CN111366260B - 一种温度监测电路、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度监测电路、系统及方法，该电路包括设置于主控IC外部的分压网络和设置于所述主控IC内部的上拉电阻或下拉电阻；所述上拉电阻或下拉电阻通过所述主控IC的ADC PIN与所述分压网络连接。本发明提供的一种温度监测电路、系统及方法，通过对电路进行改进，引入设置于控制IC内部的上拉电阻或下拉电阻，既可以有效改善干扰的耦合分量，使得温度数据的采集稳定，且还可以对外部分压网络的短路、断路情况进行侦测，防止系统引发由于输入信号的错误导致的错误控制行为。

Description

一种温度监测电路、系统及方法

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种温度监测电路、系统及方法。

背景技术

目前，在手机、平板、笔记本电脑和服务器等电子产品中都使用了较多的电子元器件，这些电子元器件在工作过程中会产生热量，因而需对其进行温度监测并及时执行保护措施，比如散热。如果散热不及时或者过温保护电路不可靠，将会对电子元器件造成热击穿，从而导致电子元器件永久失效，影响电子产品的使用寿命。

常用的温度监测电路一般采用各类型编程芯片(主控IC)的带ADC功能的引脚(简称ADC PIN)来侦测外接温度感应点的电压，然后通过电压幅度的高低来判读系统内局部或者特定器件的温度，并通过系统预设的温度分段阀值进行特定的系统行为，完成系统层面的控制或者保护。具体的，在芯片的ADC PIN上连接通过电源、PTC/NTC(热敏电阻，也称温控电阻)以及定值电阻搭接形成的外部分压网络(分压网络的搭接有两种，如图1和图2所示；其中，Ra、Rb均表示定值电阻，Rc表示温控电阻)，然后芯片获取该分压网络的电压值，再通过芯片内部程序的换算，得到要侦测器件周边或者器件本身的温度，最后通过系统预设的程序和分段阀值，进行相对应的行为动作，达成系统的控制目的。

然而，现有技术存在的问题是：分压网络上的长走线、临近部分的干扰以及其外部电源的范围值的影响都会被耦合到数据采集的过程中，造成温度采集数据不稳定，出现错误；同时，分压网络可能发生的短路和断路现象也会造成数据采集错误，从而引发系统错误的控制动作。

发明内容

本发明提供一种温度监测电路、系统及方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种温度监测电路，包括设置于主控IC外部的分压网络和设置于所述主控IC内部的上拉电阻或下拉电阻；

所述上拉电阻或下拉电阻通过所述主控IC的ADC PIN与所述分压网络连接。

进一步地，所述温度监测电路中，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述温控电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述下拉电阻连接；所述下拉电阻的另一端接地；

所述定值电阻的一端连接在所述温控电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地。

进一步地，所述温度监测电路中，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述定值电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述上拉电阻连接；所述上拉电阻的另一端与所述主控IC的工作电源连接；

所述温控电阻的一端连接在所述定值电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地。

进一步地，所述温度监测电路中，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述定值电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述下拉电阻连接；所述下拉电阻的另一端接地；

所述温控电阻的一端连接在所述定值电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地。

进一步地，所述温度监测电路中，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述温控电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述上拉电阻连接；所述上拉电阻的另一端与所述主控IC的工作电源连接；

所述定值电阻的一端连接在所述温控电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地。

第二方面，本发明实施例提供一种温度监测系统，包括监控IC和如第一方面所述的温度监测电路；

所述温度监测电路中的上拉电阻或下拉电阻设置于所述主控IC的内部，且通过所述主控IC的ADC PIN与所述温度监测电路中的分压网络连接。

第三方面，本发明实施例提供一种温度监测方法，采用如第二方面所述的温度监测系统执行，所述方法包括：

主控IC获取温度监测电路的电压值；

所述主控IC判断获取到的所述电压值是否位于正常电压范围内；

若是，则所述主控IC将所述电压值换算为被检测位置的温度值，并根据所述温度值进行对应的控制动作；

若否，则所述主控IC确定所述温度监测电路出现短路、断路或接触不良的异常。

本发明实施例提供的一种温度监测电路、系统及方法，通过对电路进行改进，引入设置于控制IC内部的上拉电阻或下拉电阻，既可以有效改善干扰的耦合分量，使得温度数据的采集稳定，且还可以对外部分压网络的短路、断路情况进行侦测，防止系统引发由于输入信号的错误导致的错误控制行为。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中基于温控电阻搭建的分压网络的原理示意图；

图2是现有技术中基于温控电阻搭建的分压网络的另一原理示意图；

图3是本发明实施例提供的一种温度监测电路的原理示意图；

图4是本发明实施例提供的一种温度监测电路的另一原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种温度监测电路的另一原理示意图；

图6是本发明实施例提供的一种温度监测电路的另一原理示意图；

图7是本发明实施例提供的一种温度监测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明实施例提供一种温度监测电路，用于实现手机、平板、笔记本电脑和服务器等电子产品的温度监测功能，该电路包括设置于主控IC外部的分压网络和设置于所述主控IC内部的上拉电阻R3或下拉电阻R4；

所述上拉电阻或下拉电阻通过所述主控IC的ADC PIN与所述分压网络连接。

需要说明的是，本实施例通过将控制IC内部软件设置的电阻作为上拉电阻或下拉电阻与置于主控IC外部的分压网络进行匹配使用，从而可以在减少外围线路器件数量需求的前提下，解决现有技术存在的问题，几乎不会增加产品的成本。

具体的，由于外部分压网络的搭建有两种，每一种又可与上拉电阻或下拉电阻进行匹配使用，因而在本实施例中，温度监测电路共有四种实施方式。

请参考图3，在第一种实施方式中，所述分压网络包括温控电阻R1、供电电源Vcc1以及定值电阻R2；

所述温控电阻R1的一端与所述供电电源Vcc1连接，另一端通过所述ADC PIN与所述下拉电阻R4连接；所述下拉电阻R4的另一端接地；

所述定值电阻R2的一端连接在所述温控电阻R1与所述ADC PIN之间，另一端接地。

具体的，温控电阻R1(PTC/NTC)接入系统端连接Vcc1作为上拉源，并在对地端接入定值电阻R2以及控制IC内部的下拉电阻R4。

此时，控制IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压(Vadc)的计算公式如下：

请参考图4，在第二种实施方式中，所述分压网络包括温控电阻R1、供电电源Vcc1以及定值电阻R2；

所述定值电阻R2的一端与所述供电电源Vcc1连接，另一端通过所述ADC PIN与所述上拉电阻R3连接；所述上拉电阻R3的另一端与所述主控IC的工作电源Vcc2连接；需要说明的是，由于导入了控制IC的工作电源Vcc2作为电压源，因而与供电电源Vcc1组成了多电压源，增强系统侦测源的稳定性，且Vcc2的干扰源更小，精度更高。

所述温控电阻R1的一端连接在所述定值电阻R2与所述ADC PIN之间，另一端接地。

具体的，定值电阻R2接入系统端连接Vcc1以及控制IC内部的上拉电阻R3到Vcc2作为上拉源，并在对地端接入温控电阻R1作为下拉电阻。

此时，控制IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压(Vadc)的计算公式如下：

请参考图5，在第三种实施方式中，所述分压网络包括温控电阻R1、供电电源Vcc1以及定值电阻R2；

所述定值电阻R2的一端与所述供电电源Vcc1连接，另一端通过所述ADC PIN与所述下拉电阻R4连接；所述下拉电阻R4的另一端接地；

所述温控电阻R1的一端连接在所述定值电阻R2与所述ADC PIN之间，另一端接地。

具体的，定值电阻R2接入系统端连接Vcc1作为上拉源，并在对地端接入温控电阻R1以及控制IC内部的下拉电阻R4到对地端作为下拉电阻。

此时，控制IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压(Vadc)的计算公式如下：

请参考图6，在第四种实施方式中，所述分压网络包括温控电阻R1、供电电源Vcc1以及定值电阻R2；

所述温控电阻R1的一端与所述供电电源Vcc1连接，另一端通过所述ADC PIN与所述上拉电阻R3连接；所述上拉电阻R3的另一端与所述主控IC的工作电源Vcc2连接；需要说明的是，由于导入了控制IC的工作电源Vcc2作为电压源，因而与供电电源Vcc1组成了多电压源，增强系统侦测源的稳定性，且Vcc2的干扰源更小，精度更高。

所述定值电阻R2的一端连接在所述温控电阻R1与所述ADC PIN之间，另一端接地。

具体的，温控电阻R1接入系统端连接Vcc1以及控制IC内部的上拉电阻R3到Vcc2作为上拉源，并在对地端接入定值电阻R2作为下拉电阻。

此时，控制IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压(Vadc)的计算公式如下：

需要说明的是，在计算出电压值(Vadc)后，控制IC可以进行以下判断：

(1)所侦测对象部分的局部温度；

(2)ADC PIN所连接部分的分压网络是否有短路、断路或接触不良的异常。

设计应用时，首先对温度的范围进行界定并考虑在系统设定的极限条件下，利用界定的温度进行电压范围的概算，计算值可以通过系统程式中的预设条件阀值，用来判断分压网络或者时ADC Pin是否有正常运行，在通过对电位超出预设值范围的部分，依照设计可以判断分压网络的部分是否存在线路短路、断路或者与控制IC的ADC PIN是否空焊等不良情况发生，提前预判线路部分的故障，避免功能性不良以及系统可靠性故障机台流向市场，引发市场客诉/赔偿需求等不良反馈。

本发明实施例提供的一种温度监测电路，通过对电路进行改进，引入设置于控制IC内部的上拉电阻或下拉电阻，既可以有效改善干扰的耦合分量，使得温度数据的采集稳定，且还可以对外部分压网络的短路、断路情况进行侦测，防止系统引发由于输入信号的错误导致的错误控制行为。

实施例二

本发明实施例提供一种温度监测系统，包括监控IC和如实施例一所述的温度监测电路；

所述温度监测电路中的上拉电阻或下拉电阻设置于所述主控IC的内部，且通过所述主控IC的ADC PIN与所述温度监测电路中的分压网络连接。

本发明实施例提供的一种温度监测系统，通过对电路进行改进，引入设置于控制IC内部的上拉电阻或下拉电阻，既可以有效改善干扰的耦合分量，使得温度数据的采集稳定，且还可以对外部分压网络的短路、断路情况进行侦测，防止系统引发由于输入信号的错误导致的错误控制行为。

实施例三

请参考图7，本发明实施例提供一种温度监测方法，采用如实施例二所述的温度监测系统执行，所述方法包括：

S301、主控IC获取温度监测电路的电压值。

S302、所述主控IC判断获取到的所述电压值是否位于正常电压范围内；若是，则执行S303，若否，则执行S304。

需要说明的是，正常电压范围是预先界定的，不在该正常电压范围的电压值则说明温度监测电路可能有异常。

S303、所述主控IC将所述电压值换算为被检测位置的温度值，并根据所述温度值进行对应的控制动作。

需要说明的是，对应的控制动作可以是进行散热或停止工作等，具体可根据温度值的大小进行相应的设置。

S304、所述主控IC确定所述温度监测电路出现短路、断路或接触不良的异常。

本发明实施例提供的一种温度监测方法，通过对电路进行改进，引入设置于控制IC内部的上拉电阻或下拉电阻，既可以有效改善干扰的耦合分量，使得温度数据的采集稳定，且还可以对外部分压网络的短路、断路情况进行侦测，防止系统引发由于输入信号的错误导致的错误控制行为。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (3)

1.一种温度监测电路，其特征在于，包括设置于主控IC外部的分压网络和设置于所述主控IC内部的上拉电阻或下拉电阻；

所述上拉电阻或下拉电阻通过所述主控IC的ADC PIN与所述分压网络连接；

所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述温控电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述下拉电阻连接；所述下拉电阻的另一端接地；

所述定值电阻的一端连接在所述温控电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地；

此时，所述主控IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压Vadc的计算公式如下：

其中，Vcc1为供电电源，R1为温控电阻，R2为定值电阻，R4为下拉电阻；

或，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述定值电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述上拉电阻连接；所述上拉电阻的另一端与所述主控IC的工作电源连接；

所述温控电阻的一端连接在所述定值电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地；

此时，所述主控IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压Vadc的计算公式如下：

其中，Vcc1为供电电源，Vcc2为主控IC的工作电源，R1为温控电阻，R2为定值电阻，R3为上拉电阻；

或，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述定值电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述下拉电阻连接；所述下拉电阻的另一端接地；

所述温控电阻的一端连接在所述定值电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地；

此时，所述主控IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压Vadc的计算公式如下：

其中，Vcc1为供电电源，R1为温控电阻，R2为定值电阻，R4为下拉电阻；

或，所述分压网络包括温控电阻、供电电源以及定值电阻；

所述温控电阻的一端与所述供电电源连接，另一端通过所述ADC PIN与所述上拉电阻连接；所述上拉电阻的另一端与所述主控IC的工作电源连接；

所述定值电阻的一端连接在所述温控电阻与所述ADC PIN之间，另一端接地；

此时，所述主控IC的ADC PIN对应的模数信号输入电压Vadc的计算公式如下：

其中，Vcc1为供电电源，Vcc2为主控IC的工作电源，R1为温控电阻，R2为定值电阻，R3为上拉电阻。

2.一种温度监测系统，其特征在于，包括监控IC和如权利要求1所述的温度监测电路；

所述温度监测电路中的上拉电阻或下拉电阻设置于所述主控IC的内部，且通过所述主控IC的ADC PIN与所述温度监测电路中的分压网络连接。

3.一种温度监测方法，采用如权利要求2所述的温度监测系统执行，其特征在于，所述方法包括：

主控IC获取温度监测电路的电压值；

所述主控IC判断获取到的所述电压值是否位于正常电压范围内；

若是，则所述主控IC将所述电压值换算为被检测位置的温度值，并根据所述温度值进行对应的控制动作；

若否，则所述主控IC确定所述温度监测电路出现短路、断路或接触不良的异常。

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