CN117032433A - 一种主板电源智能控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主板电源智能控制电路，涉及电源检测控制技术领域，包括电压检测控制模块，用于对电源模块接入的电能进行电压检测并设定第一电压阈值判断检测电压的大小和控制信号的传输；电压变化检测模块，用于在一定期间内，判断电源模块的电压变化程度；定时控制模块，用于定时控制电压判断控制模块进行过压判断；传输控制模块，用于为主板电源模块供电；辅助供电模块，用于电能存储并为主板供电模块提供辅助电能。本发明主板电源智能控制电路由电压检测控制模块进行电压采样、阈值比较和信号传输处理，电压变化检测模块在电压变化较大时，控制辅助供电模块为主板电源模块供电，由定时控制模块配合电压判断控制模块进行主板供电恢复控制。

Description

一种主板电源智能控制电路

技术领域

本发明涉及电源检测控制技术领域，具体是一种主板电源智能控制电路。

背景技术

主板，又称主机板，一般是一块矩形电路板，其上安装有计算机的主电路系统，为确保主板的正常运行，需为其提供稳定的供电电压，现有的主板大多采用专门的电压转换芯片完成所需电压的供应，但是仍会在启动供电时输出电压过压的情况发生，导致主板内部程序出现错乱，甚至导致主板出现损坏，电源供电安全性较低，因此有待改进。

发明内容

本发明实施例提供一种主板电源智能控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例中，提供一种主板电源智能控制电路，该主板电源智能控制电路包括：电源模块、电压检测控制模块、电压变化检测模块、定时控制模块、电压判断控制模块、传输控制模块、辅助供电模块和主板供电模块；

所述电源模块，用于接入电能；

所述电压检测控制模块，与电源模块和电压变化检测模块连接，用于对接入的电能进行电压检测并输出第一检测信号，用于设定第一电压阈值并在第一检测信号大于第一电压阈值时，输出第一控制信号，用于通过第一控制信号控制传输控制电路将第一电压阈值和第一检测信号传输给电压变化检测模块；

所述电压变化检测模块，用于对第一检测信号和第一电压阈值进行减法处理并输出第二检测信号，用于通过第一控制信号控制时钟电路提供时钟信号，用于通过第一逻辑电路判断在提供时钟信号的期间内，第二检测信号的输出状态，并在输出第二检测信号时，输出第二控制信号；

所述定时控制模块，与所述电压变化检测模块连接，用于通过定时控制电路接收时钟信号并定时输出第三控制信号；

所述电压判断控制模块，与所述电压检测控制模块和定时控制模块连接，用于设定第二电压阈值并在第一检测信号小于第二电压阈值时，输出第四控制信号，用于将第四控制信号和第三控制信号进行逻辑计算并输出第五控制信号，判断出定时控制模块定时后，电源模块的供电电压情况；

所述传输控制模块，与所述电源模块、电压判断控制模块、电压变化检测模块、主板电源模块和辅助供电模块连接，用于通过传输控制电路将电源模块输出的电能传输给主板供电模块和辅助供电模块，用于接收第二控制信号并进行断电控制，用于接收第五控制信号并进行自恢复供电控制；

所述辅助供电模块，与所述主板电源模块和电压变化检测模块连接，用于存储传输控制模块传输的电能，用于接收第二控制信号并将存储的电能进行释放；

所述主板供电模块，用于接收传输控制模块和辅助供电模块传输的电能并与主板供电端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主板电源智能控制电路由电压检测控制模块对电源模块接入的电能进行电压采样、阈值比较和信号传输处理，由电压变化检测模块提供时钟信号并判断一定时间内，电压变化大小，并在电压变化较大时，控制辅助供电模块为主板电源模块提供短暂的工作电能，确保主板所需电源，并在时钟信号消失后由定时控制模块配合电压判断控制模块定时判断电源模块的供电状态，并在供电电能为主板所需范围内时，控制传输控制模块重新进行供电传输控制，提高为主板电源模块的供电效率，提高供电安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的一种主板电源智能控制电路的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的一种主板电源智能控制电路的电路图。

图3为本发明实例提供的定时控制模块的连接电路图。

图4为本发明实例提供的电压判断控制模块的连接电路图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，请参阅图1，一种主板电源智能控制电路包括：电源模块1、电压检测控制模块2、电压变化检测模块3、定时控制模块4、电压判断控制模块5、传输控制模块6、辅助供电模块7和主板供电模块8；

具体地，电源模块1，用于接入电能；

电压检测控制模块2，与电源模块1和电压变化检测模块3连接，用于对接入的电能进行电压检测并输出第一检测信号，用于设定第一电压阈值并在第一检测信号大于第一电压阈值时，输出第一控制信号，用于通过第一控制信号控制传输控制电路将第一电压阈值和第一检测信号传输给电压变化检测模块3；

电压变化检测模块3，用于对第一检测信号和第一电压阈值进行减法处理并输出第二检测信号，用于通过第一控制信号控制时钟电路提供时钟信号，用于通过第一逻辑电路判断在提供时钟信号的期间内，第二检测信号的输出状态，并在输出第二检测信号时，输出第二控制信号；

定时控制模块4，与所述电压变化检测模块3连接，用于通过定时控制电路接收时钟信号并定时输出第三控制信号；

电压判断控制模块5，与所述电压检测控制模块2和定时控制模块4连接，用于设定第二电压阈值并在第一检测信号小于第二电压阈值时，输出第四控制信号，用于将第四控制信号和第三控制信号进行逻辑计算并输出第五控制信号，判断出定时控制模块4定时后，电源模块1的供电电压情况；

传输控制模块6，与所述电源模块1、电压判断控制模块5、电压变化检测模块3、主板电源模块1和辅助供电模块7连接，用于通过传输控制电路将电源模块1输出的电能传输给主板供电模块8和辅助供电模块7，用于接收第二控制信号并进行断电控制，用于接收第五控制信号并进行自恢复供电控制；

辅助供电模块7，与所述主板电源模块1和电压变化检测模块3连接，用于存储传输控制模块6传输的电能，用于接收第二控制信号并将存储的电能进行释放；

主板供电模块8，用于接收传输控制模块6和辅助供电模块7传输的电能并与主板供电端连接。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用电源电路，接入电能；上述电压检测控制模块2可采用电压检测电路、电压比较电路和信号传输电路，由电压检测电路对接入的电能进行电压检测，并由电压比较电路设定第一电压阈值，以便比较出检测信号与第一电压阈值的大小关系，并在检测信号大于第一电压阈值时，控制信号传输电路将检测信号和第一电压阈值传输给电压变化检测模块3；上述电压变化检测模块3可采用减法电路、时钟电路和第一逻辑电路，由减法电路对电压检测控制模块2传输的信号进行减法处理并输出电压差，由时钟电路提供时钟信号，以便第一逻辑电路判断在提供时钟信号的期间内，电压差的变化程度；上述定时控制模块4可采用三极管、电阻和电容等组成的定时控制电路，由电压变化检测模块3中的时钟电路触发，在一段时间后，定时输出第三控制信号；上述电压判断控制模块5可采用过压比较电路和第二逻辑电路，由过压比较电路进行过压判断，并由第二逻辑电路配合过压比较电路和定时控制模块4输出的信号，判断出定时后，电源模块1的供电电压情况；上述传输控制模块6可采用功率管等组成的传输控制电路，实现电能的传输控制；上述辅助供电模块7可采用超级电容、功率管等组成的辅助供电电路，实现储能和辅助供电控制；上述主板供电模块8可采用主板供电接口，与主板供电端连接，在此不做赘述。

在另一个实施例中，请参阅图1、图2、图3和图4，电源模块1包括供电接口和第一电容C1；所述电压检测控制模块2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器A1、第一阈值装置、第三电阻R3和第一模拟开关U1；

具体地，供电接口的第一端连接第一电容C1的一端和第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第一比较器A1的同相端和第一模拟开关U1的第二输入端并通过第二电阻R2接地，第一电容C1的另一端和供电接口的第二端均接地，第一比较器A1的反相端连接第一阈值装置和第一模拟开关U1的第一输入端，第一比较器A1的输出端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接第一模拟开关U1的第一控制端和第二控制端，第一模拟开关U1的第一输出端和第二输出端均与电压变化检测模块3连接。

在具体实施例中，上述第一比较器A1可选用LM397比较器，配合第一阈值装置和第三电阻R3组成电压比较电路，其中第一阈值装置可提供第一电压阈值；上述第一电阻R1和第二电阻R2组成电压检测电路；上述第一模拟开关U1组成信号传输电路，并且可采用CD4066芯片。

进一步地，电压变化检测模块3包括第四电阻R4、第五电阻R5、第一运放OP1、第六电阻R6、第七电阻R7、第一开关管VT1、第八电阻R8；

具体地，第一运放OP1的反相端连接第七电阻R7的一端并通过第四电阻R4连接所述第一模拟开关U1的第一输出端，第一运放OP1的同相端连接第六电阻R6的一端并通过第五电阻R5连接第一模拟开关U1的第二输出端，第一运放OP1的输出端连接第七电阻R7的另一端和第一开关管VT1的基极，第一开关管VT1的集电极连接供电接口的第一端，第一开关管VT1的发射极通过第八电阻R8连接第六电阻R6的另一端和地端。

在具体实施例中，上述第一运放OP1可选用OP07运算放大器，配合第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第一开关管VT1组成减法电路，其中第一开关管VT1可选用NPN型三极管。

进一步地，电压变化检测模块3还包括第六开关管VT6、第九电阻R9、时钟控制装置、第十电阻R10、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第一逻辑芯片U2；

具体地，第六开关管VT6的基极连接所述第三电阻R3的第二端，第六开关管VT6的集电极连接供电接口的第一端，第六开关管VT6的发射极连接时钟控制装置的第一端并通过第九电阻R9接地，时钟控制装置的第二端连接第十电阻R10的第一端，第十电阻R10的第二端连接辅助供电模块7，时钟控制装置的第三端连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接第三二极管D3的阴极和第一逻辑芯片U2的第二输入端，第一逻辑芯片U2的第一输入端连接第一二极管D1的阴极和第四二极管D4的阴极，第一二极管D1的阳极连接第一开关管VT1的发射极，第一逻辑芯片U2的输出端连接第四二极管D4的阳极、第三二极管D3的阳极和传输控制模块6。

在具体实施例中，上述时钟控制装置可采用时钟芯片和单片机组成的时钟控制装置、NE555集成电路组成的时钟控制装置，但并不限于时钟芯片和单片机组成的时钟控制装置、NE555集成电路组成的时钟控制装置，由第六开关管VT6和第九电阻R9触发工作后，定时输出高电平的时钟信号，在定时结束后输出低电平的时钟信号，其中第六开关管VT6可选用NPN型三极管；上述第一逻辑芯片U2可选用与逻辑芯片，具体型号不做限定，配合第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成第一逻辑电路，实现信号的自锁并触发传输控制模块6的工作。

进一步地，传输控制模块6包括第十一电阻R11、第一功率管Q1、第二开关管VT2和第三开关管VT3；所述主板电源模块1包括主板电源接口；

具体地，第一功率管Q1的栅极连接第二开关管VT2的集电极并通过第十一电阻R11连接第一功率管Q1的漏极和所述供电接口的第一端，第一功率管Q1的源极连接主板电源接口，第二开关管VT2的发射极和第三开关管VT3的发射极均接地，第二开关管VT2的基极连接第三开关管VT3的集电极和所述第一逻辑芯片U2的输出端，第三开关管VT3的基极连接电压判断控制模块5。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管，可由第二开关管VT2和第三开关管VT3触发工作，其中第二开关管VT2和第三开关管VT3均可选用NPN型三极管。

进一步地，辅助供电模块7包括第二功率管Q2、第一超级电容CD1和第一稳压管VD1；

具体地，第二功率管Q2的漏极连接主板电源接口，第二功率管Q2的源极连接第十电阻R10的第二端、第一超级电容CD1的一端和第一稳压管VD1的阴极，第一稳压管VD1的阳极和第一超级电容CD1的另一端均接地，第二功率管Q2的栅极连接第二开关管VT2的集电极。

在具体实施例中，上述第二功率管Q2可选用P沟道增强型MOS管，控制第一超级电容CD1的放电工作，并配合第二功率管Q2上的寄生二极管完成充电工作。

进一步地，定时控制模块4包括第一电源VCC1、第四开关管VT4、第十二电阻R12、第二电容C2、第十三电阻R13、第五开关管VT5和第十四电阻R14；

具体地，第四开关管VT4的发射极和第五开关管VT5的集电极均连接第一电源VCC1，第四开关管VT4的集电极连接第二电容C2的一端和第十二电阻R12的一端并通过第十三电阻R13连接第五开关管VT5的基极，第五开关管VT5的发射极通过第十四电阻R14接地，第二电容C2的另一端和第十二电阻R12的另一端均接地，第四开关管VT4的基极连接所述时钟控制装置的第三端。

在具体实施例中，上述第四开关管VT4可选用PNP型三极管，配合第一电源VCC1、第十二电阻R12、第二电容C2、第十三电容进行延时处理，并在第二电容C2存储的电量达到一定值后，触发第五开关管VT5的导通，第五开关管VT5可采用NPN型三极管。

进一步地，电压判断控制模块5包括第五二极管D5、第二比较器A2、第二阈值装置、第二逻辑芯片U3和第十五电阻R15；

具体地，第五二极管D5的阳极连接第一电阻R1的第二端，第五二极管D5的阴极连接第二比较器A2的反相端，第二比较器A2的同相端连接第二阈值装置，第二逻辑芯片U3的第一输入端和第二输入端分别连接第二比较器A2的输出端和第五开关管VT5的发射极，第二逻辑芯片U3的输出端通第十五电阻R15连接所述第三开关管VT3的基极。

在具体实施例中，上述第二比较器A2可选用LM397比较器，配合第五二极管D5和第二阈值装置组成过压比较电路，其中第五二极管D5可对电压检测控制模块2输出的检测信号进行压降处理；上述第二阈值装置提供第二阈值，该第二阈值的电压范围为主板所需的电压范围，且第二阈值的电压大于第一阈值的电压，在此不做赘述；上述第二逻辑芯片U3可选用与逻辑芯片，配合第十五电阻R15组成第二逻辑电路。

本发明一种主板电源智能控制电路中，由供电接口与供电电源连接，传输的电能通过第一功率管Q1传输给主板电源接口连接的主板，同时可通过第二功率管Q2上的寄生二极管为第一超级电容CD1提供电能，由第一电阻R1和第二电阻R2进行电压检测，检测的信号由第一比较器A1配合第一阈值装置进行电压比较，此时第一阈值装置设定的第一电压阈值为可为主板正常供电的电压，当检测的电压大于设定的第一电压阈值时，第一模拟开关U1的第一输入端和第一输出端，第二输入端和第二输出端导通，使得第一运放OP1对检测的信号和第一阈值装置设定的电压阈值进行减法处理，继而检测出电压变化差，同时第一比较器A1将控制第六开关管VT6导通，控制时钟控制装置提供时钟信号，在时钟信号为高电平期间，如果第一运放OP1控制第一开关管VT1导通，将导致第一逻辑芯片U2配合第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4进行自锁并控制第二开关管VT2导通，使得第一功率管Q1截止，第二功率管Q2导通，此时将由第一超级电容CD1进行供电，当时钟控制装置输出的时钟信号转变为低电平时，将控制第四开关管VT4导通，由于第二电容C2的缘故，将导致第五开关管VT5延时一段时间后导通，此时如果第二比较器A2配合第二阈值装置未检测到第一电阻R1和第二电阻R2检测的信号超过第二阈值装置设定的第二阈值时，将由第二逻辑芯片U3控制第三开关管VT3导通，控制第二开关管VT2截止，第一功率管Q1导通，第二功率管Q2截止，重新由供电接口接入的电能为主板电源接口供电。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种主板电源智能控制电路，其特征在于，

该主板电源智能控制电路包括：电源模块、电压检测控制模块、电压变化检测模块、定时控制模块、电压判断控制模块、传输控制模块、辅助供电模块和主板供电模块；

所述电源模块，用于接入电能；

所述电压检测控制模块，与电源模块和电压变化检测模块连接，用于对接入的电能进行电压检测并输出第一检测信号，用于设定第一电压阈值并在第一检测信号大于第一电压阈值时，输出第一控制信号，用于通过第一控制信号控制传输控制电路将第一电压阈值和第一检测信号传输给电压变化检测模块；

所述电压变化检测模块，用于对第一检测信号和第一电压阈值进行减法处理并输出第二检测信号，用于通过第一控制信号控制时钟电路提供时钟信号，用于通过第一逻辑电路判断在提供时钟信号的期间内，第二检测信号的输出状态，并在输出第二检测信号时，输出第二控制信号；

所述定时控制模块，与所述电压变化检测模块连接，用于通过定时控制电路接收时钟信号并定时输出第三控制信号；

所述电压判断控制模块，与所述电压检测控制模块和定时控制模块连接，用于设定第二电压阈值并在第一检测信号小于第二电压阈值时，输出第四控制信号，用于将第四控制信号和第三控制信号进行逻辑计算并输出第五控制信号，判断出定时控制模块定时后，电源模块的供电电压情况；

所述传输控制模块，与所述电源模块、电压判断控制模块、电压变化检测模块、主板电源模块和辅助供电模块连接，用于通过传输控制电路将电源模块输出的电能传输给主板供电模块和辅助供电模块，用于接收第二控制信号并进行断电控制，用于接收第五控制信号并进行自恢复供电控制；

所述辅助供电模块，与所述主板电源模块和电压变化检测模块连接，用于存储传输控制模块传输的电能，用于接收第二控制信号并将存储的电能进行释放；

所述主板供电模块，用于接收传输控制模块和辅助供电模块传输的电能并与主板供电端连接。

2.根据权利要求1所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述电源模块包括供电接口和第一电容；所述电压检测控制模块包括第一电阻、第二电阻、第一比较器、第一阈值装置、第三电阻和第一模拟开关；

所述供电接口的第一端连接第一电容的一端和第一电阻的第一端，第一电阻的第二端连接第一比较器的同相端和第一模拟开关的第二输入端并通过第二电阻接地，第一电容的另一端和供电接口的第二端均接地，第一比较器的反相端连接第一阈值装置和第一模拟开关的第一输入端，第一比较器的输出端连接第三电阻的第一端，第三电阻的第二端连接第一模拟开关的第一控制端和第二控制端，第一模拟开关的第一输出端和第二输出端均与电压变化检测模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述电压变化检测模块包括第四电阻、第五电阻、第一运放、第六电阻、第七电阻、第一开关管、第八电阻；

所述第一运放的反相端连接第七电阻的一端并通过第四电阻连接所述第一模拟开关的第一输出端，第一运放的同相端连接第六电阻的一端并通过第五电阻连接第一模拟开关的第二输出端，第一运放的输出端连接第七电阻的另一端和第一开关管的基极，第一开关管的集电极连接供电接口的第一端，第一开关管的发射极通过第八电阻连接第六电阻的另一端和地端。

4.根据权利要求3所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述电压变化检测模块还包括第六开关管、第九电阻、时钟控制装置、第十电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第一逻辑芯片；

所述第六开关管的基极连接所述第三电阻的第二端，第六开关管的集电极连接供电接口的第一端，第六开关管的发射极连接时钟控制装置的第一端并通过第九电阻接地，时钟控制装置的第二端连接第十电阻的第一端，第十电阻的第二端连接辅助供电模块，时钟控制装置的第三端连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接第三二极管的阴极和第一逻辑芯片的第二输入端，第一逻辑芯片的第一输入端连接第一二极管的阴极和第四二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第一开关管的发射极，第一逻辑芯片的输出端连接第四二极管的阳极、第三二极管的阳极和传输控制模块。

5.根据权利要求4所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述传输控制模块包括第十一电阻、第一功率管、第二开关管和第三开关管；所述主板电源模块包括主板电源接口；

所述第一功率管的栅极连接第二开关管的集电极并通过第十一电阻连接第一功率管的漏极和所述供电接口的第一端，第一功率管的源极连接主板电源接口，第二开关管的发射极和第三开关管的发射极均接地，第二开关管的基极连接第三开关管的集电极和所述第一逻辑芯片的输出端，第三开关管的基极连接电压判断控制模块。

6.根据权利要求5所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述辅助供电模块包括第二功率管、第一超级电容和第一稳压管；

所述第二功率管的漏极连接主板电源接口，第二功率管的源极连接第十电阻的第二端、第一超级电容的一端和第一稳压管的阴极，第一稳压管的阳极和第一超级电容的另一端均接地，第二功率管的栅极连接第二开关管的集电极。

7.根据权利要求6所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述定时控制模块包括第一电源、第四开关管、第十二电阻、第二电容、第十三电阻、第五开关管和第十四电阻；

所述第四开关管的发射极和第五开关管的集电极均连接第一电源，第四开关管的集电极连接第二电容的一端和第十二电阻的一端并通过第十三电阻连接第五开关管的基极，第五开关管的发射极通过第十四电阻接地，第二电容的另一端和第十二电阻的另一端均接地，第四开关管的基极连接所述时钟控制装置的第三端。

8.根据权利要求7所述的一种主板电源智能控制电路，其特征在于，所述电压判断控制模块包括第五二极管、第二比较器、第二阈值装置、第二逻辑芯片和第十五电阻；

所述第五二极管的阳极连接第一电阻的第二端，第五二极管的阴极连接第二比较器的反相端，第二比较器的同相端连接第二阈值装置，第二逻辑芯片的第一输入端和第二输入端分别连接第二比较器的输出端和第五开关管的发射极，第二逻辑芯片的输出端通第十五电阻连接所述第三开关管的基极。