CN113419619A - 防止主机损坏的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止主机损坏的装置及方法，属于电路保护技术领域，该装置电压比较电路、参考电压电路和电压输出开关；参考电压电路用于产生参考电压；电压比较电路，用于根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。本申请通过检测外部电输入是否符合参考电压范围，从而控制外部输入的接入，在外部输入不在参考电压范围内时，断开电压出输出开关，阻断外部输入与主机的连接，从而保护主机不会因输入电压过高或过低而损坏，使得主机在输入电压为正常电压时工作。

Description

防止主机损坏的装置及方法

技术领域

本发明属于电路保护技术领域，具体涉及一种防止主机损坏的装置及方法。

背景技术

直流供电是现有技术中不可或缺的一种供电方式，例如，台式机、工控机、笔记本电脑等通常均设置为直流供电。在直流供电中，电源输入一般为特殊配置，电源输出电压根据产品设计不同而不同，产品在出货时一般指定电源。但是，在实际使用过程中，用户经常会出现使用不符合当前主机所需电压的电源进行供电的情况，导致主机因过压或欠压而发生无法恢复的损坏。

因此，如何保护计算机不会出现因电压过高或过低产生主机损坏的情况，成为现有技术中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种防止主机损坏的装置及方法，以解决计算机主机因输入电压过高或过低而损坏的技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，一种防止主机损坏的装置，包括：电压比较电路、参考电压电路和电压输出开关；所述电压比较电路的第一输入端连接所述参考电压电路相连，所述电压比较电路的第二输入端连接外部输入；所述电压比较电路的输出端连接所述电压输出开关；

所述参考电压电路用于产生参考电压；

所述电压比较电路，用于根据所述参考电压确定参考电压范围，比较所述输入电压是否在所述参考电压范围内；若所述输入电压在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关断开；若所述输入电压不在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关闭合。

可选的，所述参考电压电路，包括：稳压元件；所述稳压元件分别连接电源输入端和所述参考电压电路的输出端。

可选的，所述电压比较电路，包括：第一比较器和第二比较器；所述第一比较器和所述第二比较器通过场效应管相连；

所述第一比较器的正输入端通过第一电压调节元件连接所述输入电压，所述第一比较器的负输入端连接所述参考电压电路的输出端；所述第一电压调节元件用于调节所述参考电压范围的最小值；

所述第二比较器的正输入端连接所述参考电压电路的输出端，所述第二比较器的负输入端通过第二电压调节元件连接所述输入电压；所述第二电压调节元件用于调节所述参考电压范围的最大值。

可选的，所述第一电压调节元件包括预设阻值的第一电阻；所述第二电压调节元件包括预设阻值的第二电阻。

可选的，所述场效应管包括两个相互连接的第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管和第二MOS管均为N沟道耗尽型MOS管。

可选的，所述第一MOS管栅极连接所述第一比较器的输出端，所述第一MOS管的漏极连接所述电压输出开关，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极；所述第二MOS管的栅极连接所述第二比较器的输出端。

可选的，还包括：保护电路；所述保护电路连接所述外部输入；所述保护电路包括：多个相互并联的肖特基二极管。

可选的，还包括：滤波电路；所述滤波电路连接所述外部输入；所述滤波电路包括：多个相互并联的磁珠。

可选的，所述电压输出开关，包括：P沟道增强型MOS管。

又一方面，一种防止主机损坏的方法，应用于计算机主机，所述方法包括：

在获取到输入电压后，根据所述参考电压确定参考电压范围，比较所述输入电压是否在所述参考电压范围内；

若所述输入电压在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关断开；

若所述输入电压不在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关闭合。

本发明的有益效果为：

本发明实施例提供的防止主机损坏的装置及方法，在装置设置电压比较电路、参考电压电路和电压输出开关；电压比较电路的第一输入端连接参考电压电路相连，电压比较电路的第二输入端连接外部输入；电压比较电路的输出端连接电压输出开关；参考电压电路用于产生参考电压；电压比较电路，用于根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。本申请通过检测外部电输入是否符合参考电压范围，从而控制外部输入的接入，在外部输入不在参考电压范围内时，断开电压出输出开关，阻断外部输入与主机的连接，从而保护主机不会因输入电压过高或过低而损坏，使得主机在输入电压为正常电压时工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种防止主机损坏的装置的工作原理示意图；

图2为本发明实施例提供的一种参考电压电路的工作原理示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电压比较电路的工作原理示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电压输出开关的工作原理示意图；

图5为本发明实施例提供的一种防止主机损坏的方法的流程示意图。

附图标记：1-参考电压电路；2-电压比较电路；3-电压输出开关。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

直流供电是现有技术中不可或缺的一种供电方式，例如，台式机、工控机、笔记本电脑等通常均设置为直流供电。在直流供电中，电源输入一般为特殊配置，电源输出电压根据产品设计不同而不同，产品在出货时一般指定电源。但是，在实际使用过程中，用户经常会出现使用不符合当前主机所需电压的电源进行供电的情况，导致主机因过压或欠压而发生无法恢复的损坏。

基于此，本发明实施例提供一种防止主机损坏的装置。

图1为本发明实施例提供的一种防止主机损坏的装置的工作原理示意图，参阅图1，本发明实施例提供的防止主机损坏的装置，包括：电压比较电路2、参考电压电路1和电压输出开关3；电压比较电路的第一输入端连接参考电压电路相连，电压比较电路的第二输入端连接外部输入；电压比较电路的输出端连接电压输出开关；参考电压电路1用于产生参考电压；电压比较电路2，用于根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。

在一个具体的实现过程中，可以在任意主机的电源输入端设置本申请的防止主机损坏的装置，从而防止主机损坏。

例如，参考电压电路可以产生参考电压，电压比较器电路可以根据参考电压确定参考电压范围。外部输入可以为外部直流输入(即外部DC输入)，当外部DC输入后，电压比较电路比较外部DC输入是否在参考电压范围内，若在参考电压范围内，则说明外部DC输入与主机需要的电压相符，可以为主机供电，则触发电压输出开关闭合，从而为主机供电；若外部DC输入不在参考电压范围内，则说明外部DC输入与主机需要的电压不符，为主机供电可能会出现主机损坏的情况，则断开电压输出开关，禁止外部DC输入为主机供电，从而防止主机损坏。

本发明实施例提供的防止主机损坏的装置，设置电压比较电路、参考电压电路和电压输出开关；电压比较电路的第一输入端连接参考电压电路相连，电压比较电路的第二输入端连接外部输入；电压比较电路的输出端连接电压输出开关；参考电压电路用于产生参考电压；电压比较电路，用于根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。本申请通过检测外部电输入是否符合参考电压范围，从而控制外部输入的接入，在外部输入不在参考电压范围内时，断开电压出输出开关，阻断外部输入与主机的连接，从而保护主机不会因输入电压过高或过低而损坏，使得主机在输入电压为正常电压时工作。

基于一个总的发明构思，本发明实施例还提供又一种防止主机损坏的装置。

图2为本发明实施例提供的一种参考电压电路的工作原理示意图，参阅图2，可选的，本发明实施例提供的防止主机损坏的装置，参考电压电路，包括：稳压元件；稳压元件分别连接电源输入端和所述参考电压电路的输出端。

例如，稳压元件Q11可以为TL431系列的稳压二极管，例如TL431SOT23，从而产生2.5V的参考电压。值得说明的是，此处2.5V、稳压元件的具体型号，均为列举，并不是限定。参阅图2，为了实现稳压效果，可以在TL431SOT23的1端和2端均分别连接电阻PR6和电容PC221，电阻PR6的另一端接入电源+DC_IN_F；PC221的一端接地，另一端连接2.5V。其中，电阻和电容的具体大小设置可以参阅图2，此处不做赘述。2.5V的参考电压在图2中标注为2.5VREF。

图3为本发明实施例提供的一种电压比较电路的工作原理示意图。

在一些实施例中，可选的，参阅图3，电压比较电路，包括：第一比较器U10A和第二比较器U10B；第一比较器和第二比较器通过场效应管相连；第一比较器的正输入端通过第一电压调节元件连接输入电压，第一比较器的负输入端连接参考电压电路的输出端；第一电压调节元件用于调节参考电压范围的最小值；第二比较器的正输入端连接参考电压电路的输出端，第二比较器的负输入端通过第二电压调节元件连接输入电压；第二电压调节元件用于调节参考电压范围的最大值。

在一些实施例中，可选的，参阅图3，第一电压调节元件包括预设阻值的第一电阻PR8和PR10；第二电压调节元件包括预设阻值的第二电阻PR11和PR12。

在一些实施例中，可选的，参阅图3，场效应管包括两个相互连接的第一MOS管Q10A和第二MOS管Q10B；第一MOS管和第二MOS管均为N沟道耗尽型MOS管。

在一些实施例中，可选的，参阅图3，第一MOS管栅极G1连接第一比较器U10A的输出端1，第一MOS管的漏极D1连接电压输出开关，第一MOS管U10A的源极S1连接第二MOS管U10B的漏极D2；第二MOS管U10B的栅极G2连接第二比较器U10B的输出端7。

可选的，电压输出开关，包括：P沟道增强型MOS管。

例如，参阅图3，在电压比较电路中，第一比较器和第二比较器均客运科设置为LM358DR电压比较器，Q10A和Q10B为N沟道耗尽型MOSFET器件，该器件在GS＝0情况下为开启状态。

图4为本发明实施例提供的一种电压输出开关的工作原理示意图。

例如，参阅图3图4，电压输出开关可以设置为PK501BA，为P沟道增强型MOSFET器件，GS＝0状态下为关闭，在G极加载电压时，控制该器件开启。

本发明中对工作原理进行说明：输入电压+DC_IN_F通过电阻PR8、电阻PR10分压与2.5VREF进行比较。根据电阻PR8、电阻PR10的阻值，可设定电压比较电路中参考电压的最小值为15.6V；根据电阻PR11、电阻PR12的阻值，可设定电压比较电路中参考电压的最大值为21.25V。值得说明的是，此处最大值和最小值是根据列举的电压调节元件的阻值而列举的具体数值，不是限定。

当21.25V>+DC_IN_F>15.6V时，U10A的输出为高，Q10A导通；U10B输出为高，Q10B导通；PQ4导通；接入主机的输出电压+VDC_SYS电压正常。

当+DC_IN_F<15.6V时，U10A的输出为低，Q10A截止；U10B输出为高，Q10B导通；PQ4截止；+VDC_SYS为0。

当+DC_IN_F>21.25V时，U10A的输出为高，Q10A导通；U10B输出为低，Q10B截止；PQ4截止；+VDC_SYS为0。

在本发明实施例中，可以通过调节电压调节元件的大小，来调节参考电压的范围。例如，通过调节PR8，PR10可以调整低压范围；通过调节PR11，PR12可以调节高压范围。从而实现对输入电压的调整范围，加强对主机主板的保护作用。

参阅图3，在电压比较电路中，为了保证电路的运行效果，还可以设置电阻PR3、PR1、PR4、PR2和电容PC21、PC17，其具体电路连接关系及大小，为常规设置，可以参阅图3，此处不做赘述。

在一些实施例中，可选的，还包括：保护电路；保护电路连接外部输入；保护电路包括：多个相互并联的肖特基二极管。

例如，参阅图4，保护电路可以为相互并联的肖特基二极管SP9-SP12，设置焊接方式可以为短焊盘SHORT PAD，具体连接关系参阅图4，与电源相连。

在一些实施例中，可选的，还包括：滤波电路；滤波电路连接外部输入；滤波电路包括：多个相互并联的磁珠。

例如，参阅图4，滤波电路可以包括相互并联的磁珠PFB1-PFB3，并设置电容PC22和PC23，实现滤波效果。具体电容和磁珠设置大小，可以参阅图4，此处不做赘述。

进一步地，参阅图3和图4，电压比较电路通过电阻PR7相连。在电压输出开关的电路图中，还可以设置电阻PF9、PR195、PQ402和电容PC24、PC212、C0402、PC18、PC19、PC20、PEC2，具体电阻电容连接方式及选择大小可参阅图4，此处不做赘述。

本发明实施例提供的防止主机损坏的装置，设置电压比较电路、参考电压电路和电压输出开关；电压比较电路的第一输入端连接参考电压电路相连，电压比较电路的第二输入端连接外部输入；电压比较电路的输出端连接电压输出开关；参考电压电路用于产生参考电压；电压比较电路，用于根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。本申请通过检测外部电输入是否符合参考电压范围，从而控制外部输入的接入，在外部输入不在参考电压范围内时，断开电压出输出开关，阻断外部输入与主机的连接，从而保护主机不会因输入电压过高或过低而损坏，使得主机在输入电压为正常电压时工作。

基于一个总的发明构思，本发明实施例还提供一种防止主机损坏的方法。

图5为本发明实施例提供的一种防止主机损坏的方法的流程示意图，参阅图5，本发明实施例提供的防止主机损坏的方法，应用于计算机主机，方法可以包括以下步骤：

S1、在获取到输入电压后，根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；

S2、若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；

S3、若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。

本发明实施例提供的防止主机损坏的方法，在在获取到输入电压后，根据参考电压确定参考电压范围，比较输入电压是否在参考电压范围内；若输入电压在参考电压范围内，则触发电压输出开关断开；若输入电压不在参考电压范围内，则触发电压输出开关闭合。本申请通过检测外部电输入是否符合参考电压范围，从而控制外部输入的接入，在外部输入不在参考电压范围内时，断开电压出输出开关，阻断外部输入与主机的连接，从而保护主机不会因输入电压过高或过低而损坏，使得主机在输入电压为正常电压时工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种防止主机损坏的装置，其特征在于，包括：电压比较电路、参考电压电路和电压输出开关；所述电压比较电路的第一输入端连接所述参考电压电路，所述电压比较电路的第二输入端连接外部输入；所述电压比较电路的输出端连接所述电压输出开关；

所述参考电压电路用于产生参考电压；

所述电压比较电路，用于根据所述参考电压确定参考电压范围，比较所述输入电压是否在所述参考电压范围内；若所述输入电压在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关断开；若所述输入电压不在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关闭合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考电压电路，包括：稳压元件；所述稳压元件分别连接电源输入端和所述参考电压电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压比较电路，包括：第一比较器和第二比较器；所述第一比较器和所述第二比较器通过场效应管相连；

所述第一比较器的正输入端通过第一电压调节元件连接所述输入电压，所述第一比较器的负输入端连接所述参考电压电路的输出端；所述第一电压调节元件用于调节所述参考电压范围的最小值；

所述第二比较器的正输入端连接所述参考电压电路的输出端，所述第二比较器的负输入端通过第二电压调节元件连接所述输入电压；所述第二电压调节元件用于调节所述参考电压范围的最大值。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一电压调节元件包括预设阻值的第一电阻；所述第二电压调节元件包括预设阻值的第二电阻。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述场效应管包括两个相互连接的第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管和第二MOS管均为N沟道耗尽型MOS管。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一MOS管栅极连接所述第一比较器的输出端，所述第一MOS管的漏极连接所述电压输出开关，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极；所述第二MOS管的栅极连接所述第二比较器的输出端。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：保护电路；所述保护电路连接所述外部输入；所述保护电路包括：多个相互并联的肖特基二极管。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：滤波电路；所述滤波电路连接所述外部输入；所述滤波电路包括：多个相互并联的磁珠。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压输出开关，包括：P沟道增强型MOS管。

10.一种防止主机损坏的方法，其特征在于，应用于计算机主机，所述方法包括：

在获取到输入电压后，根据所述参考电压确定参考电压范围，比较所述输入电压是否在所述参考电压范围内；

若所述输入电压在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关断开；

若所述输入电压不在所述参考电压范围内，则触发所述电压输出开关闭合。

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