開機溫度保護電路的製作方法
2023-05-09 22:55:16 1
本實用新型涉及車載設備技術領域，尤其涉及一種開機溫度保護電路。
背景技術：
目前，部分電子設備的工作環境並不滿足系統要求。一般來說，系統都會加入保護電路來保證系統工作於正常的工作環境，從而提高系統的穩定性和產品的壽命。
不正常的工作環境包括多種類型，其中，環境溫度不符合要求佔了很大的比例，而目前比較通用的溫度保護的方式比較單一呆板，主要有以下兩種。
（1）系統先自行開機，開機後溫度傳感器讀取環境溫度並將讀到的溫度值上報到系統，系統決定進行警告或強制關機的處理。本方式中，單純上報環境的溫度交由系統進行處理，必須要系統正常工作後才能發揮作用，當系統由於環境溫度等因素工作不正常時，該保護電路就不能起到應有的作用。
（2）通過溫度傳感器先行讀取環境溫度並控制系統供電的電源，當環境溫度低於系統要求時，系統開機，當環境溫度高於系統溫度要求時，系統關機。本方式中，當環境溫度低於系統要求溫度閾值後又上升到閾值溫度之上，則系統會在開機的過程中電源拉低，導致系統開機過程中關機，容易導致系統損壞。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種結構簡單、穩定性高的開機溫度保護電路，可實現對系統的開機溫度保護。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種開機溫度保護電路，包括比較電路、選擇電路及用於採集環境溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與比較電路電連接並將環境溫度輸出至比較電路，所述選擇電路與比較電路電連接並實時調節比較電路內的溫度閾值，所述比較電路上設置有電源輸出端，所述比較電路根據環境溫度及溫度閾值調節電源輸出端的輸出電源以驅動系統開啟及關閉。
作為上述方案的改進，所述選擇電路包括第五電阻、第三二極體、第六電阻及第三供電電源，所述第三供電電源依次通過第五電阻、第三二極體及第六電阻與比較電路連接，所述第三供電電源還直接通過第五電阻與比較電路連接。
作為上述方案的改進，所述比較電路包括控制晶片、NMOS管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、電容、第二二極體、鉗位二極體、第一供電電源及第二供電電源；所述第一供電電源依次通過第一電阻及鉗位二極體接地並依次通過第一電阻及第二電阻連接控制晶片；所述第二供電電源與控制晶片連接並通過電容接地；所述NMOS管的柵極通過選擇電路與控制晶片連接，源極接地，漏極通過第四電阻與第三供電電源連接並通過第三電阻接地、通過第二二極體連接電源輸出端。
作為上述方案的改進，所述NMOS管內連接有整流二極體。
作為上述方案的改進，所述控制晶片為雙電壓比較器或單電壓比較器。
作為上述方案的改進，所述控制晶片為LM393晶片，所述LM393晶片上設有OUTA引腳、INA-引腳、INA+引腳、GND引腳、VCC引腳、OUTB引腳、INB-引腳及INB+引腳。
作為上述方案的改進，所述控制晶片通過OUTA引腳與選擇電路連接，通過INA-引腳與溫度傳感器連接，通過INA+引腳與第二電阻連接，通過GND引腳接地，通過VCC引腳與第二供電電源連接。
作為上述方案的改進，所述第三供電電源依次通過第五電阻、第三二極體及第六電阻與控制晶片的INA+引腳連接，所述第三供電電源還直接通過第五電阻與控制晶片的OUTA引腳連接。
實施本實用新型的有益效果在於：
本實用新型開機溫度保護電路將比較電路與選擇電路及溫度傳感器相結合，搭建成滯回比較電路。通過溫度傳感器實時採集環境溫度，通過選擇電路實時調節比較電路內的溫度閾值，使得比較電路可實時根據環境溫度及溫度閾值調節電源輸出端的輸出電源以驅動系統開啟及關閉。
相應地，本實用新型通過調節電路參數即可調節溫度閾值，使得系統開機前後分別對應不同的電壓閾值，確保系統的溫度保護在系統工作之前就起作用，可有效防止系統工作不正常時溫度保護電路失效的情況，也可以確保在系統開機過程中不會由於環境溫度升高而導致系統開機過程中斷電關機，而在開機後系統可以讀到實際溫度進行關機或其他處理，杜絕環境溫度過高系統開機導致系統受損的情況。
附圖說明
圖1是本實用新型開機溫度保護電路的電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。僅此聲明，本發明在文中出現或即將出現的上、下、左、右、前、後、內、外等方位用詞，僅以本發明的附圖為基準，其並不是對本發明的具體限定。
參見圖1，圖1顯示了本實用新型開機溫度保護電路的電路圖，其包括比較電路、選擇電路M及用於採集環境溫度的溫度傳感器；其中，所述溫度傳感器與比較電路電連接，所述溫度傳感器將環境溫度Temp_ADKEY_IN輸出至比較電路；所述選擇電路M與比較電路電連接，所述選擇電路M實時調節比較電路內的溫度閾值；所述比較電路上設置有電源輸出端PWR_EN，所述比較電路根據環境溫度及溫度閾值調節電源輸出端PWR_EN的輸出電源以驅動系統開啟及關閉。
需要說明的是，本實用新型通過將比較電路與選擇電路M及溫度傳感器相結合，搭建成滯回比較電路，提供一個溫度比較的範圍，當環境溫度低於溫度閾值時，電源輸出端PWR_EN輸出高電平，系統開啟；當環境溫度高於溫度閾值時，電源輸出端PWR_EN輸出低電平，系統關閉或者進行其他處理。
具體地，所述選擇電路M包括第五電阻R5、第三二極體D3、第六電阻R6及第三供電電源VSYS，所述第三供電電源VSYS依次通過第五電阻R5、第三二極體D3及第六電阻R6與比較電路連接，所述第三供電電源VSYS還直接通過第五電阻R5與比較電路連接。所述比較電路包括控制晶片U1、NMOS管U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、電容C1、第二二極體D2、鉗位二極體D1、第一供電電源VDC12V及第二供電電源VDC5V；所述第一供電電源VDC12V依次通過第一電阻R1及鉗位二極體D1接地並依次通過第一電阻R1及第二電阻R2連接控制晶片U1；所述第二供電電源VDC5V與控制晶片U1連接並通過電容C1接地；所述NMOS管U2的柵極通過選擇電路M與控制晶片U1連接，源極接地，漏極通過第四電阻R4與第三供電電源VSYS連接並通過第三電阻R3接地、通過第二二極體D2連接電源輸出端PWR_EN。優選地，所述NMOS管U2內連接有整流二極體，其中，NMOS管U2的柵極是由二氧化矽與另兩個電極隔離的，其電阻極高，容易感應靜電，導致擊穿燒毀，為了防止靜電的積累可並接一個整流二極體，當電壓超過一定值時整流二極體反向擊穿釋放電荷，從而起到保護NMOS管U2的作用。
需要說明的是，通過比較電路可有效調節選擇電路M中的電流流向，具體地，選擇電路M中的電流流向可以為「第三供電電源VSYS——第五電阻R5——第三二極體D3——第六電阻R6——比較電路」，也可以為「第三供電電源VSYS——第五電阻R5——比較電路」。
進一步，所述控制晶片U1為雙電壓比較器或單電壓比較器。所述控制晶片為LM393晶片，所述LM393晶片上設有OUTA引腳、INA-引腳、INA+引腳、GND引腳、VCC引腳、OUTB引腳、INB-引腳及INB+引腳。具體地，所述控制晶片U1通過OUTA引腳與選擇電路M連接，通過INA-引腳與溫度傳感器連接，通過INA+引腳與第二電阻R2連接，通過GND引腳接地，通過VCC引腳與第二供電電源VDC5V連接。所述第三供電電源VSYS依次通過第五電阻R5、第三二極體D3及第六電阻R6與控制晶片U1的INA+引腳連接，所述第三供電電源VSYS還直接通過第五電阻R5與控制晶片U1的OUTA引腳連接。
下面結合具體地電路對本實用新型作進一步的說明。
S1、上電時，第一供電電源VDC12V、第三供電電源VSYS及第二供電電源VDC5V依次上電。由於控制晶片U1中INA+引腳的時序比INA-引腳及第二供電電源VDC5V要快，在控制晶片U1剛工作時OUTA引腳為高電平，即OUTA引腳與控制晶片U1內部地斷開。選擇電路M的電流流向為「第三供電電源VSYS——第五電阻R5——第三二極體D3——第六電阻R6——INA+引腳」，則INA+引腳的電壓閾值為1.485V，當INA-引腳為1.485V時對應溫度閾值為T1。
S2、INA-引腳為溫度傳感器（Temp_ADKEY_IN）轉換的電壓值，INA-引腳的電壓值與溫度值呈反比例關係。當INA-引腳的電壓高於INA+引腳的閾值電壓時（即溫度傳感器讀到的環境溫度低於T1），OUTA引腳輸出低電平，NMOS管U2的柵極為低電平，電源輸出端PWR_EN輸出高電平，系統開機。
S3、系統開機時，OUTA引腳已經置為低電平，OUTA引腳與控制晶片U1內部地相連。選擇電路M的電流流向為「第三供電電源VSYS——第五電阻R5——OUTA引腳」。此時，INA+引腳的電壓閾值由鉗位二極體D1的鉗位電壓提供，為0.641V，當INA-引腳為0.641V時對應溫度閾值為T2（T2>T1）。
S4、此時，即使環境溫度上升，而INA+引腳對應的溫度閾值為T1，只要環境溫度T滿足T1<T<T2，即INA-引腳的電壓高於0.641V，OUTA引腳依然置低，電源輸出端PWR_EN保持高電平。
由上可知，本實用新型通過調節電路參數即可調節溫度閾值T1和T2，使得系統開機前後分別對應不同的電壓閾值，確保系統的溫度保護在系統工作之前就起作用，可有效防止系統工作不正常時溫度保護電路失效的情況，也可以確保在系統開機過程中不會由於環境溫度升高而導致系統開機過程中斷電關機，而在開機後系統可以讀到實際溫度進行關機或其他處理，杜絕環境溫度過高系統開機導致系統受損的情況。
以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。