CN107122034A - 电压监控的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种电压监控的装置和方法，通过分压模块对主板上的多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内，接着主控模块控制监控模块同时对每路所述分压后的电压进行判断，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，表明对应的电压源异常，主控模块进一步控制开关模块断开对应的电压源，只需要对分压后的电压进行判断分析即可监控多路电压源，实现了实时监控主板的多路电压源的效果，有较强的易用性和实用性；此外，当监控到有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，及时断开对应的电压源，不需要人为操作，简单快捷，起到保护对应的电压源不受损坏的作用。

Description

电压监控的装置和方法

技术领域

本发明属于笔记本电脑主板设计技术领域，尤其涉及电压监控的装置和方法。

背景技术

随着计算机工业水平的不断进步，人们对计算机的性能、稳定性和可靠性提出了越来越高的要求。对计算机无止境的追求，使得目前计算机的核心部件—中央处理器(即CPU)的工作频率越来越高，与之配套工作的外部部件如主板、硬盘等的工作速率在不断地增长。这种技术趋势的必然结果就是：这些部件所消耗的功率在不断地增长，发热量也越来越大，长期在这种条件下工作的部件的失效率也呈指数性上升。为保证整机工作的稳定性和可靠性，就要求这些部件以及为这些部件服务的外围部件，如电源等具有更高的可靠性。

提高部件可靠性的方法有多种，除了提高部件的技术含量、改进生产工艺以外，如果能够对这些部件的相关参数—电压、温度、风扇转速等进行实时监控，则毫无疑问能够在很大程度上防止这些部件由于长时间处于非正常工作状态或因超出正常工作电压导致的失效，从而提高整机的工作稳定性和可靠性，延长部件和整机的使用寿命。

然而，在笔记本电脑主板设计领域，对中央处理器(即CPU)的电压信息一般都有监控，但是外围部件的电压很少有监控。为了更好实现国产CPU平台的计算机使用安全可靠，设计一种能实时监控主板各路电压的装置就变得相当迫切。现有技术中，一般都是直接通过监控芯片检测外围部件的电压，一旦外围部件的电压过大，监控芯片就很容易被短路以致损坏。

因此，现有技术中存在不能实时监控主板的多路电压源以及有电压源出现异常时不能及时关断对应的电压源的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种电压监控的装置和方法，旨在解决现有技术不能实时监控主板的多路电压源以及有电压源出现异常时不能及时关断对应的电压源的问题。

本发明提供了一种电压监控的装置，所述装置包括：

接设置在主板上的多路电压源，用于接通或断开所述多路电压源的电压通路的开关模块；

与所述的开关模块相连接，对所述多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内的分压模块；

与所述分压模块相连接，对每路所述分压后的电压进行模数转换后，判断每路所述分压后的电压是否达到标准阈值的监控模块；

同时与所述监控模块和开关模块相连接，读取每路所述分压后的电压，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，则发出警报指令并控制所述开关模块断开对应的电压源的主控模块。

本发明还提供了一种基于所述装置的电压监控的方法，所述方法包括：

所述开关模块用于接通或断开所述多路电压源的电压通路；

所述分压模块对所述多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内；

所述监控模块对每路所述分压后的电压进行模数转换后，判断每路所述分压后的电压是否达到标准阈值；

所述主控模块读取每路所述分压后的电压，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，则发出警报指令并控制所述开关模块断开对应的电压源。

综上所述，本发明实施例提供的一种电压监控的装置和方法，通过分压模块对主板上的多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内，接着主控模块控制监控模块同时对每路所述分压后的电压进行判断，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，表明对应的电压源异常，主控模块进一步控制开关模块断开对应的电压源，只需要对分压后的电压进行判断分析即可监控多路电压源，实现了实时监控主板的多路电压源的效果，有较强的易用性和实用性；此外，当监控到有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，及时断开对应的电压源，不需要人为操作，简单快捷，起到保护对应的电压源不受损坏的作用。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种电压监控的装置的模块结构示意图。

图2为本发明一实施例提供的一种电压监控的装置的电路结构示意图。

图3为本发明另一实施例提供的一种电压监控的装置的电路结构示意图。

图4为本发明又一实施例提供的一种电压监控的方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种电压监控的装置和方法，主要用于实时监控电脑主板的各路电压。

图1示出了本发明实施例提出的一种电压监控的装置的模块结构，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

一种电压监控的装置，包括：

接设置在主板上的多路电压源，接通或断开所述多路电压源的电压通路的开关模块107；

与所述的开关模块107相连接，对所述多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内的分压模块101；

与所述分压模块101相连接，对每路所述分压后的电压进行模数转换后，判断每路所述分压后的电压是否达到标准阈值的监控模块102；

同时与所述监控模块102和开关模块107相连接，读取每路所述分压后的电压，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，则发出警报指令并控制所述开关模块107断开对应的电压源的主控模块103。

作为本发明一实施例，所述监控范围的电压值为0V-2.048V。

作为本发明一实施例，所述电压监控的装置还包括：

与所述主控模块103连接，接收到所述警报指令则发出报警信号的蜂鸣器105。

作为本发明一实施例，所述电压监控的装置还包括：

与所述主控模块103连接，对不能达到标准阈值的所述分压后的电压对应的电压源进行显示的显示模块104。

作为本发明一实施例，所述电压监控的装置还包括：

与所述主控模块103连接，对所述电压监控的装置进行供电的电源模块106。

图2示出了本发明实施例提出的一种电压监控的装置的电路结构，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述开关模块107包括一开关芯片U4，所述开关芯片U4包括：

接收端rec、多个输入端COM和多个输出端I/O；

所述接收端rec接所述主控模块，所述多个输入端COM分别接所述主板的多路电压源，所述多个输出端I/O接所述分压模块101。在本实施例中，开关芯片U4采用了型号CD4501的选通开关芯片，当然，开关芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例开关芯片U4所述的功能作用亦可。

作为本发明一实施例，所述分压模块101包括多个并联的分压单元，每个分压单元都包括：

第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端接所述开关模块的输出端I/O，所述第一分压电阻的另一端接所述所述第二分压电阻与所述监控模块的采集端VSEN的公共连接端，所述开关模块的输出端I/O通过第一分压电阻和第二分压电阻接地。所述第一分压电阻和第二分压电阻可以根据所述电压源的电压值进行调节，从而使得分压后的每路电压值处于监控范围内。

作为本发明一实施例，所述监控模块102包括一监控芯片U1，所述监控芯片U1包括：

多个采集端VSEN，第一数据传输端SDA和第一时钟信号端SCL；

所述多个采集端VSEN接所述分压模块，所述数据传输端SDA和时钟信号端SCL同时接所述主控模块。在本实施例中，监控芯片U1采用了型号W83795ADG的监控芯片，当然，监控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例监控芯片U1所述的功能作用亦可。

作为本发明一实施例，所述主控模块103包括一主控芯片U2，所述主控芯片U2包括：

第二数据传输端sda、第二时钟信号端scl、警报端Alarm、第二控制端ctrl、电源端Bat-vcc和发送端send；

所述第二数据传输端sda接所述监控芯片U1的第一数据传输端SDA，所述第二时钟信号端scl接所述监控芯片U1的第一时钟信号端SCL，所述警报端Alarm接所述蜂鸣器，所述第二控制端ctrl接所述显示模块104，所述电源端Bat-vcc接所述电源模块106，所述发送端接所述开关模块的接收端rec。在本实施例中，主控芯片U2采用了型号为飞腾1000A的CPU芯片，当然，主控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例主控芯片U2所述的功能作用亦可。

作为本发明一实施例，所述显示模块104包括一显示芯片U3，所述显示芯片U3包括：

第一控制端CTRL；

所述第一控制端CTRL接所述主控芯片U2的第二控制端ctrl。在本实施例中，显示芯片U3采用了BIOS芯片，当然，主控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例显示芯片U3所述的功能作用亦可。

作为本发明一实施例，所述电源模块106包括：

交流电源VCC；

所述交流电源VCC接所述主控芯片U2的电源端Bat-vcc。

图3示出了本发明另一实施例提出的一种电压监控的装置的电路结构，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明另一实施例，所述开关模块107包括一开关芯片U4，所述开关芯片U4包括：

接收端rec、多个输入端COM和多个输出端I/O；

所述接收端rec接所述主控模块，所述多个输入端COM分别接所述主板的多路电压源，所述多个输出端I/O接所述分压模块101。在本实施例中，开关芯片U4采用了型号CD4501的选通开关芯片，当然，开关芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例开关芯片U4所述的功能作用亦可。

作为本发明另一实施例，所述分压模块101包括一分压芯片U5，所述分压芯片U5包括：

多个请求端CTS和多个分压端PTS；

所述多个请求端CTS分别接所述开关模块107的多个输出端I/O，所述多个分压端PTS分别接所述监控模块102的多个采集端VSEN。在本实施例中，分压芯片U5采用了型号LM310N的电压跟随器，当然，分压芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例分压芯片U5所述的功能作用亦可。每路电压源经过所述分压芯片U5分压后，输出的电压值即处于监控范围内，并且都是固定值，以及分压后的电压值会随着电压源的电压值的变化而变化。

作为本发明另一实施例，所述监控模块102包括一监控芯片U1，所述监控芯片U1包括：

多个采集端VSEN，第一数据传输端SDA和第一时钟信号端SCL；

所述多个采集端VSEN接所述分压模块，所述数据传输端SDA和时钟信号端SCL同时接所述主控模块。在本实施例中，监控芯片U1采用了型号W83795ADG的监控芯片，当然，监控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例监控芯片U1所述的功能作用亦可。

作为本发明另一实施例，所述主控模块103包括一主控芯片U2，所述主控芯片U2包括：

第二数据传输端sda、第二时钟信号端scl、警报端Alarm、第二控制端ctrl、电源端Bat-vcc和发送端send；

所述第二数据传输端sda接所述监控芯片U1的第一数据传输端SDA，所述第二时钟信号端scl接所述监控芯片U1的第一时钟信号端SCL，所述警报端Alarm接所述蜂鸣器，所述第二控制端ctrl接所述显示模块104，所述电源端Bat-vcc接所述电源模块106，所述发送端接所述开关模块的接收端rec。在本实施例中，主控芯片U2采用了型号为飞腾1000A的CPU芯片，当然，主控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例主控芯片U2所述的功能作用亦可。

作为本发明另一实施例，所述显示模块104包括一显示芯片U3，所述显示芯片U3包括：

第一控制端CTRL；

所述第一控制端CTRL接所述主控芯片U2的第二控制端ctrl。在本实施例中，显示芯片U3采用了BIOS芯片，当然，主控芯片的型号不做限定，只要能达到与本实施例显示芯片U3所述的功能作用亦可。

作为本发明另一实施例，所述电源模块106包括：

交流电源VCC；

所述交流电源VCC接所述主控芯片U2的电源端Bat-vcc。

图4示出了本发明又一实施例提出的一种电压监控的方法的步骤流程，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

基于上述一种电压监控的装置的电压监控的方法，所述方法包括：

步骤S11，所述开关模块用于接通或断开所述多路电压源的电压通路；

步骤S12，所述分压模块对所述多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内；

步骤S13，所述监控模块对每路所述分压后的电压进行模数转换后，判断每路所述分压后的电压是否达到标准阈值；

步骤S14，所述主控模块读取每路所述分压后的电压，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，则发出警报指令并控制所述开关模块断开对应的电压源。

作为本发明另一实施例，所述监控范围的电压值为0V-2.048V。

本发明实施例提供的一种电压监控的装置和方法的工作原理为：

以第一实施例监控第一路电压源为例：首先，启动电源模块，使得交流电源VCC为所述装置供电，其次，将分压电阻R1和分压电阻R2串接到所述电压源上，这样对电压源进行分压，使得电压源输出的电压值缩小以致分压后的电压值处于监控范围，即为0V-2.048V，例如所述电压源输出为3V，被分压后输出的电压值变成1.5V，并且默认此时即为电压源的额定电压值，然后将分压后的电压值传输给监控模块，监控模块对分压后的电压值进行模数转换并且判断分压后的电压值是否达到标准阈值，接着主控模块获取到所述分压后的电压值，一旦所述分压后的电压值没有达到标准阈值，表明对应的电压源不在额定电压下工作，已经出现异常现象，则发出警报指令给蜂鸣器并且控制开关模块断开对应的电压源，此外，所述主控模块获取到不能达到标准阈值的所述分压后的电压对应的电压源通过显示模块进行显示，方便用户及时查看主板各路电压源的信息。每一路的电压源都是相对独立的，且只需要对分压后的电压值进行判断分析即可监控多路电压源，实现了实时监控主板的多路电压源。

综上所述，本发明实施例提供的一种电压监控的装置和方法，通过分压模块对主板上的多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内，接着主控模块控制监控模块同时对每路所述分压后的电压进行判断，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，表明对应的电压源异常，主控模块进一步控制开关模块断开对应的电压源，只需要对分压后的电压进行判断分析即可监控多路电压源，实现了实时监控主板的多路电压源的效果，有较强的易用性和实用性；此外，当监控到有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，及时断开对应的电压源，不需要人为操作，简单快捷，起到保护对应的电压源不受损坏的作用。其次，通过分压使得原本较大的电压值转换成较小的电压值，易于监控模块进行监控，也避免了一旦电压过大使得监控模块容易被短路或者损坏的问题，同时，不需要使用价格较高的数字电源进行监控，达到了降低生产成本的效果。本发明实施例实现简单，不需要增加额外的硬件，可有效降低成本，具有较强的易用性和实用性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的步骤或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电压监控的装置，其特征在于，所述装置包括：

接设置在主板上的多路电压源，接通或断开所述多路电压源的电压通路的开关模块；

与所述的开关模块相连接，对所述多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内的分压模块；

与所述分压模块相连接，对每路所述分压后的电压进行模数转换后，判断每路所述分压后的电压是否达到标准阈值的监控模块；

同时与所述监控模块和开关模块相连接，读取每路所述分压后的电压，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，则发出警报指令并控制所述开关模块断开对应的电压源的主控模块。

2.如权利要求1所述的电压监控的装置，其特征在于，所述监控范围的电压值为0V-2.048V。

3.如权利要求2所述的电压监控的装置，其特征在于，所述装置还包括：

与所述主控模块连接，接收到所述警报指令则发出报警信号的蜂鸣器。

4.如权利要求3所述的电压监控的装置，其特征在于，所述装置还包括：

与所述主控模块连接，对不能达到标准阈值的所述分压后的电压对应的电压源进行显示的显示模块。

5.如权利要求4所述的电压监控的装置，其特征在于，所述装置还包括：

与所述主控模块连接，对所述电压监控的装置进行供电的电源模块。

6.如权利要求5所述的电压监控的装置，其特征在于，所述开关模块包括一开关芯片U4，所述开关芯片U4包括：

接收端rec、多个输入端COM和多个输出端I/O；

所述接收端rec接所述主控模块，所述多个输入端COM分别接所述主板的多路电压源，所述多个输出端I/O接所述分压模块。

7.如权利要求6所述的电压监控的装置，其特征在于，所述监控模块包括一监控芯片U1，所述监控芯片U1包括：

多个采集端VSEN，第一数据传输端SDA和第一时钟信号端SCL；

所述多个采集端VSEN接所述分压模块，所述数据传输端SDA和时钟信号端SCL同时接所述主控模块。

8.如权利要求7所述的电压监控的装置，其特征在于，所述分压模块包括多个并联的分压单元，每个分压单元都包括：

第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端接所述开关模块的输出端I/O，所述第一分压电阻的另一端接所述所述第二分压电阻与所述监控模块的采集端VSEN的公共连接端，所述开关模块的输出端I/O通过第一分压电阻和第二分压电阻接地。

9.如权利要求7所述的电压监控的装置，其特征在于，所述分压模块包括一分压芯片U5，所述分压芯片U5包括：

多个请求端CTS和多个分压端PTS；

所述多个请求端CTS分别接所述开关模块的多个输出端I/O，所述多个分压端PTS分别接所述监控模块的多个采集端VSEN。

10.如权利要求7所述的电压监控的装置，其特征在于，所述主控模块包括一主控芯片U2，所述主控芯片U2包括：

第二数据传输端sda、第二时钟信号端scl、警报端Alarm、第二控制端ctrl、电源端Bat-vcc和发送端send；

所述第二数据传输端sda接所述监控芯片U1的第一数据传输端SDA，所述第二时钟信号端scl接所述监控芯片U1的第一时钟信号端SCL，所述警报端Alarm接所述蜂鸣器，所述第二控制端ctrl接所述显示模块，所述电源端Bat-vcc接所述电源模块，所述发送端接所述开关模块的接收端rec。

11.如权利要求10所述的电压监控的装置，其特征在于，所述显示模块包括一显示芯片U3，所述显示芯片U3包括：

第一控制端CTRL；

所述第一控制端CTRL接所述主控芯片U2的第二控制端ctrl。

12.一种基于如权利要求1所述装置的电压监控的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述开关模块用于接通或断开所述多路电压源的电压通路；

所述分压模块对所述多路电压源分别进行分压，使得分压后的电压随着对应电压源的电压变化而变化，并且分压后的电压处于监控范围内；

所述监控模块对每路所述分压后的电压进行模数转换后，判断每路所述分压后的电压是否达到标准阈值；

所述主控模块读取每路所述分压后的电压，当有所述分压后的电压不能达到标准阈值时，则发出警报指令并控制所述开关模块断开对应的电压源。