CN102833604A - 机顶盒及其故障自检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机顶盒及其故障自检装置和方法，所述机顶盒包括：主板电路、为所述主板电路供电的开关电源电路，以及待机电源控制电路；此外还包括：电压监控电路，用于在检测所述主板电路上的供电电压大于设定电压时，输出告警信号；所述主板电路上的主芯片接收到所述告警信号后，向所述待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号，控制待机电源控制电路切断主板电路中部分电路的供电电源。机顶盒通过监测供电电压的异常，从而及时检测出机顶盒的故障，并自动进入待机模式，切断机顶盒中大部分电路的供电电源，有效地在故障出现的初期阶段就停止机顶盒继续工作，防止故障扩大造成更多部件和芯片的损坏，降低了用户的维修成本。

Description

机顶盒及其故障自检方法

技术领域

本发明涉及智能电视机顶盒技术，尤其涉及一种机顶盒及其故障自检方法。

背景技术

随着科技的发展，数字化越来越深入生活。当前PC早就智能化，手机和平板也在大面积智能化，而电视TV也在近年走向智能化。目前推出的智能电视拥有传统电视所不具备的应用平台优势。智能电视基于机顶盒实现了网络搜索、IP电视、视频点播、数字音乐、网络新闻、网络视频电话等各种应用服务。这些应用服务的基础都是建立在机顶盒连接到网络的基础之上。

机顶盒在使用过程中，可能出现故障；然而，通常当用户发现机顶盒无法收看节目时，才会对机顶盒进行报修；而此时机顶盒中往往已经出现多个部件或芯片的损坏，造成维修成本很高。

本发明的发明人对现有技术的机顶盒出现故障的过程进行分析，发现现有大部分机顶盒供电方案都是通过AC-DC开关电源产生一路或多路DC电压，这一路或多路电压直接、或者通过DC-DC转换电源或LDO稳压器输出提供给各种芯片供电。随着机顶盒的工作，寿命逐渐减少，由于AC-DC开关电源自身功率损耗大，温度高的特点，使得开关电源上关键的铝电解电容器以及反馈回路上容易出现故障。最主要的故障有，电流最大即负载最重的一路的铝电解因为温度和纹波电流的影响，造成电容量或抑制纹波电流的能力大大降低，使得输出电压升高，或者纹波增大，导致电压峰值升高，或者反馈回路出现故障导致的输出电压异常升高。由于DC-DC转换电源和LDO稳压器以及芯片都有一定的适应范围，机顶盒可能在故障初期仍然继续工作，用户无法察觉，直至供电的峰值电压造成DC-DC转换电源、LDO、芯片或者高频头损坏时，导致机顶盒无正常音视频信号输出时，用户才认为机顶盒故障，而此时维修机顶盒，往往需要更换多个部品，成本极高，对用户造成的影响较大，造成维修成本很高。

发明内容

本发明实施例提供了一种机顶盒及其故障自检方法，及时检测出故障，从而降低维修成本。

根据本发明的一个方面，提供了一种机顶盒方法，包括：主板电路、为所述主板电路供电的开关电源电路，以及待机电源控制电路；所述机顶盒还包括：

电压监控电路，用于检测所述主板电路上的供电电压，在检测的供电电压大于设定电压时，输出告警信号；

所述主板电路上的主芯片接收到所述电压监控电路输出的告警信号后，向所述待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号；

所述待机电源控制电路根据接收的指示切断供电电源的控制信号切断所述主板电路中部分电路的供电电源。

其中，所述电压监控电路具体为比较器；

所述比较器的两个输入端分别接入所述主板电路上的供电电压以及所述设定电压；所述比较器在所述主板电路上的供电电压大于设定电压时，从其输出端向所述主芯片输出告警信号。

较佳地，所述电压监控电路检测的所述主板电路上的供电电压具体为多路供电电压中，电压精度要求最高的一路的供电电压；以及

所述主板电路、待机电源控制电路以及电压监控电路设置于同一电路板上。

较佳地，所述主芯片还用于在接收到所述电压监控电路输出的告警信号后，通过电视显示屏幕进行故障警告提示。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种机顶盒故障自检方法，包括：

所述机顶盒中的主芯片在接收到电压监控电路输出的告警信号后，向待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号；

其中，所述电压监控电路用于检测所述机顶盒中的主板电路上的供电电压，在检测的供电电压大于设定电压时，输出所述告警信号；

所述待机电源控制电路用于根据接收的指示切断供电电源的控制信号切断所述主板电路中部分电路的供电电源。

较佳地，在所述主芯片在接收到电压监控电路输出的告警信号之前，所述方法还包括：

所述主芯片在所述机顶盒上电后，初始化通用输入输出GPIO端口，其中包括：将GPIO1端口设置为输出端口，并从该输出端口向所述待机电源控制电路输出指示接通供电电源的控制信号；将GPIO2端口设置为输入端口；

所述GPIO1端口为所述主芯片与所述待机电源控制电路相连的端口；所述GPIO2端口为所述主芯片与所述电压监控电路相连的端口。

在所述初始化通用输入输出GPIO端口后，所述方法还包括：

所述主芯片通过所述GPIO2端口检测所述电压监控电路输出的信号；

若检测出不是告警信号，所述主芯片执行正常的启动程序。

进一步，在所述主芯片接收到电压监控电路输出的告警信号后，所述方法还包括：

所述主芯片通过电视显示屏幕进行故障警告提示。

进一步，在所述主芯片通过电视显示屏幕进行故障警告提示后，所述方法还包括：

所述主芯片根据设定时间开始倒计时；以及

所述向待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号具体为：

所述主芯片在倒计时的设定时间到达时，向待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号。

本发明实施例的机顶盒通过监测供电电压的异常，从而及时检测出机顶盒的故障，并自动进入待机模式，切断机顶盒中大部分电路的供电电源，有效地在故障出现的初期阶段就停止机顶盒继续工作，防止故障扩大造成更多部件和芯片的损坏，降低了用户的维修成本。

附图说明

图1为本发明实施例的机顶盒的内部电路示意图；

图2为本发明实施例的待机电源控制电路的示意图；

图3为本发明实施例的机顶盒的主芯片运行程序实现故障自检及时提示的方法流程图；

图4为本发明实施例的机顶盒的故障警告提示信息的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说，计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内。

基于对现有技术机顶盒出现故障过程的分析，本发明的主要思路为，通过机顶盒内置的电压监控电路对机顶盒中的供电电压进行监控，当监测到供电电压超过预设电压，电压监控电路通知主芯片，主芯片调用相关显示程序，向用户提示及时维修的信息，并且控制机顶盒自动进入待机低功耗模式。这样，机顶盒在电源故障时，可以通过电压监控电路的反馈进入待机状态，此时整机功耗可降低到1W以下，最大限度降低开关电源的负载，即大大降低对故障部件的损耗。同时，通过待机控制电路实现除机顶盒内核电压外的其余外围电压的关断，防止故障造成的电压升高对其他芯片的损坏，实现对机顶盒的自我保护功能，降低故障造成的损失。并且，在发生电源故障时可通过屏幕显示通知用户，用户可通过提示及时做出报修或送修处理，避免进一步造成多个器件或芯片损坏，从而降低用户的维修成本。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。本发明实施例的机顶盒内部电路示意图，如图1所示，包括：开关电源电路101、主板电路102、电压监控电路103、待机电源控制电路104。

开关电源电路101用以将输入机顶盒的交流电转换为直流电通过供电电源线输出到主板电路102，为主板电路102供电。当然，开关电源电路101也可以为电压监控电路103、待机电源控制电路104供电。

主板电路102与开关电源电路101相连，接收开关电源电路101输出的直流电压作为主板电路102上各芯片的工作电压。主板电路102在接收开关电源电路101的供电后，可以完成音视频解码、转换工作，向与机顶盒连接的电视输出音、视频信号。主板电路102中可以包括主芯片以及存储模块、其它驱动、滤波等机顶盒必备的外围电路。通常主芯片可以是包含CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）或者微控器等模块的芯片。

在现有技术的机顶盒中，通常仅包括开关电源电路101、主板电路102以及待机电源控制电路104。现有技术的机顶盒可以工作于正常工作状态和待机状态中。在机顶盒进入待机状态中，主板电路102中的主芯片控制待机电源控制电路104切断主板电路102中部分电路的供电电源。在机顶盒进入正常工作状态中，主板电路102中的主芯片控制待机电源控制电路104接通主板电路102中部分电路的供电电源，此时，主板电路102中的所有电路的供电电源都是接通的，都可以进行正常工作。

具体地，主芯片的一个输出端口与待机电源控制电路104相连，该输出端口可以是将主芯片的一个GPIO端口设置为输出端口后，用以输出控制信号；为便于描述，本文中将该输出端口称为GPIO1。

若主芯片通过该输出端口（GPIO1）向待机电源控制电路104输出指示切断供电电源的控制信号（例如低电平为指示切断供电电源的控制信号），待机电源控制电路104根据接收的指示切断供电电源的控制信号切断主板电路102中部分电路的供电电源。此时，主板电路102中大部分电路的供电电源被切断，只保证机顶盒在待机低功耗状态时最小系统的基本供电需求。例如，只保持主芯片内核、内存控制模块及其周围内存芯片的供电电源，而主芯片其他模块电源以及模拟音视频驱动电路、HDMI输出电路、USB接口、网络接口等外设接口电路的供电电源被切断。

若主芯片通过该输出端口（GPIO1）向待机电源控制电路104输出指示接通供电电源的控制信号（例如高电平为指示接通供电电源的控制信号），待机电源控制电路104根据接收的接通切断供电电源的控制信号接通主板电路102中部分电路的供电电源。

上述的待机电源控制电路104可以通过MOS管（可选择P沟道或者N沟道）实现。如图2所示，MOS（Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体）管的栅（G）极用以接收控制信号，MOS管的漏极（D）和源极（S）串接于部分电路的供电电源回路中；MOS管通过栅（G）极的控制信号，控制漏极（D）和源极（S）之间的导通或截止，达到切断或接通供电电源的目的。待机电源控制电路104控制切断或接通供电电源的具体电路为本领域技术人员所熟知的电路，此处不再赘述。

不同于现有技术的机顶盒，本发明实施例的机顶盒中还包括有电压监控电路103。

主芯片的一个输入端口与电压监控电路103相连，该输入端口可以是将主芯片的一个GPIO（通用输入输出）端口设置为输入端口后，用以接收电压监控电路103输出的信号。为便于描述，本文中将该输入端口称为GPIO2。电压监控电路103用以检测主板电路102上的供电电压，在检测的电压高于设定电压时，向主芯片输出告警信号。

具体地，主板电路102中的各芯片所需的供电电压有可能不同，因此，在实际应用中，开关电源电路101有可能向主板电路102提供几路电压值不同的直流电压作为供电电源。电压监控电路103可以检测主板电路102上电流最大，或者电压精度要求最高的一路的供电电压。电压监控电路103在检测到该路供电电压高于设定电压时，向主芯片输出告警信号。电压监控电路103具体可以是比较器；比较器的两个输入端分别接入被监测的供电电压和设定电压，比较器的输出端与主芯片的GPIO2相连；当被监测的供电电压小于设定电压时，比较器输出高电平作为非告警信号；当被监测的供电电压大于设定电压，则比较器输出低电平作为告警信号。

主芯片在通过输入端口（GPIO2）接收到电压监控电路103输出的告警信号后，通过输出端口（GPIO1）向待机电源控制电路104输出指示切断供电电源的控制信号；待机电源控制电路104根据接收的指示切断供电电源的控制信号切断主板电路102中部分电路的供电电源。

此外，主芯片在通过输入端口接收到电压监控电路103输出的告警信号后，还可以通过电视屏幕显示提示信息，提示用户及时将机顶盒送修处理。

在电压监控电路103监测到主板电路102的供电电压超过设定电压时，说明因为某种故障的原因导致供电电压的异常升高；主芯片在接收到告警信号后，控制待机电源控制电路104切断主板电路102中部分电路的供电电源，可以最大限度降低开关电源的负载，即大大降低对故障部件的损耗。同时，通过待机控制电路实现除最小系统供电电压外的其余外围电压关断，防止故障造成的电压升高对其他芯片的损坏，实现对系统的自我保护功能，降低故障造成的损失。

主芯片运行程序，实现故障自检及时提示的方法流程，可以如图3所示，包括如下步骤：

S301：机顶盒开机上电，主芯片运行boot程序后，跳转运行应用程序。

S302：主芯片在运行应用程序过程中，初始化GPIO（通用输入输出）端口，并完成以下各步骤。

初始化GPIO端口的过程包括：将GPIO1端口设置为输出端口，并从该输出端口中输出指示接通供电电源的控制信号；将GPIO2端口设置为输入端口。

S303：检测GPIO2端口输入的信号是否为告警信号；如果是，执行步骤S304；如果不是，执行正常启动程序。

主芯片通过GPIO2端口检测电压监控电路103输出的信号；如果检测不是告警信号，则执行正常的启动程序；否则，执行如下步骤S304。

S304：通过电视显示屏幕进行故障警告提示，并开始进入待机模式的倒计时。

具体地，主芯片通过电视显示屏幕可以显示如图4所示的提示信息，提示用户关机并送修；以及系统将进入待机模式。该提示信息可设置为不响应用户操作的级别，如此用户不能通过遥控器各按键操作使得此提示消失或者被覆盖。

在显示了提示信息后，根据设定时间开始倒计时。本领域技术人员可以根据实际情况设置设定时间，例如设置的设定时间为10s。

S305：在倒计时的设定时间到达时，从GPIO1输出指示切断供电电源的控制信号，机顶盒进入待机模式。

本发明实施例的机顶盒通过监测供电电压的异常，从而及时检测出机顶盒的故障，并自动进入待机模式，切断机顶盒中大部分电路的供电电源，有效地在故障出现的初期阶段就停止机顶盒继续工作，防止故障扩大造成更多部件和芯片的损坏，降低了用户的维修成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机顶盒，包括：主板电路、为所述主板电路供电的开关电源电路，以及待机电源控制电路，其特征在于，还包括：

电压监控电路，用于检测所述主板电路上的供电电压，在检测的供电电压大于设定电压时，输出告警信号；

所述主板电路上的主芯片接收到所述电压监控电路输出的告警信号后，向所述待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号；

所述待机电源控制电路根据接收的指示切断供电电源的控制信号切断所述主板电路中部分电路的供电电源。

2.如权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述电压监控电路具体为比较器；

所述比较器的两个输入端分别接入所述主板电路上的供电电压以及所述设定电压；所述比较器在所述主板电路上的供电电压大于设定电压时，从其输出端向所述主芯片输出告警信号。

3.如权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述电压监控电路检测的所述主板电路上的供电电压具体为多路供电电压中，电压精度要求最高的一路的供电电压；以及

所述主板电路、待机电源控制电路以及电压监控电路设置于同一电路板上。

4.如权利要求1-3任一所述的机顶盒，其特征在于，

所述主芯片还用于在接收到所述电压监控电路输出的告警信号后，通过电视显示屏幕进行故障警告提示。

5.一种机顶盒故障自检方法，包括：

所述机顶盒中的主芯片在接收到电压监控电路输出的告警信号后，向待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号；

其中，所述电压监控电路用于检测所述机顶盒中的主板电路上的供电电压，在检测的供电电压大于设定电压时，输出所述告警信号；

所述待机电源控制电路用于根据接收的指示切断供电电源的控制信号切断所述主板电路中部分电路的供电电源。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述主芯片在接收到电压监控电路输出的告警信号之前，还包括：

所述主芯片在所述机顶盒上电后，初始化通用输入输出GPIO端口，其中包括：将GPIO1端口设置为输出端口，并从该输出端口向所述待机电源控制电路输出指示接通供电电源的控制信号；将GPIO2端口设置为输入端口；

所述GPIO1端口为所述主芯片与所述待机电源控制电路相连的端口；所述GPIO2端口为所述主芯片与所述电压监控电路相连的端口。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述初始化通用输入输出GPIO端口后，还包括：

所述主芯片通过所述GPIO2端口检测所述电压监控电路输出的信号；

若检测出不是告警信号，所述主芯片执行正常的启动程序。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述主芯片接收到电压监控电路输出的告警信号后，还包括：

所述主芯片通过电视显示屏幕进行故障警告提示。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述主芯片通过电视显示屏幕进行故障警告提示后，还包括：

所述主芯片根据设定时间开始倒计时；以及

所述向待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号具体为：

所述主芯片在倒计时的设定时间到达时，向待机电源控制电路输出指示切断供电电源的控制信号。

10.如权利要求5-9任一所述的方法，其特征在于，所述电压监控电路检测的所述主板电路上的供电电压具体为多路供电电压中，电压精度要求最高的一路的供电电压。

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