CN212411040U - 嵌入式智能主板 - Google Patents

Abstract

本实用新型的嵌入式智能主板，设置有电源模块、主控模块、过温保护模块、输出限流模块及风扇驱动模块，当嵌入式智能主板温度过高时，主控模块能够输出相应电平信号至开关单元中，开关单元再输出相应信号回至主控模块的复位端，让嵌入式智能主板重启，防止嵌入式智能主板在高温下还继续工作；此外，输出限流模块的设置，通过降压单元能够限制从Type‑C接口输出的电压大小，有效地防止因输出的电压过大而损坏与Type‑C接口连接的外部装置，提高嵌入式智能主板的安全可靠性；再者，由于风扇驱动模块内设置有防静电单元，防静电单元能够有效地抑制静电电流，防止因静电电流过大而让风扇无法正常启动对嵌入式智能主板进行散热。

Description

嵌入式智能主板

技术领域

本实用新型涉及嵌入式主板技术领域，特别是涉及一种嵌入式智能主板。

背景技术

目前，嵌入式主板又称嵌入式智能主板，嵌入式智能主板一般理解为嵌入在设备里面做控制、数据处理使用的CPU板，也就是设备的“大脑”，嵌入式到设备里面，当然就会对主板的体积以及功耗有比较严格的要求。所以一般来讲嵌入式智能主板会具备尺寸小、高集成度、低功耗等特性。嵌入式智能主板比较常见的一般有两大类：基于X86的嵌入式智能主板基于RISC的ARM嵌入式主板。嵌入式的ARM板一般都是板载CPU，而基于X86 CPU的主板则不一定。

现有的嵌入式智能主板，为了丰富其功能性，嵌入式智能主板都会联动外部设备完成对应的功能扩展，例如，联动机器视觉设备；又如，联动人脸识别设备等。总的来说，开发人员可以根据实际的需要进行适当的在嵌入式智能主板上开发。但对于现有的嵌入式智能主板，其存在如下缺陷：

第一，现有的嵌入式智能主板，并没有设置相应的过温保护功能，由于嵌入式智能主板集成众多功能，其在工作时会产生大量的热量，热量会使嵌入式智能主板得温度升高，若在高温下嵌入式智能主板还长时间进行工作，高温条件下就会损坏嵌入式智能主板，大大缩短嵌入式智能主板的使用寿命；

第二，现有的嵌入式智能主板，其上面都会设置Type-C接口，但由于现有的嵌入式智能主板并没有相应的输出限流功能，往往会导致从Type-C接口输出的电压过大，极有可能会损坏外部设备；

第三，考虑到嵌入式智能主板的内部温度，其一般会在内部设置风扇，与此对应搭配一个风扇驱动电路驱动风扇工作，但由于风扇驱动电路其并没有设置相应的防静电功能，若静电电流过大的话，风扇极有可能无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种具备过温保护功能的，能够限制从Type-C接口输出的电压大小，安全可靠性高的以及还能够抑制静电电流的嵌入式智能主板。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种嵌入式智能主板，包括：

电源模块；

主控模块，所述主控模块与所述电源模块的输出端连接；

过温保护模块，所述过温保护模块包括防倒灌单元和开关单元，所述防倒灌单元的输入端与所述主控模块连接，所述防倒灌单元的输出端与所述开关单元的第一输出端连接，所述开关单元的第二输出端与所述主控模块连接，所述开关单元的输出端与所述主控模块的复位端连接；

输出限流模块，所述输出限流模块包括一级滤波单元、降压单元、二级滤波单元和Type-C接口，所述一级滤波单元的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述一级滤波单元的输出端与所述降压单元的输入端连接，所述降压单元的输出端与所述二级滤波单元的输入端连接，所述二级滤波单元的输出与所述 Type-C接口连接；及

风扇驱动模块，所述风扇驱动模块包括开启单元、防静电单元和风扇，所述开启单元的第一输入端与所述主控模块连接，所述开启单元的第二输出端与所述电源模块的输出端连接，所述开启单元的输出端分别与所述防静电单元和所述风扇连接。

在其中一个实施方式中，所述防倒灌单元包括二极管D1、电阻R1和电容 C1，所述二极管D1的阳极作为所述防倒灌单元的输入端，所述二极管D1的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1作为所述防倒灌单元的输出端，所述电容C1的一端与所述二极管D1的阴极连接，所述电容C1的另一端接地。

在其中一个实施方式中，所述开关单元包括三极管Q1、电阻R2、MOS管 Q2和电阻R3，所述三极管Q1的基极作为所述开关单元的第一输入端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述MOS管Q2的栅极和所述电阻R3的一端连接，所述MOS管Q2的源极作为所述开关单元的第二输入端，所述MOS管Q2的漏极作为所述开关单元的输出端，所述电阻R3的另一端与所述MOS管Q2的源极连接。

在其中一个实施方式中，所述一级滤波单元包括电容C2和电容C3，所述电容C2的一端作为所述一级滤波单元的输入端，所述电容C2的另一端接地，所述电容C3的一端作为所述一级滤波单元的输出与所述电容C2的一端连接，所述电容C3的另一端接地。

在其中一个实施方式中，所述降压单元包括降压芯片U1和电阻R4，所述降压芯片U1的第5脚作为所述降压单元的输入端，所述降压芯片U1的第1脚作为所述降压单元的输出端，所述降压芯片U1的第4脚与所述主控模块的连接，所述降压芯片U1的第3脚串联所述电阻R4接地，所述降压芯片U1的第2脚接地。

在其中一个实施方式中，所述二级滤波单元包括电容C4和电容C5，所述电容C4的一端作为所述二级滤波单元的输入端，所述电容C4的另一端接地，所述电容C5的一端作为所述二级滤波单元的输出端与所述电容C4的一端连接，所述电容C5的另一端接地。

在其中一个实施方式中，所述开启单元包括MOS管Q3、电阻R5、MOS 管Q4、电容C6和电阻R5，所述MOS管Q3的栅极作为所述开启单元的第一输入端，所述MOS管Q3的源极接地，所述MOS管Q3的漏极串联所述电阻 R5与所述MOS管Q4的栅极连接，所述MOS管Q4的漏极作为所述开启单元的第二输入端，所述MOS管Q4的源极作为所述开启单元的输出端，所述电容 C6的一端与所述MOS管Q4的漏极连接，所述电容C6的另一端与所述MOS 管Q4的栅极连接，所述电阻R5与所述电容C6并联连接。

在其中一个实施方式中，所述防静电单元包括电容C8和防静电管ZD1，所述电容C8的一端与所述开启单元的输出端连接，所述电容C8的另一端接地，所述防静电管ZD1的一端与所述电容C8的一端连接，所述防静电管ZD1的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下的优点及有益效果：

本实用新型的嵌入式智能主板，设置有电源模块、主控模块、过温保护模块、输出限流模块及风扇驱动模块，当嵌入式智能主板温度过高时，主控模块能够输出相应电平信号至开关单元中，开关单元再输出相应信号回至主控模块的复位端，让嵌入式智能主板重启，防止嵌入式智能主板在高温下还继续工作；此外，输出限流模块的设置，通过降压单元能够限制从Type-C接口输出的电压大小，有效地防止因输出的电压过大而损坏与Type-C接口连接的外部装置，提高嵌入式智能主板的安全可靠性；再者，由于风扇驱动模块内设置有防静电单元，防静电单元能够有效地抑制静电电流，防止因静电电流过大而让风扇无法正常启动对嵌入式智能主板进行散热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型一实施方式中的嵌入式智能主板的模块结构示意图；

图2为本实用新型一实施方式中的过温保护模块的电路原理示意图；

图3为本实用新型一实施方式中的输出限流模块的电路原理示意图；

图4为本实用新型一实施方式中的风扇驱动模块的电路原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种嵌入式智能主板10包括电源模块100、主控模块200、过温保护模块300、输出限流模块400及风扇驱动模块500。

如此，需要说明的是，电源模块100为嵌入式智能主板10的电源部分，为主控模块200、过温保护模块300、输出限流模块400和风扇驱动模块500提供相应的电压；主控模块200为嵌入式智能主板10的核心部分，起到控制和处理信号的作用；过温保护模块300起到过温保护的作用，防止嵌入式智能主板10 在高温的情况下还继续工作；输出限流模块400起到输出限流的作用；风扇驱动模块500用于驱动风扇工作，对嵌入式智能主板10进行散热。

请参阅图1，主控模块200与电源模块100的输出端连接。

如此，需要说明的是，主控模块200与电源模块100的输出端连接，电源模块100输出电压为主控模块200进行供电。

请参阅图1，过温保护模块300包括防倒灌单元310和开关单元320，防倒灌单元310的输入端与主控模块200连接，防倒灌单元310的输出端与开关单元320的第一输出端连接，开关单元320的第二输出端与主控模块200连接，开关单元320的输出端与主控模块200的复位端连接。

如此，需要说明的是，防倒灌单元310起到防倒灌的作用，保护主控模块 200；当嵌入式智能主板10温度过高时，主控模块200能够输出相应电平信号至开关单元320中，开关单元320再输出相应信号回至主控模块200的复位端，让嵌入式智能主板10重启，防止嵌入式智能主板10在高温下还继续工作。

请参阅图1，输出限流模块400包括一级滤波单元410、降压单元420、二级滤波单元430和Type-C接口440，一级滤波单元410的输入端与电源模块100 的输出端连接，一级滤波单元410的输出端与降压单元420的输入端连接，降压单元420的输出端与二级滤波单元430的输入端连接，二级滤波单元430的输出与Type-C接口440连接。

如此，需要说明的是，一级滤波单元410和二级滤波单元430均起到滤波的作用；降压单元420起到降压的作用；Type-C接口440起到连接的作用，外部装置通过Type-C接口440和嵌入式智能主板10进行连接。输出限流模块400 的设置，通过降压单元420能够限制从Type-C接口440输出的电压大小，有效地防止因输出的电压过大而损坏与Type-C接口440连接的外部装置，提高嵌入式智能主板的安全可靠性。

请参阅图1，风扇驱动模块500包括开启单元510、防静电单元520和风扇 530，开启单元510的第一输入端与主控模块200连接，开启单元510的第二输出端与电源模块100的输出端连接，开启单元510的输出端分别与防静电单元 520和风扇530连接。

如此，需要说明的是，由于风扇驱动模块500内设置有防静电单元520，防静电单元520能够有效地抑制静电电流，防止因静电电流过大而让风扇530无法正常启动对嵌入式智能主板10进行散热。

进一步地，请再次参阅图2，在一实施方式中，防倒灌单元310包括二极管 D1、电阻R1和电容C1，二极管D1的阳极作为防倒灌单元310的输入端，二极管D1的阴极与电阻R1的一端连接，电阻R1作为防倒灌单元310的输出端，电容C1的一端与二极管D1的阴极连接，电容C1的另一端接地。

如此，需要说明的是，二极管D1起到防倒灌的作用，保护主控模块200；电阻R1起到限流的作用；电容C1起到滤波的作用。

进一步地，请再次参阅图2，在一实施方式中，开关单元320包括三极管 Q1、电阻R2、MOS管Q2和电阻R3，三极管Q1的基极作为开关单元320的第一输入端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与MOS管Q2的栅极和电阻R3的一端连接，MOS 管Q2的源极作为开关单元320的第二输入端，MOS管Q2的漏极作为开关单元 320的输出端，电阻R3的另一端与MOS管Q2的源极连接。

如此，需要说明的是，当开关单元320启动工作时，主控模块200输入信号至三极管Q1的集极中，促使三极管Q1导通，进而使MOS管Q2导通，此时 MOS管Q2通过漏极输出信号至主控模块200的复位端中，让主控模块200重启复位，完成相应的过温保护工作。

进一步地，请参阅图3，在一实施方式中，一级滤波单元410包括电容C2 和电容C3，电容C2的一端作为一级滤波单元410的输入端，电容C2的另一端接地，电容C3的一端作为一级滤波单元410的输出与电容C2的一端连接，电容C3的另一端接地。

如此，需要说明的是，电容C2和电容C3均起到滤波的作用，用于对输入的电压信号的杂波进行消除。

进一步地，请再次参阅图3，在一实施方式中，降压单元420包括降压芯片U1和电阻R4，降压芯片U1的第5脚作为降压单元420的输入端，降压芯片 U1的第1脚作为降压单元420的输出端，降压芯片U1的第4脚与主控模块200 的连接，降压芯片U1的第3脚串联电阻R4接地，降压芯片U1的第2脚接地。

如此，需要说明的是，降压芯片U1起到降压的作用，防止从Type-C接口 440输出的电压过大；电阻R4用于保护降压芯片U1。

进一步地，请再次参阅图3，在一实施方式中，二级滤波单元430包括电容 C4和电容C5，电容C4的一端作为二级滤波单元430的输入端，电容C4的另一端接地，电容C5的一端作为二级滤波单元430的输出端与电容C4的一端连接，电容C5的另一端接地。

如此，需要说明的是，电容C4和电容C5均起到滤波的作用，把降压芯片 U1输出至Type-C接口440的电压内的杂波信号进行消除。

进一步地，请参阅图4，在一实施方式中，开启单元510包括MOS管Q3、电阻R5、MOS管Q4、电容C6和电阻R5，MOS管Q3的栅极作为开启单元510 的第一输入端，MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的漏极串联电阻R5与MOS 管Q4的栅极连接，MOS管Q4的漏极作为开启单元510的第二输入端，MOS 管Q4的源极作为开启单元510的输出端，电容C6的一端与MOS管Q4的漏极连接，电容C6的另一端与MOS管Q4的栅极连接，电阻R5与电容C6并联连接。

如此，需要说明的是，当开启单元510启动工作时，主控模块200输入至信号MOS管Q4中，让MOS管Q3导通，进而让MOS管Q4导通，把电源模块100输出的电压通过MOS管Q4输入至风扇中，风扇330即图4所示的J1；电阻R5为限流电阻，起到保护MOS管Q3和MOS管Q4。

进一步地，请再次参阅图4，在一实施方式中，防静电单元520包括电容 C8和防静电管ZD1，电容C8的一端与开启单元510的输出端连接，电容C8 的另一端接地，防静电管ZD1的一端与电容C8的一端连接，防静电管ZD1的另一端接地。

如此，需要说明的是，防静电管ZD1起到防静电的作用，防止因静电电流过大导致风扇驱动模块500无法正常工作；电容C8起到滤波的作用。

本实用新型的嵌入式智能主板，设置有电源模块、主控模块、过温保护模块、输出限流模块及风扇驱动模块，当嵌入式智能主板温度过高时，主控模块能够输出相应电平信号至开关单元中，开关单元再输出相应信号回至主控模块的复位端，让嵌入式智能主板重启，防止嵌入式智能主板在高温下还继续工作；此外，输出限流模块的设置，通过降压单元能够限制从Type-C接口输出的电压大小，有效地防止因输出的电压过大而损坏与Type-C接口连接的外部装置，提高嵌入式智能主板的安全可靠性；再者，由于风扇驱动模块内设置有防静电单元，防静电单元能够有效地抑制静电电流，防止因静电电流过大而让风扇无法正常启动对嵌入式智能主板进行散热。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种嵌入式智能主板，其特征在于，包括：

电源模块；

主控模块，所述主控模块与所述电源模块的输出端连接；

过温保护模块，所述过温保护模块包括防倒灌单元和开关单元，所述防倒灌单元的输入端与所述主控模块连接，所述防倒灌单元的输出端与所述开关单元的第一输出端连接，所述开关单元的第二输出端与所述主控模块连接，所述开关单元的输出端与所述主控模块的复位端连接；

输出限流模块，所述输出限流模块包括一级滤波单元、降压单元、二级滤波单元和Type-C接口，所述一级滤波单元的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述一级滤波单元的输出端与所述降压单元的输入端连接，所述降压单元的输出端与所述二级滤波单元的输入端连接，所述二级滤波单元的输出与所述Type-C接口连接；及

风扇驱动模块，所述风扇驱动模块包括开启单元、防静电单元和风扇，所述开启单元的第一输入端与所述主控模块连接，所述开启单元的第二输出端与所述电源模块的输出端连接，所述开启单元的输出端分别与所述防静电单元和所述风扇连接。

2.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述防倒灌单元包括二极管D1、电阻R1和电容C1，所述二极管D1的阳极作为所述防倒灌单元的输入端，所述二极管D1的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1作为所述防倒灌单元的输出端，所述电容C1的一端与所述二极管D1的阴极连接，所述电容C1的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述开关单元包括三极管Q1、电阻R2、MOS管Q2和电阻R3，所述三极管Q1的基极作为所述开关单元的第一输入端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述MOS管Q2的栅极和所述电阻R3的一端连接，所述MOS管Q2的源极作为所述开关单元的第二输入端，所述MOS管Q2的漏极作为所述开关单元的输出端，所述电阻R3的另一端与所述MOS管Q2的源极连接。

4.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述一级滤波单元包括电容C2和电容C3，所述电容C2的一端作为所述一级滤波单元的输入端，所述电容C2的另一端接地，所述电容C3的一端作为所述一级滤波单元的输出与所述电容C2的一端连接，所述电容C3的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述降压单元包括降压芯片U1和电阻R4，所述降压芯片U1的第5脚作为所述降压单元的输入端，所述降压芯片U1的第1脚作为所述降压单元的输出端，所述降压芯片U1的第4脚与所述主控模块的连接，所述降压芯片U1的第3脚串联所述电阻R4接地，所述降压芯片U1的第2脚接地。

6.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述二级滤波单元包括电容C4和电容C5，所述电容C4的一端作为所述二级滤波单元的输入端，所述电容C4的另一端接地，所述电容C5的一端作为所述二级滤波单元的输出端与所述电容C4的一端连接，所述电容C5的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述开启单元包括MOS管Q3、电阻R5、MOS管Q4、电容C6和电阻R5，所述MOS管Q3的栅极作为所述开启单元的第一输入端，所述MOS管Q3的源极接地，所述MOS管Q3的漏极串联所述电阻R5与所述MOS管Q4的栅极连接，所述MOS管Q4的漏极作为所述开启单元的第二输入端，所述MOS管Q4的源极作为所述开启单元的输出端，所述电容C6的一端与所述MOS管Q4的漏极连接，所述电容C6的另一端与所述MOS管Q4的栅极连接，所述电阻R5与所述电容C6并联连接。

8.根据权利要求1所述的嵌入式智能主板，其特征在于，所述防静电单元包括电容C8和防静电管ZD1，所述电容C8的一端与所述开启单元的输出端连接，所述电容C8的另一端接地，所述防静电管ZD1的一端与所述电容C8的一端连接，所述防静电管ZD1的另一端接地。

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