CN216349158U - 实时测温及芯片过热保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供实时测温及芯片过热保护装置，属于通信设备保护技术领域，包括与USB公头连接器连接的阈值分析模块；阈值分析模块连接有红外测温模组、电压电流采集模块、蜂鸣警报模块以及电源控制模块；阈值分析模块的一输出端连接有USB母头连接器，所述电源控制模块连接所述USB母头连接器。本实用新型可应用于可靠性实验室等场景，实时监控多个终端设备的工作电流和关键芯片的工作温度；当检测到其中一台或多台终端设备的工作电流或芯片工作温度超出预设值时，发出蜂鸣警报并自动关断相应终端设备的供电电源；可有效监测终端内部工作温度，避免出现因工作温度过高造成设备通信异常以及周围关键元器件的击穿损坏现象，提高了可靠性实验室的安全保障。

Description

实时测温及芯片过热保护装置

技术领域

本实用新型涉及通信设备保护技术领域，具体涉及一种实时测温及芯片过热保护装置。

背景技术

终端设备工作温度是影响终端设备安全性、可靠性的重要因数之一。设备内散热不好或电流过大都会造成终端关键功能芯片发热严重，进而影响终端主控PCBA的正常工作。通常发热温度超出芯片能够承受的最大温度时会出现信号误码、信号中断等通信异常情况，发热严重时会触发芯片过热保护出现死机故障，影响终端设备的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实时测温及芯片过热保护装置，可应用于可靠性实验室等场景，实时监控多个终端设备的工作电流和关键芯片的工作温度。当检测到其中一台或多台终端设备的工作电流或芯片工作温度超出预设值时，保护装置会发出蜂鸣警报并自动关断相应终端设备的供电电源。实时测温及芯片过热保护装置保障了研发测试过程中终端设备的使用安全性，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

本实用新型提供一种实时测温及芯片过热保护装置，包括：

与USB公头连接器连接的阈值分析模块；

所述阈值分析模块连接有红外测温模组、电压电流采集模块、蜂鸣警报模块以及电源控制模块；

所述阈值分析模块的一输出端连接有USB母头连接器，所述电源控制模块连接所述USB母头连接器。

优选的，所述红外测温模组包括与所述阈值分析模块连接的红外阵列传感器、与所述红外阵列传感器连接的红外成像装置。

优选的，所述电压电流采集模块包括通过转换接口连接所述阈值分析模块的ADC模数转换模块，以及共同连接所述ADC模数转换模块的电源转换模块、显示模块和采样电路模块。

优选的，所述红外阵列传感器通过通信线缆连接所述阈值分析模块。

优选的，所述转换接口为TTL与RS232转换接口。

优选的，所述显示模块为LED显示数码管。

优选的，所述红外成像装置为红外摄像头。

优选的，所述USB公头连接器为USB-A公头连接器。

优选的，所述USB母头连接器有5个，5个所述USB母头连接器分别共同连接所述电源控制模块和所述阈值分析模块。

优选的，5个所述USB母头连接器分别为USB-A母头连接器、USB-B母头连接器、USB-C母头连接器、Mini USB母头连接器、Micro USB母头连接器。

本实用新型有益效果：

可用于测量具有任一种USB公头连接器的终端设备，实时监控终端设备的工作电流和关键芯片的工作温度；

当终端工作电流或芯片工作温度超出预设值时发出蜂鸣警报并自动关断终端供电电源；

可以有效监测终端内部工作温度，避免出现因工作温度过高造成设备通信异常以及周围关键元器件的击穿损坏现象，提高了可靠性实验室的安全保障，便于研发人员及时改进终端设备的工作性能，提高终端设备的安全性；

红外测温模组可在所述红外模组通信线缆长度限制内依据测试需求移动，适用于测试不同环境下不同外形的终端设备。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例1所述的实时测温及芯片过热保护装置功能原理框图。

图2为本实用新型实施例2所述的实时测温及芯片过热保护装置功能原理框图。

具体实施方式

下面详细叙述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

为便于理解本实用新型，下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。

实施例1

如图1所示，本实施例1中，提供的一种实时测温及芯片过热保护装置，包括：与USB公头连接器连接的阈值分析模块；所述阈值分析模块连接有红外测温模组、电压电流采集模块、蜂鸣警报模块以及电源控制模块；所述阈值分析模块的一输出端连接有USB母头连接器，所述电源控制模块连接所述USB母头连接器和所述USB公头连接器。

所述红外测温模组包括与所述阈值分析模块连接的红外阵列传感器、与所述红外阵列传感器连接的红外成像装置。

所述电压电流采集模块包括通过转换接口连接所述阈值分析模块的模数转换模块，以及共同连接所述模数转换模块的电源转换模块、显示模块和采样电路模块。所述电源转换模块连接所述USB公头连接器。

所述红外阵列传感器通过通信线缆连接所述阈值分析模块。所述转换接口为TTL与RS232转换接口。所述显示模块为LED显示数码管。所述红外成像装置为红外摄像头。

所述USB公头连接器为USB-A公头连接器；所述USB母头连接器有5个，分别为USB-A母头连接器、USB-B母头连接器、USB-C母头连接器、Mini USB母头连接器、Micro USB母头连接器。

如图1所示，本实施例1所述实时测温及芯片过热保护装置中，USB公头连接器为USB-A公头连接器，红外测温模组、阈值分析模块、电压电流采集模块和过热保护模块组成芯片过热保护PCBA，USB-A公头连接器连接芯片过热保护PCBA；芯片过热保护PCBA和USB母头连接器；所述USB-A公头连接器电性连接芯片过热保护PCBA；所述芯片过热保护PCBA电性连接5个USB母头连接器。

所述红外测温模组包括红外阵列传感器PCBA、红外模组通信线缆和红外摄像头；所述红外摄像头电性连接所述红外阵列传感器PCBA；所述红外模组通信线缆一端连接所述芯片过热保护PCBA；所述红外模组通信线缆另一端连接所述红外阵列传感器PCBA；所述红外模组通信线缆长为1m，红外测温模组可在所述红外模组通信线缆长度限制内依据测试需求移动。

所述的电压电流采集模块包括电源转换模块、TTL与RS-232转换模块、采样电路模块、ADC模数转换模块、LED显示数码管；所述电源转换模块输出端电性连接所述ADC模数转换模块；所述TTL与RS-232转换模块输出端电性连接所述ADC模数转换模块；所述ADC模数转换模块电性连接所述采样电路模块；所述ADC模数转换模块电性连接所述LED显示数码管。

TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响。

数字电路中，由TTL电子元器件组成电路使用的电平。电平是个电压范围，规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>＝2.0V，输入低电平<＝0.8V，噪声容限是0.4V。

所述过热保护模块包括蜂鸣警报模块和电源控制模块；

本实施例1的所述实时测温及芯片过热保护装置可用于测量具有任一种USB公头连接器的终端设备。

本实施例1所述的实时测温及芯片过热保护装置工作流程为：

USB-A公头连接器与上位机连接，USB母头连接器与终端设备连接。终端设备开始工作时，采样电路模块开始采集终端设备的供电电压和工作电流，采样电路模块将采集到的模拟信号上送至ADC模数转换模块，ADC模数转换模块转换处理后的数字信号上送至阈值分析模块，并将数字信号传送至LED显示数码管实时显示。本实施例中选用的红外测温模组可测试-20℃值125℃的温度，将红外摄像头固定在距终端设备外壳30cm左右位置的支架上，红外测温模组会将检测到的工作温度以TTL电平形式上送至阈值分析模块。

用户通过上位机软件可以在阈值分析模块中设置最大工作电流和最大发热温度。当检测到的工作电流或发热温度超过设置的阈值时，阈值分析模块会发送IO控制电平至蜂鸣警报模块，蜂鸣警报模块驱动蜂鸣器发出警报。警报超过10秒未得到解除时。阈值分析模块会发送IO控制电平到电源控制模块，切断供给终端设备的工作电源。

实施例2

如图2所示，本实施例2本提供的一种实时测温及芯片过热保护装置，可应用于可靠性实验室等场景，实时监控多个终端设备的工作电流和关键芯片的工作温度。当检测到其中一台或多台终端设备的工作电流或芯片工作温度超出预设值时，保护装置会发出蜂鸣警报并自动关断相应终端设备的供电电源。

本实施例2的实时测温及芯片过热保护装置，包括USB-A公头连接器、芯片过热保护PCBA和USB母头连接器；所述USB-A公头连接器电性连接芯片过热保护PCBA；所述芯片过热保护PCBA电性连接5个USB母头连接器。

所述芯片过热保护PCBA包括2个电源纹波抑制模块(分别为第一电源纹波抑制模块和第二电源纹波抑制模块)、红外测温模组、阈值分析模块、电压电流采集模块和过热保护模块；

所述红外测温模组包括红外阵列传感器PCBA、红外模组通信线缆和红外摄像头；所述红外摄像头电性连接所述红外阵列传感器PCBA；所述红外模组通信线缆一端连接所述芯片过热保护PCBA；所述红外模组通信线缆另一端连接所述红外阵列传感器PCBA；所述红外模组通信线缆长为1m，红外测温模组可在所述红外模组通信线缆长度限制内依据测试需求移动。

所述的电压电流采集模块包括电源转换模块、TTL与RS-232转换模块、采样电路模块、ADC模数转换模块、LED显示数码管；所述电源转换模块输出端电性连接所述ADC模数转换模块；所述TTL与RS-232转换模块输出端电性连接所述ADC模数转换模块；所述ADC模数转换模块电性连接所述采样电路模块；所述ADC模数转换模块电性连接所述LED显示数码管。

TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响。

数字电路中，由TTL电子元器件组成电路使用的电平。电平是个电压范围，规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>＝2.0V，输入低电平<＝0.8V，噪声容限是0.4V

所述过热保护模块包括蜂鸣警报模块和电源控制模块；

所述2个电源纹波抑制模块相同，均为滤波电路，可对电路中的电流进行滤波处理。

所述第一电源纹波抑制模块输入端电性连接所述USB-A公头连接器；所述第一电源纹波抑制模块输出端电性连接红外测温模组；所述第一电源纹波抑制模块(即图2中电源纹波抑制模块1)输出端电性连接阈值分析模块；所述第一电源纹波抑制模块输出端电性连接电源转换模块输入端；所述第一电源纹波抑制模块输出端电性连接电源控制模块；所述红外测温模组电性连接所述阈值分析模块；所述阈值分析模块电性连接所述TTL与RS-232转换模块输入端；所述阈值分析模块电性连接所述蜂鸣警报模块；所述阈值分析模块电性连接电源控制模块；所述电源控制模块电性连接所述第二电源纹波抑制模块(即图2中电源纹波抑制模块2)输入端。所述第二电源纹波抑制模块输出端电性连接5个USB母头连接器；所述阈值分析模块电性连接5个USB母头连接器；以上特征构成所述芯片过热保护PCBA。

所述5个USB母头连接器包括片为USB-A母头连接器、USB-B母头连接器、USB-C母头连接器、Mini USB母头连接器、Micro USB母头连接器；

本实施例2中所述实时测温及芯片过热保护装置可用于测量具有任一种USB公头连接器的终端设备。

本实施例2所述的实时测温及芯片过热保护装置工作流程为：

USB-A公头连接器与上位机连接，USB母头连接器与终端设备连接。终端设备开始工作时，采样电路模块开始采集终端设备的供电电压和工作电流，采样电路模块将采集到的模拟信号上送至ADC模数转换模块，ADC模数转换模块转换处理后的数字信号上送至阈值分析模块，并将数字信号传送至LED显示数码管实时显示。本实施例中选用的红外测温模组可测试-20℃值125℃的温度，将红外摄像头固定在距终端设备外壳30cm左右位置的支架上，红外测温模组会将检测到的工作温度以TTL电平形式上送至阈值分析模块。

用户通过上位机软件可以在阈值分析模块中设置最大工作电流和最大发热温度。当检测到的工作电流或发热温度超过设置的阈值时，阈值分析模块会发送IO控制电平至蜂鸣警报模块，蜂鸣警报模块驱动蜂鸣器发出警报。警报超过10秒未得到解除时。阈值分析模块会发送IO控制电平到电源控制模块，切断供给终端设备的工作电源。

本实用新型可应用于可靠性实验室等场景，实时监控多个终端设备的工作电流和关键芯片的工作温度；当检测到其中一台或多台终端设备的工作电流或芯片工作温度超出预设值时，保护装置会发出蜂鸣警报并自动关断相应终端设备的供电电源；可以有效监测终端内部工作温度，避免出现因工作温度过高造成设备通信异常以及周围关键元器件的击穿损坏现象，提高了可靠性实验室的安全保障，便于研发人员及时改进终端设备的工作性能，提高终端设备的安全性。

综上所述，本实用新型实施例所述的实时测温及芯片过热保护装置，可应用于可靠性实验室等场景，实时监控多个终端设备的工作电流和关键芯片的工作温度；当一台或多台终端工作电流或芯片工作温度超出预设值时发出蜂鸣警报并自动关断终端供电电源；可以有效监测终端内部工作温度，避免出现因工作温度过高造成设备通信异常以及周围关键元器件的击穿损坏现象，提高了可靠性实验室的安全保障，便于研发人员及时改进终端设备的工作性能，提高终端设备的安全性。红外测温模组可在所述红外模组通信线缆长度限制内依据测试需求移动，适用于测试不同环境下不同外形的终端设备；电源纹波抑制模块，可以降低输出至终端设备的电源纹波，提供高质量供电电源，避免因供电电源纹波较大影响终端通信信号质量。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，包括：

与USB公头连接器连接的阈值分析模块；

所述阈值分析模块连接有红外测温模组、电压电流采集模块、蜂鸣警报模块以及电源控制模块；

所述阈值分析模块的一输出端连接有USB母头连接器，所述电源控制模块连接所述USB母头连接器。

2.根据权利要求1所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述红外测温模组包括与所述阈值分析模块连接的红外阵列传感器、与所述红外阵列传感器连接的红外成像装置。

3.根据权利要求1所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述电压电流采集模块包括通过转换接口连接所述阈值分析模块的模数转换模块，以及共同连接所述模数转换模块的电源转换模块、显示模块和采样电路模块。

4.根据权利要求2所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述红外阵列传感器通过通信线缆连接所述阈值分析模块。

5.根据权利要求3所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述转换接口为TTL与RS232转换接口。

6.根据权利要求3所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述显示模块为LED显示数码管。

7.根据权利要求2所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述红外成像装置为红外摄像头。

8.根据权利要求1-7任一项所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述USB公头连接器为USB-A公头连接器。

9.根据权利要求8所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，所述USB母头连接器有5个，5个所述USB母头连接器分别共同连接所述电源控制模块和所述阈值分析模块。

10.根据权利要求9所述的实时测温及芯片过热保护装置，其特征在于，5个所述USB母头连接器分别为USB-A母头连接器、USB-B母头连接器、USB-C母头连接器、Mini USB母头连接器、Micro USB母头连接器。

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