CN102789299B - Cpu电压保护电路 - Google Patents

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Abstract

一种CPU电压保护电路，包括一编码芯片、一数模转换芯片及一控制电路。所述编码芯片用于接收来自CPU的并行电压识别信号或串行电压识别信号，并对接收到的并行电压识别信号或串行电压识别信号进行编码转换。所述数模转换芯片用于接收经过所述编码芯片进行编码转换后的信号，并将其转换为模拟电压值。所述控制电路用于接收所述数模转换芯片所输出的模拟电压值以及CPU的实际电压值，并将所述模拟电压值与实际电压值进行比较；当所述实际电压值小于模拟电压值时，所述控制电路断开电源与CPU之间的连接，从而避免CPU可能受到的损坏。

Description

CPU电压保护电路
技术领域
本发明涉及一种CPU电压保护电路。
背景技术
现在CPU的输入电压一般采用自适应电压调节技术，就是在CPU上增加了若干个电压识别(Voltage Identification，VID)引脚，所述电压识别引脚用于传送电压识别码(VID Code)给控制CPU的输入电压供电电路中的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制器。开机后CPU通过所述VID引脚将电压识别码信号发送给PWM控制器以控制PWM控制器输出脉冲信号，迫使电压调节器(Voltage Regulation Module，VRM)输出额定的CPU的输入电压。但是，当PWM控制器出现故障时其并不能按照要求为CPU提供输入电压，也就是说，此时所述CPU所接收的实际电压值很可能会高于电压识别码所对应的电压值，将很有可能对CPU造成损坏。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种CPU电压保护电路，其能在CPU所接收到的实际电压值过高时自动断开CPU的电源，以避免CPU可能受到的损坏。
一种CPU电压保护电路，包括：
一编码芯片，用于接收来自CPU的并行电压识别信号或串行电压识别信号，并对接收到的并行电压识别信号或串行电压识别信号进行编码转换；
一数模转换芯片，用于接收经过所述编码芯片进行编码转换后的信号，并将其转换为模拟电压值；以及
一控制电路，用于接收所述数模转换芯片所输出的模拟电压值以及CPU的实际电压值，并将所述模拟电压值与实际电压值进行比较；当所述实际电压值大于模拟电压值时，所述控制电路断开电源与CPU之间的连接。
上述CPU电压保护电路利用编码芯片来实现对并行电压识别信号或者串行电压识别信号的转换，并通过数模转换芯片将其转换为模拟的电压值，之后再通过控制电路将CPU实际接收到的电压值同与并行电压识别信号或者串行电压识别信号对应的模拟电压值进行比较。当CPU实际接收到的电压值大于并行电压识别信号或者串行电压识别信号对应的模拟电压值时，所述控制电路即断开供给CPU的电压，以避免过高的电压对CPU可能造成的损坏。
附图说明
图1是本发明CPU电压保护电路的较佳实施方式的方框图。
图2是图1中编码芯片的较佳实施方式的电路图。
图3是图1中数模转换芯片的较佳实施方式的电路图。
图4是图1中控制电路的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
编码芯片         10
数模转换芯片     20
控制电路         30
CPU              50
电容             C1-C7
电阻             R1-R5
晶振             X1
复位开关         SW1
三端稳压管       W
比较器           U1
场效应管         Q1
继电器           RL1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，本发明CPU电压保护电路的较佳实施方式包括一编码芯片10、一数模转换芯片20及一控制电路30。
所述编码芯片10用于接收来自一CPU 50的PVID(Parallel VoltageIdentification Definition，并行电压识别)信号或SVID(Serial VoltageIdentification Definition，串行电压识别)信号，并将其转换为数模转换芯片20能识别的VID信号。所述数模转换芯片20用于将接收到的VID信号进行数模转换，以得到一模拟电压值DAC_OUTPUT。该模拟电压值DAC_OUTPUT被输入至控制电路30，所述控制电路30用于将该模拟电压值DAC_OUTPUT与CPU 50所接收的电压值Vcore进行比较，并在电压值Vcore大于模拟电压值DAC_OUTPUT时断开输出至CPU 50的电压，以避免CPU 50受到损坏。
请继续参考图2，所述编码芯片10为一AT89C51芯片，其振荡输入端XTAL1及振荡输出端XTAL2分别与一晶振X1的第一端及第二端相连，所述晶振X1的第一端还通过一电容C1接地，第二端还通过一电容C2接地。所述编码芯片10的外部访问允许端EA/VPP通过一电阻R1与一电源5V_SB相连，复位输入端RST与一复位开关SW1的第一端相连，所述复位开关SW1的第一端还通过一电阻R2接地，并通过一电容C3与电源5V_SB相连；所述复位开关SW1的第二端直接与电源5V_SB相连。所述晶振X1用于为编码芯片10提供时钟信号，所述复位开关SW1用于对编码芯片10进行复位。
所述编码芯片10的电源端VCC与电源5V_SB相连，接地端GND接地。地址锁存允许端ALE/PROG及程序储存允许端PSEN空置。所述编码芯片10的第一组I/O口P0.0-P0.7中的引脚P0.0与数模转换芯片20相连，还通过一电容C5接地；其他引脚P0.1-P0.7均空置。所述编码芯片10的第二组I/O口P1.0-P1.7与CPU 50的VID引脚相连，以接收来自CPU 50的PVID信号。所述编码芯片10的第三组I/O口P2.0-P2.7与数模转换芯片20相连。所述编码芯片10的第四组I/O口P3.0-P3.7中的引脚P3.0-P3.2与CPU 50的VID引脚相连，以接收来自CPU 50的SVID信号，引脚P3.3-P3.5与数模转换芯片20相连，引脚P3.6及P3.7空置。
请继续参考图3，所述数模转换芯片20为一NJU39610芯片，其电源端VDD与电源5V_SB相连，还通过一电容C4接地。所述数模转换芯片20的参考电压输入端Vref与一参考电压+2.5V_REF相连，还通过一电阻R3与一双重电源+3VDUAL相连，所述电阻R3未与双重电源+3VDUAL相连的一端与一三端稳压管W的阴极相连，所述三端稳压管W的阳极接地，参考端与所述数模转换芯片20的参考电压输入端Vref相连。所述三端稳压管W用于为数模转换芯片20提供稳定的参考电压值。
所述数模转换芯片20的第一数模输出端DA1、标志端Sign1、Sign2及电流衰减端CD1、CD2均空置，写入端WR直接与所述编码芯片10的引脚P0.0相连。所述数模转换芯片20的数据端D0-D7对应与编码芯片10的第三组I/O口P2.7-P2.0相连，具体而言，所述数模转换芯片20的数据端D0与编码芯片10的引脚P2.7相连、数据端D1与引脚P2.6相连，以此类推，所述数模转换芯片20的数据端D7与编码芯片10的引脚P2.0相连。
所述数模转换芯片20的选择端CS及接地端Vss均接地，复位端Reset与编码芯片10的引脚P3.5相连。所述数模转换芯片20的第二数模输出端DA2与所述控制电路30相连。
请继续参考图4，所述控制电路30包括一比较器U1，其同相输入端与CPU 50相连，用于接收来自CPU 50的实际电压值Vcore，还直接通过一电容C6接地。所述比较器U1的反相输入端与数模转换芯片20的第二数模输出端DA2相连。所述比较器U1的电源端与参考电压+2.5V_REF相连，以获得工作电压；接地端接地。
所述比较器U1的输出端通过一电阻R4与一场效应管Q1的栅极相连，所述场效应管Q1的源极接地，漏极与一继电器RL1的线圈的一端相连，所述线圈的另一端通过一电阻R5与电源5V_SB相连，所述电源5V_SB还通过一电容C7接地。所述继电器RL1的开关的一端与提供给CPU 50的电源+12V_VRM相连，另一端接地，所述电源+12V_VRM还直接与CPU 50相连。
下面将对上述CPU电压保护电路的工作原理进行说明：
所述编码芯片10通过接收PVID或者SVID信号，并将其转换为数模转换芯片20可以识别的编码形式以将其发送给数模转换芯片20，其中，所述编码芯片10将接收的PVID或SVID信号转换为数模转换芯片20可以识别的编码形式可通过对编码芯片10进行编程来实现。
所述数模转换芯片20用于接收来自编码芯片10所输出的信号，并对其进行数模转换，得到一模拟电压值，并将其输出至比较器U1的反相输入端。所述比较器U1的同相输入端用于接收CPU 50的实际电压值Vcore。
所述比较器U1将其反相输入端及同相输入端的两个电压值进行比较。当CPU 50的实际电压值Vcore大于PVID或者SVID信号所对应的电压值，即表示CPU 50实际接收的电压值大于理论上应输出给CPU 50的电压值，也就是说所述CPU 50的供电电路可能出现故障。此时，所述比较器U1输出高电平信号。所述场效应管Q1即被导通，所述继电器RL1的线圈通电使得其开关被吸合，进而使得提供给CPU 50的电源+12_VRM直接接地，从而避免了过高的电压对CPU 50可能造成的损坏。
上述CPU电压保护电路利用编码芯片10来实现对PVID信号或者SVID信号的转换，并通过数模转换模块20将其转换为模拟的电压值，之后再通过比较器U1将CPU 50实际接收到的电压值Vcore同与PVID信号或者SVID信号对应的模拟电压值进行比较。当CPU 50实际接收到的电压值Vcore大于PVID信号或者SVID信号对应的模拟电压值时，即断开供给CPU 50的电压，以避免过高的电压对CPU 50可能造成的损坏。

Claims (3)

1.一种CPU电压保护电路，包括：
一编码芯片，用于接收来自CPU的并行电压识别信号或串行电压识别信号，并对接收到的并行电压识别信号或串行电压识别信号进行编码转换；
一数模转换芯片，用于接收经过所述编码芯片进行编码转换后的信号，并将其转换为模拟电压值；以及
一控制电路，用于接收所述数模转换芯片所输出的模拟电压值以及CPU的实际电压值，并将所述模拟电压值与实际电压值进行比较；当所述实际电压值大于模拟电压值时，所述控制电路断开电源与CPU之间的连接，所述控制电路包括一比较器、一场效应管及一继电器，所述比较器的同相输入端用于接收CPU的实际电压值，所述比较器的反相输入端用于接收所述数模转换芯片所输出的模拟电压值，所述比较器的输出端与场效应管的栅极相连，所述场效应管的源极接地，漏极与所述继电器的线圈的第一端相连，所述线圈的第二端通过一电阻与一电压源相连，所述继电器的开关的第一端与为CPU提供电压的电源相连，第二端接地。
2.如权利要求1所述的CPU电压保护电路，其特征在于：所述编码芯片为一AT89C51芯片，其第一组I/O口中的第一引脚与数模转换芯片相连，所述编码芯片的第二组I/O口与CPU的电压识别引脚相连，以接收来自CPU的并行电压识别信号，所述编码芯片的第三组I/O口与数模转换芯片相连；所述编码芯片的第四组I/O口中的第一至第三引脚与CPU的电压识别引脚相连，以接收来自CPU的串行电压识别信号；所述编码芯片的第三组I/O口用于输出经过编码转换后的信号至所述数模转换芯片。
3.如权利要求1所述的CPU电压保护电路，其特征在于：所述数模转换芯片为一NJU39610芯片，其数据端与所述编码芯片相连，以接收来自编码芯片所输出的经过编码转换后的信号。
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