專利名稱：電力設(shè)備及其高溫自我保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備，尤其涉及電力設(shè)備內(nèi)部工作溫度環(huán)境的自動調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
由于電力設(shè)備長期工作在無人值守的室外空間，面對高溫、嚴寒、雨水、灰塵等惡 劣環(huán)境，同時作為電力電子設(shè)備，又必須要求性能穩(wěn)定，成本低。因此，電力設(shè)備必須擁有一 種完善的內(nèi)部工作溫度環(huán)境自動調(diào)節(jié)機制。一般地，各類電力設(shè)備是采用風(fēng)扇、氣窗和導(dǎo)熱通道來處理發(fā)熱。由于存在氣窗， 水汽和灰塵就比較容易進入電力設(shè)備內(nèi)部，會影響到電力設(shè)備內(nèi)部各電子元器件的工作性 能，進而影響整個電子產(chǎn)品的性能，同時，風(fēng)扇的使用壽命也大大降低了整個電力設(shè)備的使 用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種電力設(shè)備及其高溫自我保護方法，其內(nèi)部工作溫度 環(huán)境的自動調(diào)節(jié)無須氣窗，也無須風(fēng)扇，從而可大大延長使用壽命。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提出一種電力設(shè)備的高溫自我保護方法，該電力設(shè) 備包括完全密封的外殼和設(shè)置于該外殼所圍成的腔體中的多個功能模塊以及控制各功能 模塊運行的主芯片。主芯片具有自動調(diào)節(jié)自身工作頻率和協(xié)調(diào)各子功能模塊工作的功能， 通過自動調(diào)節(jié)自身工作頻率、啟用或者關(guān)閉各功能模塊來增加或減少整個電力設(shè)備的功 耗。功能模塊包括溫度控制模塊和至少一通信模塊，如WiFi，LAN, GSM/GPRS, PLC, RS485， RS232等。該溫度控制模塊為一個溫度控制電路，包括連接成一體的溫度探測部分和溫度比 較判斷部分，該溫度探測部分不斷地將檢測到溫度檢測點的溫度轉(zhuǎn)換為電信號送給該溫度 比較判斷部分，該溫度比較判斷部分根據(jù)其內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值與該溫度的電信號的比較結(jié)果 而確定其輸出信號；該溫度控制電路與該主芯片電連接，該主芯片根據(jù)其獲得的溫度控制 電路的輸出信號而調(diào)節(jié)自身工作頻率和各子功能模塊工作方式，進而調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部功耗和 發(fā)熱量。該溫度比較判斷部分內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值包括高溫保護閾值和低溫啟動閾值，相應(yīng) 地，該溫度比較判斷部分的輸出信號包括用以表示高溫高出閾值的第一報警信號和用以表 示低溫低出閾值的第二報警信號，該主芯片在收到該第一報警信號時降低該電力設(shè)備的功 耗，該主芯片在收到該第二報警信號時增加該電力設(shè)備的功耗。該溫度比較判斷部分還包括溫度降幅判斷電路，其在該第一報警信號發(fā)生時啟動 定時器，于該定時器設(shè)定的時間間隔到時，將當前的溫度信號值與高溫保護閾值進行比較 并輸出用以表示溫度降幅是否達到預(yù)設(shè)的閾值而輸出第三報警信號給該主芯片以調(diào)節(jié)該 電力設(shè)備的功耗。該主芯片調(diào)節(jié)該電力設(shè)備的功耗的過程包括步驟一、該主芯片在收到該第一報警信號時，降低其自身的工作頻率；
步驟二、該主芯片在收到該第三報警信號時，如果溫度降幅達到了預(yù)設(shè)的閾值，表 明該主芯片降頻達到了降溫的預(yù)期效果，該主芯片維持當前的功耗運行狀態(tài)，否則的話，進 行下一步驟； 步驟三、該主芯片進一步通過關(guān)閉全部或部分系統(tǒng)功能來降低該電力設(shè)備的功 耗，直到該主芯片收到該第二報警信號時，該溫度控制電路向該主芯片發(fā)送硬件復(fù)位信號， 迫使該電力設(shè)備進入正常運行狀態(tài)。進一步地，為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述高溫自我保護方 法的電力設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果在無須氣窗，也無須風(fēng)扇的情況，可 有效地對電力設(shè)備內(nèi)部工作溫度環(huán)境進行自動調(diào)節(jié)，從而大大延長整個電力設(shè)備的使用壽 命。


圖1是本發(fā)明的電力設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的電力設(shè)備的高溫自我保護方法的工作原理流程圖。
具體實施例方式為了進一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳 細說明。本發(fā)明的電力設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，包括主芯片1為電力設(shè)備的中央處理單元；溫度控制模塊2為電力設(shè)備的溫度控制模塊，負責(zé)監(jiān)控和檢測主芯片1的溫度，并 將檢測結(jié)果發(fā)送給主芯片1。當檢測溫度大于溫度保護閾值時通知主芯片1降頻；當主芯 片1降頻后溫度仍然未降到預(yù)期溫度范圍內(nèi)時，通知主芯片1關(guān)閉系統(tǒng)。當檢測溫度低于 低溫啟動閾值時，通知主芯片1恢復(fù)系統(tǒng)功能。LAN模塊3為電力設(shè)備提供以太網(wǎng)接口。WiFi模塊4為電力設(shè)備的無線通信模塊，它可以通過無線路由設(shè)備接入 Internet，也可以與附近的其他無線設(shè)備通信GSM/GPRS模塊5為電力設(shè)備提供基于GSM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換接口。PLC模塊6為電力設(shè)備提供基于電力線的載波通信接口。RS485模塊7為電力設(shè)備提供基于485協(xié)議的通信接口。RS232模塊8為電力設(shè)備提供基于RS232協(xié)議的通信接口。本發(fā)明的工作原理在于在電力設(shè)備內(nèi)部加入溫度控制模塊2，用于監(jiān)測設(shè)備內(nèi) 部腔體溫度或主發(fā)熱芯片溫度，在溫度控制模塊2內(nèi)設(shè)定溫度保護閾值，檢測溫度達到設(shè) 定閾值時，主芯片1可以選擇降低工作頻率、關(guān)閉設(shè)備軟件系統(tǒng)或硬件系統(tǒng)的部分功能(溫 度控制模塊2功能除外)。當設(shè)備發(fā)熱減少，溫度降低之后，溫度控制模塊2檢測溫度低于 溫度保護閾值，此時溫度控制模塊2可通知主芯片1提高工作頻率、啟動設(shè)備軟件或硬件系 統(tǒng)的全部或部分功能。與此同時，設(shè)備選用良好的導(dǎo)熱材料(比如銅結(jié)構(gòu)件)連接發(fā)熱芯 片和設(shè)備外殼，將熱量直接導(dǎo)出到設(shè)備外殼，利用設(shè)備外殼的大散熱面積與設(shè)備外界環(huán)境直接進行熱交換。從而設(shè)備可以不用風(fēng)扇并且完全密封。在本實施例，溫度控制模塊2采用溫度傳感器和微處理器實現(xiàn)。微處理器中可保 存多個預(yù)設(shè)的閾值，微處理器對通過溫度傳感器測得的溫度值進行分析和判斷，以送出多 種的輸出信號給主芯片1以供其調(diào)節(jié)整個電力設(shè)備的功耗。在此電力設(shè)備的運行過程中，溫度控制模塊2始終處于工作狀態(tài)，其他模塊可能 處于運行狀態(tài)，也可能處于關(guān)閉狀態(tài)。當溫度控制模塊2檢測發(fā)現(xiàn)主芯片1的溫度高于溫度保護閾值時，通知主芯片1 降頻。在主芯片1降頻一段時間后，溫度控制模塊2判斷檢測溫度大于(溫度保護閾值P-溫 度降幅幅值Δ Q)時，通知主芯片1關(guān)閉功能模塊GSM/GPRS模塊5，PLC模塊6，WiFi模塊 4，LAN模塊3，RS485模塊7，RS232模塊8。在本實施實例中，主芯片1是同時關(guān)閉PLC模 塊6、WiFi模塊4、RS485模塊7以及RS232模塊8，而GSM/GPRS模塊5重啟系統(tǒng)的功能和 LAN模塊3的網(wǎng)絡(luò)喚醒功能未被關(guān)閉。在設(shè)備溫度降低后，當溫度控制模塊2判斷檢測溫度大于低溫啟動溫度時，溫度 控制模塊2通知主芯片1恢復(fù)系統(tǒng)。在本實施實例中，溫度控制模塊2向主芯片1發(fā)送重 置信號，所有功能模塊重新啟動。如果因為某種緣故，低溫啟動溫度閾值設(shè)置的過低，導(dǎo)致功能模塊功能無法恢復(fù) 時，可以由其他的方式來啟動功能模塊。在本實施實例中，可以通過GSM/GPRS模塊5的重 置信號和基于LAN模塊3的網(wǎng)絡(luò)喚醒數(shù)據(jù)包來重新啟動整個系統(tǒng)。需要說明的是，可以通過增加或減少電力設(shè)備的功能模塊來滿足各種不同情況下 的設(shè)備功能需要，也可以改變現(xiàn)有的各功能模塊組織方式來實現(xiàn)更加靈活的設(shè)備功能和自 我保護的機制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的電力設(shè)備，具備智能溫度控制，可長期運行于無人 值守的惡劣環(huán)境、防塵、防水、高壽命等特點。本發(fā)明的電力設(shè)備的高溫自我保護方法的工作原理流程圖，如圖2所示，其中，參 數(shù)說明如下高溫保護閾值P 設(shè)備運行的溫度上限。當溫度控制模塊2的檢測溫度達到此值 時，會通知主芯片1采取高溫保護措施。溫度降幅幅值A(chǔ)Q 指主芯片1采取降頻措施后，溫度下降幅度的最小值。如果溫 度下降達到此值，表明主芯片1降頻達到預(yù)期降溫效果，否則主芯片1必須采取進一步的降 溫措施。低溫啟動閾值S 主芯片1采取各種措施降低設(shè)備溫度的同時，也影響了設(shè)備的諸 多功能。當設(shè)備溫度降低達到低溫啟動閾值S時，主芯片1會恢復(fù)系統(tǒng)功能。溫度控制模塊2檢測溫度Q 指溫度控制模塊2檢測到的主芯片1的當前溫度。具體步驟如下Sl 通過設(shè)備的軟件系統(tǒng)向溫度控制模塊2設(shè)置高溫保護閾值P，設(shè)置溫度降幅幅 值Δ Q，設(shè)置低溫啟動閾值S。
S2 溫度控制模塊2檢測主芯片1溫度Q S3 溫度控制模塊2判斷檢測溫度Q是否大于溫度保護閾值P，即判斷Q > P是否 成立，如果成立，跳轉(zhuǎn)至S4，否則返回S2
S4 溫度控 制模塊2通知主芯片1降低工作頻率S5 主芯片1已低頻率運行，溫度控制模塊2繼續(xù)檢測主芯片1溫度QS6 在主芯片1在降低工作頻率工作一定時間后，溫度控制模塊2判斷檢測溫度Q 是否比溫度保護閾值P低Δ Q (溫度幅值)，即判斷Q < ρ- Δ Q是否成立，如果成立說明主芯 片1降頻達到降溫預(yù)期效果，返回S5 ；如果不成立，說明主芯片1降頻未達到降溫的預(yù)期效 果，跳轉(zhuǎn)至S7。S7 溫度控制模塊2通知主芯片1關(guān)閉全部或部分系統(tǒng)功能S8 溫度控制模塊2繼續(xù)檢測主芯片1溫度Q，主芯片1發(fā)熱大大減少；S9 溫度控制模塊2判斷檢測溫度是否低于低溫啟動閾值S,即判斷Q > S是否成 立，如果成立，轉(zhuǎn)S10，否則轉(zhuǎn)S8S10:溫度控制模塊2向主芯片1發(fā)送硬件復(fù)位信號，重新啟動整個系統(tǒng)，系統(tǒng)啟動 后轉(zhuǎn)S20以上該僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非限制本發(fā)明的保護范圍，故凡運用本 發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。比如可以向溫度控制模塊2添加或減少參數(shù)，以適應(yīng)更加靈活多變的設(shè)備溫度控制需 要。比如向溫度控制模塊2內(nèi)添加“降頻等待時間”來等待主芯片1降頻降溫完成，設(shè)置“多 級溫度降幅幅值”來對應(yīng)設(shè)備各功能模塊的開啟和關(guān)閉等等。溫度控制模塊2參數(shù)可以選擇由設(shè)備軟件系統(tǒng)設(shè)置，也可以選擇直接固化。溫度控制模塊2可以檢測主芯片1的溫度，也可以檢測多芯片的溫度或者檢測整 個設(shè)備腔體的溫度。溫度控制模塊2在判斷出檢測溫度高于高溫保護溫度閾值時，可以通知主芯片1 降頻，也可以通知主芯片1關(guān)閉功能模塊，或者僅通知主芯片1有高溫報警，由主芯片1決 定采取那種方式來降低設(shè)備溫度。主芯片1在采取降溫措施時，可以是僅降頻、僅關(guān)閉某功能模塊或者是降頻和關(guān) 閉各功能模塊的組合形式，也可以是將高溫報警傳遞給與用戶交互的軟件，由人工決定采 取那種降溫措施。主芯片1采取降溫措施之后，設(shè)備溫度降低，溫度值必須降低到低溫啟動閾值S, 設(shè)備才可以恢復(fù)系統(tǒng)功能。為了避免因低溫啟動閾值設(shè)置過低而導(dǎo)致系統(tǒng)功能無法恢復(fù)這 種情況，可以添加其他措施來重啟或者恢復(fù)系統(tǒng)功能，這些措施可以是網(wǎng)絡(luò)喚醒(WOL)設(shè) 備、GPRS喚醒設(shè)備、GPRS重啟設(shè)備、按鈕硬復(fù)位設(shè)備等等。主芯片1在恢 復(fù)設(shè)備高溫保護之前的狀態(tài)時，可以是先恢復(fù)系統(tǒng)功能，也可以是 先提高工作頻率，或者是兩者的結(jié)合形式?；謴?fù)系統(tǒng)功能時，可以是一次性恢復(fù)所有系統(tǒng)功 能，也可以是逐次恢復(fù)各功能模塊功能。
權(quán)利要求
1.一種電力設(shè)備，包括完全密封的外殼和設(shè)置于該外殼所圍成的腔體中的多個功能模 塊以及控制這些功能模塊運行的主芯片，該主芯片具有自動調(diào)節(jié)自身工作頻率和協(xié)調(diào)所述 各功能模塊工作的功能，所述多個功能模塊包括至少一個通信模塊，其特征在于，所述多個 功能模塊還包括溫度控制模塊，該溫度控制模塊包括連接成一體的溫度探測部分和溫度比 較判斷部分，該溫度探測部分將檢測到溫度檢測點的溫度轉(zhuǎn)換為電信號送給該溫度比較判 斷部分，該溫度比較判斷部分根據(jù)其內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值與該溫度的電信號的比較結(jié)果而確定 其輸出信號；該溫度控制模塊與該主芯片電連接，該主芯片根據(jù)其獲得的溫度控制模塊的 輸出信號而調(diào)節(jié)自身工作頻率和所述各功能模塊的工作方式，以調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部功耗和發(fā)熱 量。
2.如權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備，其特征在于，該溫度比較判斷部分內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值 包括高溫保護閾值和低溫啟動閾值，相應(yīng)地，該溫度比較判斷部分的輸出信號包括用以表 示高溫高出閾值的第一報警信號和用以表示低溫低出閾值的第二報警信號，該主芯片在收 到該第一報警信號時降低該電力設(shè)備的功耗，該主芯片在收到該第二報警信號時增加該電 力設(shè)備的功耗。
3.如權(quán)利要求2所述的電力設(shè)備，其特征在于，該溫度比較判斷部分還包括溫度降幅 判斷電路，其在該第一報警信號發(fā)生時啟動定時器，于該定時器設(shè)定的時間間隔到時，將當 前的溫度信號值與高溫保護閾值進行比較并輸出用以表示溫度降幅是否達到預(yù)設(shè)的閾值 而輸出第三報警信號給該主芯片以調(diào)節(jié)該電力設(shè)備的功耗。
4.如權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備，其特征在于，該主芯片的功耗本身是可調(diào)節(jié)的。
5.如權(quán)利要求1至3任一所述的電力設(shè)備，其特征在于，該溫度檢測點是指設(shè)備腔體中 的主發(fā)熱電路的溫度，而該主發(fā)熱電路是通過導(dǎo)熱性能好的材料與該外殼直接接觸而進行 散熱。
6.如權(quán)利要求5所述的電力設(shè)備，其特征在于，該主發(fā)熱電路是指該主芯片。
7.一種電力設(shè)備的高溫自我保護方法，該電力設(shè)備包括完全密封的外殼和設(shè)置于該外 殼所圍成的腔體中的多個功能模塊以及控制這些功能模塊運行的主芯片，該主芯片具有自 動調(diào)節(jié)自身工作頻率和協(xié)調(diào)所述各功能模塊工作的功能，所述多個功能模塊包括至少一個 通信模塊，其特征在于，在所述多個功能模塊包括溫度控制模塊，該溫度控制模塊包括連接 成一體的溫度探測部分和溫度比較判斷部分，該溫度探測部分不斷地將檢測到溫度檢測點 的溫度轉(zhuǎn)換為電信號送給該溫度比較判斷部分，該溫度比較判斷部分根據(jù)其內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾 值與該溫度的電信號的比較結(jié)果而確定其輸出信號；該溫度控制模塊與該主芯片電連接， 該主芯片根據(jù)其獲得的溫度控制模塊的輸出信號而調(diào)節(jié)自身工作頻率和所述各功能模塊 的工作方式，以調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部功耗和發(fā)熱量。
8.如權(quán)利要求7所述的高溫自我保護方法，其特征在于，該溫度比較判斷部分內(nèi)部預(yù) 設(shè)的閾值包括高溫保護閾值和低溫啟動閾值，相應(yīng)地，該溫度比較判斷部分的輸出信號包 括用以表示高溫高出閾值的第一報警信號和用以表示低溫低出閾值的第二報警信號，該主 芯片在收到該第一報警信號時降低該電力設(shè)備的功耗，該主芯片在收到該第二報警信號時 增加該電力設(shè)備的功耗。
9.如權(quán)利要求8所述的高溫自我保護方法，其特征在于，該溫度比較判斷部分還包括 溫度降幅判斷電路，其在該第一報警信號發(fā)生時啟動定時器，于該定時器設(shè)定的時間間隔到時，將當前的溫度信號值與高溫保護閾值進行比較并輸出用以表示溫度降幅是否達到預(yù) 設(shè)的閾值而輸出第三報警信號給該主芯片以調(diào)節(jié)該電力設(shè)備的功耗。
10.如權(quán)利要求9所述的高溫自我保護方法，其特征在于，該主芯片調(diào)節(jié)該電力設(shè)備的 功耗的過程包括步驟一、該主芯片在收到該第一報警信號時，降低其自身的工作頻率； 步驟二、該主芯片在收到該第三報警信號時，如果溫度降幅達到了預(yù)設(shè)的閾值，表明該 主芯片降頻達到了降溫的預(yù)期效果，該主芯片維持當前的功耗運行狀態(tài)，否則的話，進行下 一步驟；步驟三、該主芯片進一步通過關(guān)閉全部或部分系統(tǒng)功能來降低該電力設(shè)備的功耗，直 到該主芯片收到該第二報警信號時，該溫度控制模塊向該主芯片發(fā)送硬件復(fù)位信號，迫使 該電力設(shè)備進入正常運行狀態(tài)。
全文摘要
一種電力設(shè)備及其高溫自我保護方法，該電力設(shè)備包括完全密封的外殼和設(shè)置于該外殼所圍成的腔體中的多個功能模塊以及控制各功能模塊運行的主芯片。主芯片具有自動調(diào)節(jié)自身工作頻率和協(xié)調(diào)各功能模塊工作的功能。功能模塊包括溫度控制模塊和多個通信模塊，如WiFi，LAN，GSM/GPRS，PLC，RS485，RS232等。溫度控制模塊負責(zé)檢測設(shè)備腔體中的溫度，并與溫度控制芯片內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值進行比較，將比較的結(jié)果以電信號的形式通知主芯片，主芯片根據(jù)收到的信號調(diào)節(jié)自身工作頻率和各子功能模塊工作方式，進而調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部功耗和發(fā)熱量。該電力設(shè)備無須氣窗，也無須風(fēng)扇，可大大延長使用壽命。
文檔編號G01K1/02GK102055166SQ20091020912
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者劉晉梅, 李勇權(quán), 李常波, 郝松 申請人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司