CN103036202A - 电子设备及其过热保护电路 - Google Patents

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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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    • H02H5/04Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/042Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using temperature dependent resistors

Abstract

本发明提供一种过热保护电路及具有该过热保护电路的电子设备,该过热保护电路包括温度感测电路、比较电路及开关电路,该温度感测电路用以感测所述电子设备的内部温度并输出一相应的电压信号,该比较电路连接该温度感测电路,用以将所述电压信号与比较电路内预存的阈值进行比较,并根据比较结果输出相应的驱动信号,该开关电路连接至所述比较电路,用以在该驱动信号的控制下相应地导通或断开,进而为该电子设备提供过热保护。

Description

电子设备及其过热保护电路
技术领域
本发明涉及一种过热保护电路及具有该过热保护电路的电子设备。
背景技术
随着电子设备的功能日益丰富,所需的电路模块或芯片的数量增加,因此消耗的功率也相应增加。同时,为适应电子设备小型化、便携化的趋势,需要将所述电路模块或芯片置于尽量小的空间内。因此,当电路模块或芯片工作异常时,可能由于其所处空间过小而无法及时散热,容易造成电子设备内部温度升高,对电子设备造成不可逆转的过热损害。
发明内容
针对上述问题,有必要提供一种可为电子设备提供过热保护的过热保护电路。
另外,有必要提供一种具有该过热保护电路的电子设备。
一种过热保护电路,用于为一电子设备提供过热保护;该过热保护电路包括温度感测电路、比较电路及开关电路,该温度感测电路用以感测所述电子设备的内部温度并输出一相应的电压信号,该比较电路连接该温度感测电路,用以将所述电压信号与比较电路内预存的阈值进行比较,并根据比较结果输出相应的驱动信号,该开关电路连接至所述比较电路,用以在该驱动信号的控制下相应地导通或断开。
一种电子设备,包括中央处理单元、风扇及上述过热保护电路,该过热保护电路连接至所述中央处理单元及风扇,用以为所述电子提供过热保护。
上述电子设备通过设置该过热保护电路,可根据电子设备内部温度变化相应开启及关闭该开关电路,进而为电子设备提供过热保护,从而避免过热损害。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的电子设备的功能模块图。
图2为图1所示电子设备的电路图。
图3为图1所示电子设备中比较电路的特性示意图。
主要元件符号说明
电子设备 100
过热保护电路 10
CPU 20
风扇 30
温度感测电路 11
比较电路 12
抗干扰电路 13
开关电路 14
热敏电阻 R1
分压电阻 R2
第一电阻 R3
第二电阻 R4
第三电阻 R5
第四电阻 R6
第五电阻 R7
第六电阻 R8
第一输出端 U1
第二输出端 U2
第三输出端 U3
供电电源 VCC
第一比较器 A1
第二比较器 A2
三极管 Q1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请一并参阅图1,本发明较佳实施方式提供一种电子设备100,包括过热保护电路10、中央处理单元(central process unit,CPU)20及风扇30。该过热保护电路10连接至所述CPU20及风扇30,用以为电子设备100提供过热保护。具体地,当电子设备100内部温度高于一预设的上限温度,例如60℃时,该过热保护电路10驱动该CPU20进行降频操作,同时驱动该风扇30增加转速,以提高通风量,从而达到过热保护的目的。而当电子设备100的内部温度冷却至一下限温度,例如25℃时,该过热保护电路10将分别驱动所述CPU20及风扇30恢复正常运行。
请一并参阅图2,过热保护电路10包括温度感测电路11、比较电路12、抗干扰电路13及开关电路14。该温度感测电路11用于感测电子设备100的内部温度,并输出一相应的电压信号。该温度感测电路11包括热敏电阻R1及第一输出端U1。该热敏电阻R1的一端通过一分压电阻R2连接至一供电电源VCC,该热敏电阻R1的另一端接地,进而与该分压电阻R2组成一分压电路。该第一输出端U1连接至该热敏电阻R1及分压电阻R2之间。在本实施方式中,热敏电阻R1为负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)型电阻,其电阻值将随温度的增加而减小。如此,该第一输出端U1的电压将随温度增加而减小,进而用以表示电子设备100的内部温度。即当该电子设备100的内部温度升高时,所述第一输出端U1的电压将减小;而当所述电子设备100的内部温度降低时,所述第一输出端U1的输出电压将增加。
该比较电路12为一滞回比较电路,包括第一比较器A1及第二输出端U2。该第一比较器A1的型号可以为LM393,其反相输入端连接至所述第一输出端U1,即连接至该热敏电阻R1及分压电阻R2之间。该第一比较器A1的正向输入端通过第一电阻R3连接至供电电源VCC,并通过第二电阻R4接地。该第一比较器A1的输出端通过第三电阻R5连接至所述供电电源VCC,并通过第四电阻R6连接至该正向输入端,并形成一节点J。该第二输出端U2连接至该第一比较器A1的输出端。请一并参阅图3,根据比较电路12的特性,该比较电路12内预存有一上限阈值UP1及一下限阈值UP2。当第一比较器A1的反相输入端的电压(即图中所示UI)大于该上限阈值UP1时,该第一比较器A1输出一低电平,例如0伏。当第一比较器A1的反相输入端的电压小于上限阈值UP1时,该第一比较器A1的输出端为高阻抗。此时,该第二输出端U2(即图中所示UO)因连接至该第三电阻R5及第四电阻R6之间而输出一高电平。在本实施例中,当所述第一比较器A1的输出端为高阻抗时,该第二输出端U2的电压大于该下限阈值UP2。如此,通过将所述上限温度所对应的电压设置为该上限阈值UP1,将所述下限温度所对应的电压设置为该下限阀值UP2,则该比较电路12可通过将所述第一输出端U1输出的电压信号与该预设的阈值,即上限阈值UP1及下限阈值UP2进行比较,进而将电子设备100的内部温度与上限温度及下限温度进行比较,并根据比较结果输出相应的驱动信号。具体地,当所述电子设备100的内部温度低于上限温度,即该所述第一输出端U1的输出电压大于该上限阀值UP1时,该比较电路12输出的驱动信号为一低电平。而当所述电子设备100的内部温度高于上限温度,即该所述第一输出端U1的输出电压小于该上限阀值UP1时,该第一比较器A1的输出端为高阻抗,则该比较电路12输出的驱动信号为一高电平。
该抗干扰电路13包括第二比较器A2及第三输出端U3。该第二比较器A2的型号可以为LM393,其正向输入端连接至所述第二输出端U2。该第二比较器A2的负向输入端连接至节点J,即连接至该第一比较器A1的正向输入端。该第二比较器A2的输出端通过第五电阻R7连接至供电电源VCC。该第三输出端U3连接至所述第二比较器A2的输出端,并连接至所述开关电路14。该抗干扰电路13用以对该比较电路12输出的驱动信号进行处理,以输出一稳定的驱动电压至所述开关电路14,进而有效提高该比较电路12的抗干扰能力,同时避免该开关电路14的频繁关闭及重启。具体地,当所述驱动信号为低电平,即第二输出端U2输出一低电平时,该第二比较器A2的正向输入端因连接至该第二输出端U2而输入一低电平。而该第二比较器A2的负向输入端因连接至所述第一比较器A1的正向输出端而输入一高电平。如此,该第二比较器A2将输出一低电平。而当所述驱动信号为高电平,即所述第二输出端U2输出一高电平时,该第二比较器A2的负向输入端因连接至第一比较器A1的正向输出端而输出一高电平,其电压值等于该下限阀值UP2。该第二比较器A2的正向输出端则输出一高电平,且其电压值大于该下限阀值UP2。如此,该第二比较器A2的输出端输出高阻抗,该第三输出端U3则通过上拉电阻,即第五电阻R7连接至所述供电电源VCC而输出一稳定的驱动电压至所述开关电路14。
该开关电路14包括三极管Q1及第六电阻R8。该三极管Q1的基极连接至所述第三输出端U3,该三极管Q1的发射极接地,集电极通过第六电阻R8连接至供电电源VCC。该三极管Q1的集电极还连接至所述CPU20及风扇30。该开关电路14用于在该处理后的驱动信号的控制下相应的导通或截止,进而控制所述CPU20及风扇30的运作。例如,当电子设备100的内部温度大于上限温度时,所述驱动信号为一高电平。该三极管Q1的基极与发射极之间的电压差大于一导通电压,使得该三极管Q1导通。如此,所述三极管Q1的集电极通过该三极管Q1接地,进而输出一低电平,进而驱动该CPU20进行降频操作,同时驱动该风扇30增加转速,以提高通风量,使得电子设备100开始冷却,进而降低该电子设备100的内部温度,从而避免过热损害。而当电子设备100的内部温度小于下限温度时,该驱动信号为一低电平,此时该三极管Q1的基极与发射极之间的电压差小于一导通电压,该三极管Q1截止。如此,该三极管Q1的集电极通过第六电阻R8连接至该供电电源VCC,进而输出一高电平,以驱动所述CPU20及风扇30恢复正常运行。
在本实施方式中,当电子设备100的内部温度正常时,即内部温度低于上限温度时,该温度感测电路11的第一输出端U1的输出电压大于UP1,即第一比较器A1的反相输入端的电压大于UP1。根据比较电路12 的特性,该第一比较器A1的输出端输出一低电平。相应地,该第二输出端U2输出一低电平,因为该第二输出端U2连接至第二比较器A2的正向输入端,从而其电压小于该第二比较器A2的负向输入端的电压,使得该第二比较器A2输出低电平。如此,该三极管Q1截止,使得该三极管Q1的集电极通过第六电阻R8连接供电电源VCC而输出高电平,该CPU20及风扇30正常工作。
当电子设备100内部温度升高时,热敏电阻R1电阻值降低,故该第一输出端U1的输出电压相应降低。当电子设备100内部温度高于上限温度时,温度感测电路11的输出电压小于UP1,第一比较器A1的反相输入端的电压小于UP1。根据比较电路12 的特性,该第一比较器A1的输出端输出高阻抗。相应地,该第二输出端U2输出一高电平,因为该第二输出端U2连接至第二比较器A2的正向输入端,从而其电压大于该第二比较器A2的负向输入端的电压,使得该第三输出端U3输出高电平。如此,该三极管Q1导通,使得该三极管Q1的集电极通过发射极接地而输出低电平,从而驱动该CPU20进行降频操作,同时驱动该风扇30增加转速,以提高通风量,使得电子设备100开始冷却,进而降低该电子设备100的内部温度,从而避免过热损害。
随着电子设备100的冷却,其内部温度降低,热敏电阻R1电阻值相应增加,故该第一输出端U1的电压相应增加。当电子设备100充分冷却后,其内部温度低于下限温度,温度感测电路11的输出电压大于UP2,即第一比较器A1的反相输入端电压大于UP2。根据比较电路12的特性,该第二输出端U2再次输出一低电平。相应地,开关电路14中三极管Q1截止,使得该三极管Q1的集电极通过第六电阻R8连接供电电源VCC而输出高电平,该CPU20及风扇30恢复正常工作。
可以理解,在本发明其他实施方式中,热敏电阻R1也可为正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)型电阻,电阻值将随温度增加而增大。该热敏电阻R1的一端连接至所述供电电源VCC,另一端通过分压电阻R2接地。因此,温度感测电路11的输出电压同样随温度增加而减小。
可以理解,该第一比较器A1的正向输入端及负向输出端分别通过电容C1、C2接地,用以对输入至所述第一比较器A1的正向输入端及负向输出端的电压进行滤波处理。
显然,本发明的电子设备100通过设置该过热保护电路10,可根据电子设备100的内部温度变化相应开启及关闭该开关电路14,进而为电子设备100提供过热保护,从而避免过热损害。

Claims (10)

1.一种过热保护电路,用于为一电子设备提供过热保护;其特征在于:该过热保护电路包括温度感测电路、比较电路及开关电路,该温度感测电路用以感测所述电子设备的内部温度并输出一相应的电压信号,该比较电路连接该温度感测电路,用以将所述电压信号与比较电路内预存的阈值进行比较,并根据比较结果输出相应的驱动信号,该开关电路连接至所述比较电路,用以在该驱动信号的控制下相应地导通或断开。
2.如权利要求1所述的过热保护电路,其特征在于:所述温度感测电路包括热敏电阻及第一输出端,所述热敏电阻为负温度系数电阻,该热敏电阻的一端通过一分压电阻连接至一供电电源,该热敏电阻的另一端接地,该第一输出端连接至该热敏电阻及分压电阻之间,该第一输出端的输出电压用以表示所述电子设备的内部温度。
3.如权利要求1所述的过热保护电路,其特征在于:所述温度感测电路包括热敏电阻及第一输出端,所述热敏电阻为正温度系数电阻,该热敏电阻的一端连接至一供电电源,另一端通过一分压电阻接地,该第一输出端连接至热敏电阻及分压电阻之间,该第一输出端的输出电压用以表示电子设备的内部温度。
4.如权利要求2所述的过热保护电路,其特征在于:所述比较电路包括第一比较器及第二输出端,该第一比较器的反相输入端连接至所述第一输出端,该第一比较器的正向输入端通过第一电阻连接至供电电源,并通过第二电阻接地,该第一比较器的输出端通过第三电阻连接至所述供电电源,并通过第四电阻连接至该正向输入端,该第二输出端连接至该第一比较器的输出端,当所述电子设备的内部温度低于下限温度时,所述驱动信号为一低电平;当所述电子设备的内部温度高于上限温度,所述驱动信号为一高电平。
5.如权利要求1所述的过热保护电路,其特征在于:所述上限温度及下限温度所对应的电压分别为所述比较电路的上限阈值及下限阈值。
6.如权利要求4所述的过热保护电路,其特征在于:所述过热保护电路包括抗干扰电路,该抗干扰电路分别连接该比较电路及开关电路,该抗干扰电路用以对该驱动信号进行处理,以输出一稳定的驱动电压至所述开关电路,进而提高该比较电路的抗干扰能力。
7.如权利要求6所述的过热保护电路,其特征在于:该抗干扰电路包括第二比较器及第三输出端,该第二比较器的正向输入端连接至所述第二输出端,该第二比较器的负向输入端连接至该第一比较器的正向输入端,该第二比较器的输出端通过第五电阻连接至供电电源,该第三输出端连接至所述第二比较器的输出端,并连接至所述开关电路。
8.如权利要求7所述的过热保护电路,其特征在于:该开关电路包括三极管及第六电阻,该三极管的基极连接至所述第三输出端,该三极管的发射极接地,集电极通过所述第六电阻连接至供电电源,当所述电子设备的内部温度高于上限温度时,所述三极管导通,当电子设备的内部温度低于下限温度时,所述三极管截止。
9.一种电子设备,包括中央处理单元及风扇,其特征在于:该电子设备包括如权利要求1至8项中任意一项所述的过热保护电路,该过热保护电路连接至所述中央处理单元及风扇,用以为所述电子提供过热保护。
10.如权利要求9所述的电子设备,其特征在于:当所述电子设备的内部温度高于所述上限温度时,该过热保护电路驱动所述中央处理单元进行降频操作,同时驱动所述风扇增加转速,进而为电子设备提供过热保护,当电子设备的内部温度低于所述下限温度时,该过热保护电路分别驱动所述中央处理单元及风扇恢复正常运行。
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