǎn)換模塊6、第二直流轉(zhuǎn)換模塊7、第一穩(wěn)壓器8、 第二穩(wěn)壓器9和第三穩(wěn)壓器10構(gòu)成上述實施例的分布式電源，其中各個模塊的具體實現(xiàn)方式與上述分布式電源的實施例的描述相同，此處不再詳細描述。圖4為本發(fā)明另一個實施例的瘦客戶機的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，在圖3所示的實施例的基礎上，該瘦客戶機還包括=DVI-I接頭11。DVI-I 接頭 11 支持 VGA 顯示和 DVI-D 顯示。DVI-I 接頭具有 HPD (Hotplug Detect,熱插拔檢測)管腳。當顯示器通過DVI-I接頭11與瘦客戶機相連時，處理器芯片I根據(jù) HPD管腳判斷顯示器是通過VGA連接線與視頻芯片4的VGA部分41連接還是通過DVI連接線與接口芯片3中的DVI-D顯示部分31連接。圖5為本發(fā)明又一個實施例的瘦客戶機的結(jié)構(gòu)框圖。如圖5所示，在圖4所示的實施例的基礎上，該瘦客戶機還包括緩沖模塊12和電平轉(zhuǎn)換模塊13。緩沖模塊12用于對HPD管腳的管腳電壓進行緩沖。電平轉(zhuǎn)換模塊13用于在插入 DVI連接線時輸出高電平，在插入VGA連接線時輸出低電平。在本發(fā)明的一個實施例中，處理器芯片I在電平轉(zhuǎn)換模塊13輸出高電平時關閉視頻芯片4的VGA輸出，在電平轉(zhuǎn)換模塊13輸出低電平時關閉接口芯片3的DVI輸出。由此， 進一步減低功耗。圖6為本發(fā)明一個實施例的電平轉(zhuǎn)換電路的示意圖，圖7為本發(fā)明一個實施例的處理器芯片檢測電路的局部示意圖。如圖6和圖7所示，當插入DVI-I轉(zhuǎn)DVI-D連接線時，DVI-I 轉(zhuǎn) HDMI (High-Definition MultimediaInterface,高清晰度多媒體接口 )內(nèi)部HPD管腳與5V電源連通，HPD管腳為5V電平，R4 = 10K,使HPD電平是5V電平，經(jīng)過三態(tài)門U2(SN74LVC1G12)后，U2 (SN74LVC1G12)輸出電平是3. 3V，經(jīng)過Rl = 0，使三態(tài)門 U3 (SN74LVC2G07)的輸入電平為3. 3V，U3 (SN74LVC2G07)的輸出電平通過R3= IOK上拉為
I.8V電平，處理器芯片檢測到UART_RX引腳為I. 8V高電平輸入，自適應為DVI-D輸出，關掉 VGA輸出，節(jié)省約0. 5W的功耗。當插入DVI-I轉(zhuǎn)VGA連接線時，因為HPD管腳與外部5V電源始終斷開，HPD管腳懸空，通過R4 = IOK下拉為低電平，經(jīng)過U2(SN74LVC1G12)輸出電平為低電平，經(jīng)過Rl = 0， 使U3 (SN74LVC2G07)的輸入電平為低電平，U3 (SN74LVC2G07)的輸出電平通過R3 = IOK上拉為低電平，CPU檢測到UART_RX引腳為低電平輸入，自適應VGA顯示輸出，關斷DVI-D顯示輸出，節(jié)省約0. 6W的功耗。其中，信號經(jīng)過三態(tài)門SN74LVC1G125和SN74LVC2G07的功能表如下表1SN74LVC1G125 的功能表
權利要求
1.一種瘦客戶機電源，其特征在于，包括電源適配模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓；第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊均與所述電源適配模塊相連，用于分別將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，其中，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊為外設設備供電；以及第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器，所述第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器均與所述第二直流轉(zhuǎn)換模塊相連，所述第一穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為處理器芯片供電，所述第二穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為接口芯片供電，所述第三穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為視頻芯片供電。
2.如權利要求I所述的瘦客戶機電源，其特征在于，所述第二穩(wěn)壓器通過專用電源芯片為所述處理器芯片供電。
3.如權利要求I所述的瘦客戶機電源，其特征在于，所述第一電壓為12v、所述第二電壓為5v,所述第三電壓為4. 2v,所述第四電壓為3. 3v。
4.一種瘦客戶機，其特征在于，包括處理器芯片、外設接口、接口芯片和視頻芯片；電源適配模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓；第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊均與所述電源適配模塊相連，用于分別將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，其中，所述第一直流轉(zhuǎn)換模塊為所述外設接口供電；以及第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器，所述第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器均與所述第二直流轉(zhuǎn)換模塊相連，所述第一穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為所述處理器芯片供電，所述第二穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為所述接口芯片供電，所述第三穩(wěn)壓器用于將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為所述視頻芯片供電。
5.如權利要求4所述的瘦客戶機，其特征在于，所述第二穩(wěn)壓器通過專用電源芯片為所述處理器芯片供電。
6.如權利要求4所述的瘦客戶機，其特征在于，所述第一電壓為12v、所述第二電壓為 5v,所述第三電壓為4. 2v,所述第四電壓為3. 3v。
7.如權利要求4所述的瘦客戶機，其特征在于，所述處理器芯片為達芬奇ARM處理器 DM3730。
8.如權利要求4所述的瘦客戶機，其特征在于，還包括DVI-I接頭，所述處理器芯片根據(jù)所述DVI-I接頭的熱插拔檢測管腳判斷顯示器通過DVI連接線與所述接口芯片中的 DVI-D顯示部分連接或通過視頻圖形陣列VGA連接線與所述視頻芯片中的VGA部分連接。
9.如權利要求8所述的瘦客戶機，其特征在于，還包括緩沖模塊，用于對熱插拔檢測管腳的管腳電壓進行緩沖；以及電平轉(zhuǎn)換模塊，用于在插入所述DVI連接線時輸出高電平，及在插入所述VGA連接線時輸出低電平。
10.如權利要求9所述的瘦客戶機，其特征在于，所述處理器芯片，用于在所述電平轉(zhuǎn)換模塊輸出高電平時關閉所述視頻芯片的VGA輸出，以及在所述電平轉(zhuǎn)換模塊輸出低電平時關閉所述接口芯片的DVI輸出。
全文摘要
本發(fā)明提出一種瘦客戶機電源及瘦客戶機。瘦客戶機電源包括電源適配模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓；第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊，其均與電源適配模塊相連，用于分別將第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，其中，第一直流轉(zhuǎn)換模塊為外設設備供電；以及第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器，其均與第二直流轉(zhuǎn)換模塊相連，第一穩(wěn)壓器用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第三電壓以為處理器芯片供電，第二穩(wěn)壓器用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為接口芯片供電，第三穩(wěn)壓器用于將第二電壓轉(zhuǎn)換為第四電壓以為視頻芯片供電。本發(fā)明通過采用分布式的電源架構(gòu)進行多級供電，各個模塊間相互獨立，可以任意關斷一個或多個模塊，降低系統(tǒng)功耗。
文檔編號G06F1/16GK102541236SQ20111038476
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權日2011年11月28日
發(fā)明者劉磊, 吳亞洲 申請人:北京天地云箱科技有限公司