CN201311602Y - 一种带温度控制功能的监视器 - Google Patents

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CN201311602Y CNU2008202139273U CN200820213927U CN201311602Y CN 201311602 Y CN201311602 Y CN 201311602Y CN U2008202139273 U CNU2008202139273 U CN U2008202139273U CN 200820213927 U CN200820213927 U CN 200820213927U CN 201311602 Y CN201311602 Y CN 201311602Y
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Abstract

本实用新型适用于显示设备，提供了一种带温度控制功能的监视器，包括显示屏，所述的监视器还包括检测监视器机内温度的温度检测电路、根据所述温度检测电路的检测结果输出控制电压给温度控制电路的CPU、根据CPU输出的控制电压输出风扇供电电压给风扇散热系统的风扇供电电路，以及风扇散热系统，所述的温度检测电路与所述CPU连接，所述CPU连接所述温度控制电路，所述温度控制电路连接所述风扇供电电路，所述风扇供电电路连接所述风扇散热系统。本实用新型提供的监视器不至于因温升过高而损坏，使得监视器能够长期可靠工作；并且，本实用新型提供的技术方案线路简单，成本低，且工作可靠。

Description

一种带温度控制功能的监视器
技术领域
本实用新型涉及显示设备，具体说来，涉及一种带温度控制功能的监视器。
背景技术
监视器，因为用于实时监控而需要24小时不间断开机，因此其可靠性就成为最重要的考虑因素。影响监视器可靠性的因素很多，例如电路设计、元器件选用、结构设计、热设计、生产工艺等，其中监视器的温升是需要关注的一个重要方面。
监视器因为长时间不间断的运行，其机内温度有可能不断上升，现有的监视器不能实时监测其内部的温度变化，也不能控制和显示机内温度，有可能导致监视器的损坏。
因此，需要一种技术方案，可以对监视器的机内温度进行实时监测，并能控制监视器机内温度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带温度控制功能的监视器，旨在解决对监视器机内温度进行控制的问题。
本实用新型是这样实现的，一种带温度控制功能的监视器，包括显示屏，所述的监视器还包括检测监视器温度的温度检测电路、根据所述温度检测电路的检测结果输出控制电压给温度控制电路的CPU、根据CPU输出的控制电压输出风扇供电电压给风扇散热系统的风扇供电电路，以及风扇散热系统，所述的温度检测电路与所述CPU连接，所述CPU连接所述温度控制电路，所述温度控制电路连接所述风扇供电电路，所述风扇供电电路连接所述风扇散热系统。
所述温度检测电路包括检测温度的热敏电阻和根据温度输出电压的转换电路。
所述的温度检测电路包括半导体三极管(Q1)、二极管(D1)、热敏电阻(RT)、电阻(R1)、电阻(R2)  和电容(C1)，所述热敏电阻(RT)与二极管(D1)及电阻(R1)串联之后连接于电源和地之间，所述二极管(D1)的正极连接半导体三极管(Q1)的基极，所述半导体三极管(Q1)的集电极连接至所述电源，发射极通过并联的电阻(R2)和电容(C1)接地，同时发射极作为信号输出端连接所述CPU。
所述温度控制电路包括电平转换电路和分档控制电路。
所述电平转换电路包括半导体三极管(Q3)以及电阻(R14)、电阻(R15)和电阻(R16)，所述半导体三极管(Q3)的发射极通过所述电阻(R15)接地，集电极通过电阻(R14)接至电源，基极通过电阻(R16)连接所述CPU，集电极作为输出端连接到分档控制电路的输入端。
所述分档控制电路包括三档控制电路，其中，一挡控制电路包括半导体三极管(Q4)，其集电极通过电阻(R7)连接所述风扇供电电路中半导体三极管(Q2)的基极，发射极接地，基极通过电阻(R6)接地，另外还通过电阻(R5)连接所述电平转换电路中半导体三极管(Q3)的集电极；
二档控制电路包括半导体三极管(Q5)，其集电极通过电阻(R10)连接所述风扇供电电路中半导体三极管(Q2)的基极，发射极接地，基极通过电阻(R9)接地，另外还通过电阻(R8)、齐纳二极管(D2)的正极、负极连接电平转换电路中半导体三极管(Q3)的集电极；
三档控制电路包括半导体三极管(Q6)，其集电极通过电阻(R13)连接所述风扇供电电路中半导体三极管(Q2)的基极，发射极接地，基极通过电阻(R12)接地，另外还通过电阻(R11)、齐纳二极管(D3)的正极、负极连接电平转换电路中半导体三极管(Q3)的集电极。
所述风扇供电电路包括半导体三极管(Q2)和电阻(R3)，其中，所述半导体三极管(Q2)的集电极连接电源，基极通过电阻(R3)连接电源，另外还直接连接到所述分档控制电路的电阻(R7)、电阻(R10)和电阻(R13)，其发射极输出所述风扇供电电压。
所述的监视器还包括与所述CPU连接的温度显示OSD模块，所述的CPU根据所述温度检测电路输入的检测结果查表确定所述监视器的当前温度，将所述当前温度输出到所述温度显示OSD模块，所述的温度显示OSD模块生成当前温度数据OSD菜单送所述显示屏显示。
所述风扇散热系统包括带检测输出的风扇，所述的风扇根据所述风扇供电电压运行并输出脉冲信号到CPU。
所述的监视器还包括风扇转速显示及异常报警模块，所述的风扇转速显示及异常报警模块与所述CPU相连，所述CPU对风扇输入的脉冲信号进行频率计数，控制所述风扇转速显示及异常报警模块显示所述风扇转速并在所述风扇转速异常时报警。
本实用新型克服现有技术的不足，通过对监视器机内温度的检测确定对风扇的控制电压控制风扇的运行，利用风扇工作形成空气对流的原理，使监视器机内温度始终处在一个合适的范围内，保护监视器不至于因温升过高而损坏，使得监视器能够长期可靠工作；并且，本实用新型提供的技术方案线路简单，成本低，且工作可靠。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的监视器原理框图；
图2是本实用新型实施例提供的温度检测电路的电路图；
图3是本实用新型实施例提供的温度控制电路及风扇供电电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
附图1是本实用新型提供的监视器的原理框图，包括温度检测电路、温度控制电路、风扇供电电路、风扇散热系统、温度显示OSD模块、风扇转速显示及异常报警模块和CPU，所述的监视器还包括现有监视器所具备的其他功能部件，如显示屏等等。
其中，温度检测电路与CPU相连，对监视器的温度进行实时检测，并将测得的温度转化为电压值，然后送入CPU的A/D口将电压值转换成数字量，输入到CPU；
CPU与温度显示OSD模块、风扇转速显示及异常报警模块和温度控制电路相连，一方面接收温度检测电路传输的检测结果，控制温度显示OSD模块以OSD方式显示当前温度，并根据下述的表2通过软件查表计算，分高、中、低三档输出控制电压，对温度控制电路进行控制；还有一方面根据风扇输出的脉冲信号计算出风扇散热系统中风扇的转速，通过风扇转速显示及异常报警模块进行风扇转速的显示，在风扇转速异常时报警。
如图2所示，该温度检测电路包括半导体三极管Q1、二极管D1、热敏电阻RT、电阻R1、电阻R2和电容C1。热敏电阻RT、二极管D1、电阻R1三者串联之后连接与电源和地之间，二极管D1的正极连接半导体三极管Q1的基极，半导体三极管Q1的集电极连接至电源端，发射极通过并联的电阻R2和电容C1接地。
电路中，RT为负温度系数的热敏电阻，工作温度的范围较宽，为-40℃-300℃，满足使用的要求。当温度升高时，其阻值变小，经转换后输出的A点电压变大，当温度降低时，其阻值变大，经转换后输出的A点电压变小；二极管D1起温度补偿作用，用于补偿三极管Q1的BE结的温漂，从而提高了温度-电压的转换精度。通过理论计算及实际测试，机内温度与A点电压的关系如表1所示：
  机内温度   A点电压
  -5℃   0.2V
  0℃   0.4V
  5℃   0.6V
  10℃   0.8V
  15℃   1.0V
  20℃   1.2V
  25℃   1.4V
  30℃   1.6V
  35℃   1.8V
  40℃   2.0V
  45℃   2.2V
  50℃   2.4V
  55℃   2.6V
  60℃   2.8V
  65℃   3.0V
  70℃   3.2V
表1
温度检测电路将检测到的温度值转换成电压值输出到CPU，CPU根据表2所示的对应关系输出C点控制电压给温度控制电路。
温度控制电路与风扇供电电路相连，接收来自CPU输出的C点控制电压后，产生相应的控制信号对风扇供电电路进行控制。
温度控制电路包含电平转换电路和分档控制电路，如图3所示，电平转换电路包含半导体三极管Q3以及电阻R14、R15、R16，半导体三极管Q3的发射极通过电阻R15接地，集电极通过电阻R14接至+5V电源，基极通过电阻R16连接CPU，集电极作为输出端连接到分档控制电路的输入端。
所述分档控制电路，在本实施例中分三档，包含半导体三极管Q4、Q5、Q6及其外围的元件电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，以及齐纳二极管D2、D3。每一档的基本电路结构都一样，不同档位是由不同击穿电压的齐纳二极管决定的。
其中，半导体三极管Q4及其外围元件构成一档，Q4的集电极通过电阻R7连接风扇供电电路中半导体三极管Q2的基极，发射极接地，基极通过电阻R6接地，另外还通过电阻R5连接电平转换电路中半导体三极管Q3的集电极；
半导体三极管Q5及其外围元件构成二档，Q5的集电极通过电阻R10连接风扇供电电路中半导体三极管Q2的基极，发射极接地，基极通过电阻R9接地，另外还通过电阻R8、齐纳二极管D2的正极、负极连接电平转换电路中半导体三极管Q3的集电极；
半导体三极管Q6及其外围元件构成三档，Q6的集电极通过电阻R13连接风扇供电电路中半导体三极管Q2的基极，发射极接地，基极通过电阻R12接地，另外还通过电阻R11、齐纳二极管D3的正极、负极连接电平转换电路中半导体三极管Q3的集电极；
参看图3，风扇供电电路由半导体三极管Q2、电阻R3、R4、R7、R10、R13、电容C3、C2构成。图3中B点为风扇供电点，连接风扇散热系统，当B点电压高时，风扇散热系统中风扇的转速快，监视器机内空气抽走较快，当B点电压低时，风扇的转速慢，机内空气抽走较慢，这样通过风扇转速的快慢所形成的空气对流来达到控制监视器机内温度的目的。C点为CPU的PWM输出经滤波后变换为直流电平的控制口，其变化范围为0V-3.3V，由R16、R14、R15和Q3组成了电平变换电路，将C点电压的范围变换为0V-5V，用于驱动Q4、Q5、Q6的导通与截止。在实际控制中，C点电压只输出高、中、低三种电压值，分三档来进行控制。当C点电压为0.5V时，Q4、Q5、Q6全部饱和导通，Q2的对地电阻值为R7//R10//R13的并联值，是最小值，这样得到B点的最小电压值10V，此时风扇转速为低档；当C点电压为2.3V时，Q3的集电极相对于后面两种情况而言属于最低，此时仅Q4饱和导通，由于齐纳二极管D2、D3的击穿电压的限制，Q5和Q6截止，Q2的对地电阻值为R7，是最大值，这样得到B点最大电压值12V，此时风扇转速为高档；当C点电压为1.7V时，Q4和Q5饱和导通，由于齐纳二极管D3的击穿电压高于D2，Q6截止，Q2的对地电阻值为R7//R10的并联值，这样得到B点中间档位的电压值11V，此时风扇转速为中档。
图2中A点转换电压，图3中C点控制电压以及B点风扇供电电压及风扇转速档位的关系如表2所示：
  A点转换电压   C点控制电压   B点风扇供电电压   风扇转速档位
  0.2V   0.5V   10V   低档位
  0.4V   0.5V   10V   低档位
  0.6V   0.5V   10V   低档位
  0.8V   0.5V   10V   低档位
  1.0V   0.5V   10V   低档位
  1.2V   0.5V   10V   低档位
  1.4V   1.7V   11V   中档位
  1.6V   1.7V   11V   中档位
  1.8V   1.7V   11V   中档位
  2.0V   1.7V   11V   中档位
  2.2V   1.7V   11V   中档位
  2.4V   2.3V   12V   高档位
  2.6V   2.3V   12V   高档位
  2.8V   2.3V   12V   高档位
  3.0V   2.3V   12V   高档位
  3.2V   2.3V   12V   高档位
表2
CPU根据表2中的A点转换电压值来输出C点的控制电压，进而得到B点风扇供电电压，使得风扇分高、中、低三档来运转。
风扇供电电路，依据上述温度控制电路输出的控制信号，提供高、中、低三档不同的电压对风扇进行供电，使风扇产生三档风速；
参看图3，风扇供电电路包含半导体三极管Q2，电阻R3、R4、，以及电容C2、C3，其中，Q2的集电极连接电源，基极通过电阻R3连接电源，另外还直接连接到上述分档控制电路的电阻R7、R10、R13，发射极作为输出端去驱动风扇，其上还有接地的电阻R4和电容C2、C3。
风扇散热系统，由一个带检测输出的风扇及两边侧盖板下部的散热孔组成，风扇安装在监视器的后壳上，由于监视器的两边侧盖板的下部开了散热孔，这样通过风扇的转动，形成了空气的对流，将机内部件产生的热量散发出去，从而避免机内温度过高，保证监视器能长期可靠工作。
同时带检测输出的风扇输出脉冲信号，送入CPU的I/O口进行频率计数处理，然后再计算出风扇的转速并在屏幕上显示。当风扇异常时，比如发生损坏等，屏幕上会提示报警信息：“风扇异常，请检修！”的字样。
CPU采用查表1方式获取监视器机内温度，将监视器机内的实时温度数据传输到温度显示OSD模块，温度显示OSD模块生成温度数据菜单，然后在显示屏上显示，即将A点的电压值转化为相对应的机内温度值显示。
CPU接收来自风扇输出的脉冲信号后，通过计数器计算出风扇的转速，通过风扇转速显示模块在屏幕上显示风扇转速，并对风扇进行实时检测。当风扇转速过快，过慢或损坏时，即发生异常时，CPU起动异常报警程序，在屏幕上显示报警提示字样：“风扇异常，请检修！”
在整个温度控制系统中，由软件程序来进行自动控制，由表1和表2可以看出，当机内温度大于等于50℃时，风扇以高档转速运转，能较快抽走机内的热空气，机内温度能较快降低；当机内温度小于等于20℃时，风扇以低档转速运转，抽走机内的热空气速度变慢；当机内温度大于20℃而小于50℃时，风扇以中档转速运转，这样通过空气的对流最终使监视器的机内温度达到一个热平衡，从而达到控制机内温度的目的。为了给操作人员一个直观感觉，在对温度进行自动控制的同时还将机内温度显示在屏幕上。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种带温度控制功能的监视器，包括显示屏，其特征在于，所述的监视器还包括检测监视器温度的温度检测电路、根据所述温度检测电路的检测结果输出控制电压给温度控制电路的CPU、根据CPU输出的控制电压输出风扇供电电压给风扇散热系统的风扇供电电路，以及风扇散热系统，所述的温度检测电路与所述CPU连接，所述CPU连接所述温度控制电路，所述温度控制电路连接所述风扇供电电路，所述风扇供电电路连接所述风扇散热系统。
2、根据权利要求1所述的监视器，其特征在于，所述温度检测电路包括检测温度的热敏电阻和根据温度输出电压的转换电路。
3、根据权利要求2所述的监视器，其特征在于，所述的温度检测电路包括半导体三极管(Q1)、二极管(D1)、热敏电阻(RT)、电阻(R1)、电阻(R2)和电容(C1)，所述热敏电阻(RT)与二极管(D1)及电阻(R1)串联之后连接于电源和地之间，所述二极管(D1)的正极连接半导体三极管(Q1)的基极，所述半导体三极管(Q1)的集电极连接至所述电源，发射极通过并联的电阻(R2)和电容(C1)接地，同时发射极作为信号输出端连接所述CPU。
4、根据权利要求1所述的监视器，其特征在于，所述温度控制电路包括电平转换电路和分档控制电路。
5、根据权利要求4所述的监视器，其特征在于，所述电平转换电路包括半导体三极管(Q3)以及电阻(R14)、电阻(R15)和电阻(R16)，所述半导体三极管(Q3)的发射极通过所述电阻(R15)接地，集电极通过电阻(R14)接至电源，基极通过电阻(R16)连接所述CPU，集电极作为输出端连接到分档控制电路的输入端。
6、根据权利要求4所述的监视器，其特征在于，所述分档控制电路包括三档控制电路，其中，一挡控制电路包括半导体三极管(Q4)，其集电极通过电阻(R7)连接所述风扇供电电路中半导体三极管(Q2)的基极，发射极接地，基极通过电阻(R6)接地，另外还通过电阻(R5)连接所述电平转换电路中半导体三极管(Q3)的集电极；
二档控制电路包括半导体三极管(Q5)，其集电极通过电阻(R10)连接所述风扇供电电路中半导体三极管(Q2)的基极，发射极接地，基极通过电阻(R9)接地，另外还通过电阻(R8)、齐纳二极管(D2)的正极、负极连接电平转换电路中半导体三极管(Q3)的集电极；
三档控制电路包括半导体三极管(Q6)，其集电极通过电阻(R13)连接所述风扇供电电路中半导体三极管(Q2)的基极，发射极接地，基极通过电阻(R12)接地，另外还通过电阻(R11)、齐纳二极管(D3)的正极、负极连接电平转换电路中半导体三极管(Q3)的集电极。
7、根据权利要求6所述的监视器，其特征在于，所述风扇供电电路包括半导体三极管(Q2)和电阻(R3)，其中，所述半导体三极管(Q2)的集电极连接电源，基极通过电阻(R3)连接电源，另外还直接连接到所述分档控制电路的电阻(R7)、电阻(R10)和电阻(R13)，其发射极输出所述风扇供电电压。
8、根据权利要求1所述的监视器，其特征在于，所述的监视器还包括与所述CPU连接的温度显示OSD模块，所述的CPU根据所述温度检测电路输入的检测结果查表确定所述监视器的当前温度，将所述当前温度输出到所述温度显示OSD模块，所述的温度显示OSD模块生成当前温度数据OSD菜单送所述显示屏显示。
9、根据权利要求1所述的监视器，其特征在于，所述风扇散热系统包括带检测输出的风扇，所述的风扇根据所述风扇供电电压运行并输出脉冲信号到CPU。
10、根据权利要求1所述的监视器，其特征在于，所述的监视器还包括风扇转速显示及异常报警模块，所述的风扇转速显示及异常报警模块与所述CPU相连，所述CPU对风扇输入的脉冲信号进行频率计数，控制所述风扇转速显示及异常报警模块显示所述风扇转速并在所述风扇转速异常时报警。
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