现代人每天都离不开电脑,有不少人使用笔记本电脑,有更多的人使用台式电脑,还有游戏高手,音响制作专家,视频博主,等等一群专业人士,他们使用的台机档次很高,扩展了专业的大屏显示器,专业的有源扬声器,……这样的情况大量存在。可是在他们的工作当中,开机和关机的问题似乎有些不爽,我不知道他们是怎么使用的系统,是每次都逐个打开显示器,音响,和其他外设的电源,最后再打开主机?还是仅仅打开主机,其他外设的电源压根就不去关闭?我是个讲求节能的人,不喜欢把设备打开闲置在那里空耗电,所以,每次开机时我都会一个一个打开显示器,音响和主机,关机时等主机关闭以后再逐个关闭显示器和音响,因为,Hi F i音响的待机功耗不小,一般的有源音箱可达15W以上,甲类Hi F i放大器可能超过150W,而显示屏的空耗也至少在5W左右,如果还有别的外设(网络,打印机,USB声卡等等),待机功耗的总和就十分可观了。但如果要经常开关这些电器的电源,操作就会相当费事(有时设备的距离较远),让人受不了!那么是否能够解决这个问题呢?
我设计了一个小电源盒,上面安装了两个A.C电源输出插座,还有一个红色氖灯,一个红色LED,一个绿色LED,和一个按钮开关。把电脑主机电源插头插在其中一个插座上,再把音响和显示器电源用1分2电源线从另一个插头分给显示器和音响放大器。放大器的电源开关是打开的。在主机上,我把一个干簧继电器安装在电源开关的附近,把继电器接点和电源开关并联,再把继电器线圈用一根电缆引出机外,通过接口和电源盒的接口连接。当我要使用电脑时,只需要按下电源盒上的按钮开关,显示器和音响就会立即通电,主机也会通电,但主机没有启动;延迟3s时间,电源盒给出主机启动信号脉冲,驱动干簧继电器瞬间吸合,等于按下了主机的电源按钮,使主机启动;当需要关闭电脑时,在Windows里用软件的关机功能关闭主机,然后延迟大约3min以后,电源盒停止了A.C输出,显示器等外设也随之关闭了。这样一来,开机和关机都非常简单,而且关机以后不会再让任何外设继续通电,这是否是一个不错的想法?
用了一天时间,完成了对我的幻影峡谷系统的改造,整个过程十分顺利,有时根本不用改造主机,一般的台式电脑都有来电自动开机的功能,只要你在BIOS当中设置一下就能实现,可我的幻影峡谷却比较奇葩,在BIOS当中我找不到这项设置,必须要手动按动电源键才能开机,所以不得已只好改造了主机。
功能的实现非常简单,用一块CMOS反相器电路就能实现,你可以使用74HC04,也可以使用4069,电路如图。第一级反相器平时输入电平为0电位,USB端口也没有电源引入;反向器输出1电位,它推动的三极管不导通,第二级反向器输出也是0,第三级反相器输出1,它推动的三极管也处于截止状态,没有启动信号输出。当你需要启动系统时,按下启动按钮,V+电压通过100R电阻给15u电容迅速充上电,使得第一级反相器的输入端变成了1,输出端变成了0,使开关三极管导通,集电极输出V+电压到固态继电器的输入端,并点亮绿色LED,这时输入的A.C220V电源就会通过固态继电器加到两个输出插座上,使得系统外设和主机电源都通电了;同时,第二级反相器会输出1电平,这个电压会通过470K电阻给10u电容充电,使第三级反相器输入端的电压逐步提高,当这个电压超过2/3V+以后(大约延迟3s),反相器会瞬间跳变到0电平,这个信号触发与之连接的三极管,使其导通,但由于在触发电路中插入了一个47u的电容,使得三极管的导通时间有限,仅仅形成了一个脉冲,这时红色LED就会瞬间亮起,然后又熄灭,同时,电源盒也给主机输出了一个启动脉冲,触发主机内的继电器瞬间导通,相当于人为按下了开机钮,随即主机启动。主机启动以后,USB端口会来电,这个+5V电压通过串联的二极管和电阻加到了反向器的输入端,是这点的电压不降,所以,电源就会一直开下去;当我要关机时,由于主机先关闭,使得USB端口掉电,这样第一级反相器的输入电压就会随着电容的放电而逐步下降,3min以后电路翻转,关闭输出,所有设备都断电了。USB的+5V电源还会通过10R电阻和二极管4001给锂电池充电,使之总是保持满电。简言之,这是一个自动控制的电源盒,具有延迟自动断电的功能。
DIY这种电源盒非常容易,稍有动手能力的人都可以自己做,可以买现成的优质电源盒来改造。固态继电器也容易买到,选尺寸小的为宜,250V5A以上的规格已经足够了。干簧继电器可选用3-4V规格的,电流小些最好,我用的500R继电器能在3.3V6mA下吸合,也可以直接购买其它型号的3V继电器,锂电池可用任意型号,空间能容纳即可,比如800mAh的聚合物锂电池,注意应该加一块保护板,或者直接购买MP3播放器使用的锂电池来用,它本身带保护。
我发现一些简单而重要的设计思想常常很难引起开发商的注意,就像在12年前我就向某些收音机厂商多次建议使用锂电池一样,没有人采纳我的建议,直到过了这么多年,现代的收音机才开始使用锂电池,这种延误有多么可笑?像今天我这样的设计,早就应该出现在电脑的主机电源上,为什么不给主机电源增加两个电源输出插座,并设计一套控制电路,实现关机切断外设电源的功能?目前那种笨拙的设计一直坚持到今天也不改,是不是令人不解?

