CN217386222U - 散热控制电路、散热系统及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热控制电路、散热系统及摄像装置，该电路包括温度采样模块，利用温敏特性采集摄像装置的温度，得到温度采样电压；第一比较模块，连接所述温度采样模块的输出端，比较所述温度采样电压与第一参考电压，输出第一比较信号；开关控制模块，连接所述第一比较模块的输出端，基于所述第一比较信号的电平高低输出开关控制信号；散热模块，连接所述开关控制模块的输出端，根据所述开关控制信号控制所述散热模块进行自适应散热；本申请无需软件控制，根据摄像装置内温度自动开关散热模块实现了自适应散热，另外，通过温敏特性采集摄像装置的温度，相比温度传感器极大降低了散热控制电路的制造成本。

Description

散热控制电路、散热系统及摄像装置

技术领域

本申请涉及电路控制领域，特别是涉及一种散热控制电路、散热系统及摄像装置。

背景技术

当前安防IPC设备(IP CAMERA，网络摄像机)上嵌有风扇用于散热。然而，上述散热装置的控制电路，一方面，无法根据当前温度进行自适应散热；另一方面，无法监控风扇的工作状态，这时，即使IPC设备的芯片下发开关闭合命令，由于风扇电路没有形成回路，故无法正常工作，这样，IPC设备无法快速散热而导致芯片温度过高，甚至烧毁芯片、控制主板等重要电子元器件。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种散热控制电路、散热系统及摄像装置，用于解决现有IPC设备散热控制电路无法自适应散热，导致利用风扇控制不佳的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种散热控制电路，包括：

温度采样模块，利用温敏特性采集摄像装置的温度，得到温度采样电压；

第一比较模块，连接所述温度采样模块的输出端，比较所述温度采样电压与第一参考电压，输出第一比较信号；

开关控制模块，连接所述第一比较模块的输出端，基于所述第一比较信号的电平高低输出开关控制信号；

散热模块，连接所述开关控制模块的输出端，根据所述开关控制信号控制所述散热模块进行自适应散热。

于本申请的一实施例中，还包括：散热状态监测模块，连接所述散热模块，用于监测所述散热模块的状态，所述状态包括正常或异常。

于本申请的一实施例中，所述散热状态监测模块还包括：分压单元，采集所述散热模块当前状态的分压电压；第二比较模块，连接所述分压单元的输出端，比较所述分压电压与第二参考电压，输出第二比较信号；状态监测单元，连接所述第二比较模块的输出端，根据第二比较信号电平高低确定所述散热模块的状态。

于本申请的一实施例中，所述第一比较模块与第二比较模块的一输入端分别连接有门限单元，用于限定输入电压的大小。

于本申请的一实施例中，所述散热模块包括以下至少之一：风扇散热模组、液冷散热模组、气冷散热模组与热导管散热模组。

于本申请的一实施例中，所述温度采样模块为温敏电阻。

于本申请的一实施例中，还包括：缓启动模块，连接于所述开关控制模块，用于防止所述开关控制模块延时上电所产生的抖动，还用于控制上电的斜率与上电的幅值。

于本申请的一实施例中，还包括：处理器，连接所述散热状态监测模块，所述处理器接收所述散热模块当前的状态。

第二方面，本申请实施例还提供了一种散热系统，包括第一方面描述的散热控制电路。

第三方面，本申请实施例还提供了一种摄像装置，包括第一方面描述的散热控制电路，或，第二方面描述的散热系统。

本申请实施例中，利用温敏特性采集摄像装置的温度得到温度采样电压，比较所述温度采样电压与第一参考电压，输出第一比较信号；基于所述第一比较信号的电平高低输出开关控制信号；根据所述开关控制信号控制所述散热模块进行自适应散热，采用上述电路结构，无需软件控制，根据摄像装置内温度自动开关散热模块实现了自适应散热，另外，通过温敏特性采集摄像装置的温度，相比温度传感器极大降低了散热控制电路的制造成本。

附图说明

图1显示为本申请实施例提供的一种散热控制电路结构框图；

图2显示为本申请实施例提供的一种散热控制电路的完整结构框图；

图3显示为本申请实施例提供的一种散热控制电路的散热流程图；

图4显示为本申请实施例提供的一种散热控制电路的电路图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种散热控制电路结构框图，包括：

温度采样模块11，利用温敏特性采集摄像装置的温度，得到温度采样电压；

在此，需要说明的是，该摄像装置包括但不限于安防监控器、安防监控设备、网络摄像机IPC、球机等设备等，在此不再赘述。其中，温敏特性就是电阻与温度之间的线性特性。例如，温敏电阻MF58，温敏电阻就是该电阻的电阻值随着温度的升高，电阻降低，随着温度的降低，电阻值变大。

例如，通过温敏电阻即可采集到摄像装置内温度，得到温度采样电压。

第一比较模块12，连接所述温度采样模块的输出端，比较所述温度采样电压与第一参考电压，输出第一比较信号；

开关控制模块13，连接所述第一比较模块的输出端，基于所述第一比较信号的电平高低输出开关控制信号；

散热模块14，连接所述开关控制模块的输出端，根据所述开关控制信号控制所述散热模块进行自适应散热。

具体地，所述散热模块包括以下至少之一：风扇散热模组、液冷散热模组、气冷散热模组与热导管散热模组。在此，本申请以风扇散热模组为例进行说明，其中，为了便于描述以风扇代替风扇散热模组。

在本实施例中，通过上述电路结构无需软件控制，根据摄像装置内温度自动开关散热模块实现了自适应散热，另外，通过温敏特性采集摄像装置的温度，相比温度传感器极大降低了散热控制电路的制造成本。

在另一些实施例中，散热控制电路还包括：散热状态监测模块15，连接所述散热模块，用于监测所述散热模块的状态，所述状态包括正常或异常。

具体地，所述散热状态监测模块还包括：分压单元，采集所述散热模块当前状态的分压电压；第二比较模块，连接所述分压单元的输出端，比较所述分压电压与第二参考电压，输出第二比较信号；状态监测单元，连接所述第二比较模块的输出端，根据第二比较信号电平高低确定所述散热模块的状态。

通过上述方式，能够有效监测风扇的状态，便于对风扇准确监控，同时，也有利于控制风扇进行散热。

在上述实施例的基础上，所述第一比较模块与第二比较模块的一输入端分别连接有门限单元，用于限定输入电压的大小。可以根据用户需求设置门限单元的门限阈值，即，门限电压可以根据设计者要求进行阻值选型，在此不做限定。

在另一些实施例中，散热控制电路还包括：缓启动模块，连接于所述开关控制模块，用于防止所述开关控制模块延时上电所产生的抖动，还用于控制上电的斜率与上电的幅值。

具体地，该缓启动模块通过配置电流泄放通道，当电源输入端断开时，通过开关控制模块的控制，电流泄放通道可以供负载输出端放电，故在机械抖动而造成的缓启动电路与电源输入端短时的上电过程中，开关器件不会及时响应导通，避免对负载输出端的供电，从而避免了对供电电源的电流冲击，即，降低了延时上电所产生的抖动。另外，通过RC缓启动电路也能有效控制上电电流的斜率与上电电流的幅值

在另一些实施例中，散热控制电路还包括：处理器，连接所述散热状态监测模块，所述处理器接收所述散热模块当前的状态。

具体地，处理器，包括但不限于DSP数字信号处理器、MCU微型处理器、FPGA可编程逻辑控制单元、CPU处理器、单片机等，在此不做限定。处理器通过接收到监测的风扇的状态，例如，正常状态(工作或非工作)、异常状态(故障)，便于及时根据当前风扇的状态进行有效处理。

详见图2，为本申请实施例提供的一种散热控制电路的完整结构框图，详述如下：

整个电路结构分两部分组成，其中，Y1自开关模块，主要是通过温敏电阻的阻值变化来控制比较器输出高低电平，从而控制风扇的开关。Y2监测模块，通过获取风扇与电阻的分压，通过比较器将该信号以高低电平的形式输出，控制单元监测到高时，说明风扇已经打开。

Y1自开关模块包括：第一参考电压单元、第一门限设置单元、第一比较模块、开关控制模块与缓启动模块；Y2监测模块包括：分压单元、第二参考电压单元、第二门限设置单元、第二比较模块与状态监测单元。

工作原理：详见图3，为本申请实施例提供的一种散热控制电路的散热流程图，详述如下：

整体看无需软件判断和下发命令，只需要监测信号，有异常问题上报即可。整个工作原理如下：Y11，系统上电，整个系统正常工作，风扇电路开始工作。Y12，温敏电阻感受外部温度阻值会发生变化；温敏电阻的阻值与温度呈正温度系数，根据产品需求，我们会根据温度与阻值的对应关系设置一个第一阈值电压，即(第一比较模块)第一比较器的负极参考电压；当温度升高，温敏阻值变大，此时正极分压大于第一阈值电压时，比较器输出为高电平；反之，输出低电平。Y13，当第一比较器输出为高电平的时候，三极管导通；当第一比较器输出为低时，三极管关闭。

Y14，三极管的开关决定风扇开关的通断，当三极管打开的时候，风扇开关相对应导通，此时风扇开始工作；当三极管关闭的时候，风扇开关断开，风扇不工作。

Y15，风扇打开，带动空间内的气体流动，是空间内的温度更快的降低。Y16，当风扇工作的时候，风扇与一颗电阻串联，经过分压输出给第二比较器的正极；第二比较器的负极设置一个固定的参考电压，风扇工作的时候，正极电压会高于负极电压，此时，第二比较器输出高电平；反之，当风扇处于非工作状态的时候，正极电压为0，此时正极电压小于负极电压，第二比较器输出低电平。Y17，当风扇打开，第二比较器输出低电平时，系统默认风扇处于异常状态，会将异常信息上报给系统。反之，若第二比较器输出低电平，流程结束。

请参阅图4，为本申请实施例提供的一种散热控制电路的电路图，其中，以风扇为例进行说明，详述如下：

具体包括：S1、S2分别为供电电压模块；S3：第一比较器的第一门限设置单元；该门限电压可以根据设计者要求进行阻值选型。S4：第一比较器的第一参考电压单元；第一参考电压单元的参考电压是固定的，该电压值是根据阈值温度需要风扇打开时RT1上的分压电压，第一比较器的参考电压需要略小于该电压。S5：第一比较模块；S6：三极管初始状态模块； S7：开关控制模块和缓启动模块；S8：开关模块；S9：分压单元；S10：第二比较模块的第二参考电压单元；S11：第二比较模块；S12：状态监测单元。

S1、S2：包括第二电容C2、第四电容C4。电容C2、C4的一端接电源，C2、C4的另一端接地；两电容的主要用于续流，保证电源的稳定性。该供电电压模块的主要作用S1是给电路供电，S2是给风扇供电。

S3：第一门限设置单元包括第一电阻R1和第一温敏电阻RT1。第一电阻R1的第一端接 VCC，第二端接RT1与比较器U1的正极；第一温敏电阻RT1的第一端接R1与第一比较器 U1的正极，另一端接地。其中，第一温敏电阻RT1是自开关电路的关键组成部分，本电路选取正温度系数的温敏电阻，该电阻RT1会随温度的升高，阻值增大，这样R1和RT1的分压就会随温度变化，当该电压大于Vref的时候，比较器输出为高电平；当该电压小于Vref 的时候，比较器输出为低电平，以次来控制三极管Q1的开关，实现风扇的开关状态。

S4：第一参考电压单元包括第二电阻R2和第三电阻R3；第二电阻R2的第一端接VCC，第二端接R3与第一比较器U1的负极；第三电阻R3的第一端接地，第二端接电阻R3与第一比较器U1的负极；两颗电阻分压给U1的负输入端提供一个固定的参考电压Vref。

S5：第一比较模块包括第一比较器U1，第一比较器U1的第一端与VCC电源相连，为第一比较器U1提供工作电压；第一比较器U1的第二端与地相连，保证电路的回路；第一比较器的第三端与RT1的第一端相连，用于检测RT1的电平变化；第一比较器U1的第四端与 R3的第一端相连，给第一比较器提供一个负的参考电压；第一比较器U1的第五端与Q1相连，输出信号控制Q1的开和关。该第一比较器的作用主要是输出一个与温度相关的高低电平。第一比较器U1的负输入端由S4提供一个固定的参考电压，正输入端由S3提供一个与温度相关的电压。当Us3>Us4，输出高电平；当Us3<Us4，输出低电平。

S6：三极管初始状态模块包括第四电阻R4和第一电容C1，R4的第一端与第一比较器 U1的第五端连接，第二端与地相连；C1的第一端与比较器U1的第五端连接，第二端与地相连。两者的主要作用是为Q1提供一个初始状态，防止误动作。

S7：开关控制模块和缓启动模块包括第一三极管Q1、第五电阻R5、第十电阻R10和第三电容C3。即，开关控制模块由第一三极管Q1、第五电阻R5构成，三极管Q1的第一端与比较器U1的第五端相连，用于控制基级的电压，三极管Q1的第二端与第十电阻连接，三极管Q1的第三端与地相连；电阻R10的第一端与R5相连，电阻R10的第二端与三极管Q1的第二端相连；R5的一端与VDD相连，R5的第二端与R10相连；C3的一端与VDD和MOS 管Q2相连，C3的第二端与R10和MOS管Q2相连；三极管Q1的作用主要是接受S5的信号来控制Q2的开关，同时，缓启动模块由R10和C3共同组成缓启动电路，缓启的作用是防抖动延时上电和控制输入电流的上升斜率和幅值。R5的作用是Q2放置Q2误动作。S7整个模块的作用是控制MOS管的开关。

S8：开关模块包括第二MOS管Q2，Q2的第一端与VDD、R5和C3的公共端相连，Q2 的第二端与R5、C3和R10的公共端相连，Q2的第三端与C5、C6和风扇的公共端相连；其作用是控制风扇电源的开关。

S9：分压单元包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第六电阻R6和第一风扇。第五电容C5、C6的第一端与Q2和风扇的公共端相连接，C5、C6的第二端与地连接；C7、 R6的第一端与风扇的第二比较器U2的公共端相连，C7、R6的第二端与地相连；该模块的主要作用是分压，为比较器的正输入端提供一个检测电压。

S10：第二比较模块的第二参考电压单元包括第一电阻R7、第二电阻R8，R8的第一端与VCC相连，R8的第二端与第二比较器U2和R7的公共端相连；R7的第一端与R8和第二比较器U2的公共端相连，R7的第二端与地相连；两颗电阻分压给第二比较器U2的负输入端提供一个固定的参考电压Vref。

S11：第二比较模块括第九电阻R9和第二比较器U2，R9的第一端与VCC连接，R9的第二端与比较器U2的第五端连接；比较器U2的第一端与VCC连接，第二端与地连接，第三端与S10的分压电阻相连接，第四端与风扇相连接，第五端与检测管脚和R9的公共端相连接；该模块的作用主要是输出一个高低电平。第二比较器U2的负输入端由S10提供一个固定的参考电压，正输入端由S9提供一个电压。当Us9>Us10，输出高电平；当Us9<Us10，输出低电平。

S12：状态监测单元用于监测风扇的工作状态，当U2输出高电平时，风扇工作，当U2输出低电平时，风扇不工作。

在本实施例中，室外型IPC设备均可以使用该方案进行散热，解决了散热模块不能自适应散热的问题，该散热控制电路成本低，控制简单、性能可靠。

在本申请的另一些实施例中，还提供了一种散热系统，包括上述的散热控制电路，在此不再赘述。

本申请的另一些实施中，本申请实施例还提供了一种摄像装置，包括上述描述的散热控制电路，或，上述描述的散热系统。例如，球型摄像机和云台网络摄像机均可使用该电路，从硬件方面进行了创新优化，在不影响原有功能性能情况下，不仅实现了降成本，而且可以完美实现自开关和监测功能。

本申请利用温敏特性采集摄像装置的温度得到温度采样电压，比较所述温度采样电压与第一参考电压，输出第一比较信号；基于所述第一比较信号的电平高低输出开关控制信号；根据所述开关控制信号控制所述散热模块进行自适应散热，采用上述电路结构，无需软件控制，根据摄像装置内温度自动开关散热模块实现了自适应散热，另外，通过温敏特性采集摄像装置的温度，相比温度传感器极大降低了散热控制电路的制造成本。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种散热控制电路，其特征在于，包括：

温度采样模块，利用温敏特性采集摄像装置的温度，得到温度采样电压；

第一比较模块，连接所述温度采样模块的输出端，比较所述温度采样电压与第一参考电压，输出第一比较信号；

开关控制模块，连接所述第一比较模块的输出端，基于所述第一比较信号的电平高低输出开关控制信号；

散热模块，连接所述开关控制模块的输出端，根据所述开关控制信号控制所述散热模块进行自适应散热。

2.根据权利要求1所述的散热控制电路，其特征在于，还包括：散热状态监测模块，连接所述散热模块，用于监测所述散热模块的状态，所述状态包括正常或异常。

3.根据权利要求2所述的散热控制电路，其特征在于，所述散热状态监测模块还包括：分压单元，采集所述散热模块当前状态的分压电压；第二比较模块，连接所述分压单元的输出端，比较所述分压电压与第二参考电压，输出第二比较信号；状态监测单元，连接所述第二比较模块的输出端，根据第二比较信号电平高低确定所述散热模块的状态。

4.根据权利要求3所述的散热控制电路，其特征在于，所述第一比较模块与第二比较模块的一输入端分别连接有门限单元，用于限定输入电压的大小。

5.根据权利要求1或2所述的散热控制电路，其特征在于，所述散热模块包括以下至少之一：风扇散热模组、液冷散热模组、气冷散热模组与热导管散热模组。

6.根据权利要求1或2所述的散热控制电路，其特征在于，所述温度采样模块为温敏电阻。

7.根据权利要求1至4任一所述的散热控制电路，其特征在于，还包括：缓启动模块，连接于所述开关控制模块，所述缓启动模块用于防止所述开关控制模块延时上电所产生的抖动，还用于控制上电的斜率与上电的幅值。

8.根据权利要求2至4任一所述的散热控制电路，其特征在于，还包括：处理器，连接所述散热状态监测模块，所述处理器用于接收所述散热模块当前的状态。

9.一种散热系统，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的散热控制电路。

10.一种摄像装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的散热控制电路；或，权利要求9所述的散热系统。

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