专利名称：过热保护电路与系统电路板的制作方法
技术领域：
本发明为相关于一种过热保护电路，特别是指一种用于计算机主机板上的避免中央处理器过热，并可于在规定时间内关掉电源的过热保护电路与系统电路板。
背景技术：
计算机在人类日常生活中，已经成为一种不可或缺的工具。几乎所有的专业工作都需仰赖计算机，以使工作能更容易以及更有效率。随着计算机日益普遍，中央处理器的处理时钟速度(clock speed)在短短的几年间，从每秒的百万次的计量单元成长到每秒十亿次的计量单位，不只计算机硬件的组件与线路变得比以前更为复杂，就连计算机软件的程序代码也从以前只需约几百万行指令，成长到几十亿行。
在目前的计算机中，主机板上会有南桥芯片组合。而系统内的低速装置大部分由南桥芯片组控制。其中，南桥芯片组负责控管工业标准架构(IndustryStandard Architecture，简称ISA)、整合式驱动电子接口(Integrated DeviceElectronics，简称IDE)、通用序列总线(USB)、周边零件连接界面(PeripheralComponent Interconnect，简称PCI)总线等较慢的装置。另外，南桥芯片组也连接至电源供应器，以控制电源供应器。
请参照图1，其为现有技术中一种系统电路板的电路方块图。此系统电路板100包括中央处理器102、南桥芯片组104以及电源供应器106。其中，南桥芯片组104为电性耦接至中央处理器102与电源供应器106，且南桥芯片组104中内含有一过热保护电路(图中未示)。
在现有技术中，此中央处理器102是在当侦测到中央处理器102的温度超过一默认值时，则输出一过热信号至南桥芯片组104，并由过热保护电路做处理后，输出一电源关闭信号至电源供应器106。而电源供应器106于接收到此电源关闭信号即停止输出电压给系统电路板100，以避免中央处理器102因温度过高而烧坏。
另外，将过热保护电路设计于南桥芯片组中还有如图2的所示。在图2中，此系统电路板000包括中央处理器202、超级输入输出芯片(Super IOcontroller)204、南桥芯片组206、基本输入输出系统(BIOS)208以及电源供应器210。
在现有技术中，中央处理器202是在当侦测到中央处理器202的温度超过一默认值时，则输出一过热信号至超级输入输出芯片204。接着，超级输入输出芯片204则将过热信号输出至南桥芯片组206，并由过热保护电路做处理后，输出一电源关闭信号至电源供应器210。而电源供应器210于接收到此电源关闭信号即停止输出电压给系统电路板200，以避免中央处理器202因温度过高而烧坏。
以上所述，均为将过热保护电路设计于南桥芯片组中的例子，唯一不同的就是图2的中央处理器202为将一过热信号输出至超级输入输出芯片204，再传送至南桥芯片组206。
请参照图3，其为现有技术中又一种系统电路板的电路方块图。在图3中，其与图1及图2不同之处在于图3是将过热保护电路304独立的设计于系统电路板300上。在此系统电路板300上，由于并没有将过热信号传至南桥芯片组，所以设计者需要外加一些线路去将电源供应器306关掉，而在以前的线路中，这样的关法只能关掉数毫秒而已，之后系统电路板300将会被重新开启，或者需要经过4秒(override)后才能去关掉系统，但这并不符合系统要在0.5秒内关机的需求。
此系统电路板300包括中央处理器302、过热保护电路304、电源供应器306以及超级输入输出芯片308。其中，过热保护电路304为电性耦接至中央处理器302、电源供应器306与超级输入输出芯片308。
接着，请结合图3与图4，其中，图4为图3的过热保护电路的实际电路图。
在现有技术中，过热保护电路304为包括晶体管Q2～Q5、电阻R4～R7、电容C2、与门402与正反器404。其中，电阻R7为接收内存电压(V_SM1)，电阻R6接收工作电压(VCC3)，电阻R4与R5、正反器404与与门402则均接收备用电源，且晶体管Q4的基极为接收中央处理器302所传来的过热信号(开机时，过热信号为逻辑高电位；关机时，过热信号为逻辑低电位)。
内存电压(V_SM1)可能因为每一个不同电源供应器306的关系，偶尔会上升的比工作电压(VCC3)还要慢，所以过热信号(THERMTRIP_L)可能会被拉到低电位(晶体管Q2被致能)，如此将因为过热信号(THERMTRIP_L)的误动作造成系统不正常关机。
表1
请参照表1，其为中央处理器过热信号(CPU_THERMTRIP_L)、过热信号(THERMTRIP_L)/按键信号(PWRBTN_L)、超级输入输出信号(SIO_ONCTL_L)与电源控制信号(PSON_L)逻辑电位示意表。其中，H表示逻辑高电位，L表示逻辑低电位。
当系统电路板300可以正常开机时，如果运作一段时间后，中央处理器302测的其内部达到设定的一个温度值时，中央处理器302会将过中央处理器热信号(CPU_THERMTRIP_L)拉到低电位，然后经过晶体管Q2与晶体管Q5的准位转换后，中央处理器过热信号(CPU_THERMTRIP_L)将会被分成两个路径的信号过热信号(THERMTRIP_L)以及电源按键信号(PWRBTN_L)。在第一个路径中，与门402接收过热信号(THERMTRIP_L)以及经过反相器404反相过后的超级输入输出信号(SIO_ONCTL_L)。接着，与门402则产生一个反相的信号去关掉电源供应器306(此时电源控制信号PSON_L为高电位)，可是当超级输入输出芯片308侦测到没有电源(power fail)时，要经过0.5秒到20秒(由基本输入输出系统所控制)才会把SIO_ONCTL_L(由超级输入输出芯片所控制)转态为高电位，如此才能确实的关掉电源供应器306。
当电源控制信号(PSON_L)转态为高电位后，也即如表1所示，电源供应器306在没有供给电能之后，由于电容残余电压的关系，过热信号(THERMTRIP_L)又会立即被转态为高(电位晶体管Q2被禁能)。如果，此时超级输入输出芯片308还未将超级输入输出信号(SIO_ONCTL_L)转为高电位，则电源控制信号(PSON_L)将被转态为逻辑低电位。因此，电源供应器306将会被重新开启，而达不到关机的目的。
在第二个路径中，其为连接到电源按键信号(PWRBTN_L)且是使用强迫关机的方式。但在现有技术中使用强迫关机的方式要经过4秒，则更无法达到在0.5秒内关掉电源的要求。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种过热保护电路，其可于规定时间内关掉电源，从而避免关闭电源的时间过长而产生中央处理器因过热而烧坏的情况。
为了达到上述目的，本发明提出一种过热保护电路，其接收一电压侦测信号、一控制信号与一过热信号。所述过热保护电路包括第一逻辑电路、记忆电路以及第二逻辑电路。上述的第一逻辑电路用以接收电压侦测信号与过热信号，并对电压侦测信号与过热信号做运算而输出一第一逻辑信号。上述的记忆电路则是用来接收第一逻辑信号与控制信号，并对第一逻辑信号与控制信号做运算而输出闩锁信号。上述的第二逻辑电路为接收闩锁信号与控制信号，并对闩锁信号与控制信号做运算而输出电源控制信号。其中，电源供应器则根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
依照本发明的较佳实施例所述，过热保护电路为电性接至中央处理器，中央处理器并于侦测到温度超过一默认值时，输出过热信号。
本发明再提出一种过热保护电路，其包括一电压侦测信号、一控制信号与一过热信号。此过热保护电路包括第一逻辑电路、反相器、记忆电路以及第二逻辑电路。上述的第一逻辑电路为接收电压侦测信号与过热信号，并对电压侦测信号与过热信号做运算而输出一第一逻辑信号。反相器则接收控制信号，并将控制信号反相成一反相控制信号后输出。上述的记忆电路则接收第一逻辑信号与反相控制信号，并对第一逻辑信号与反相控制信号做运算而输出闩锁信号。上述的第二逻辑电路则接收闩锁信号与反相控制信号，并对闩锁信号与反相控制信号做运算而输出一电源控制信号。其中，电源供应器则根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
本发明又提出一种系统电路板，此系统电路板中央处理器、输入输出控制器、过热保护电路以及电源供应器。上述的中央处理器为于侦测到温度超过一默认值时，输出一过热信号。上述的输入输出控制器则是根据过热信号输出一控制信号。上述的过热保护电路系接收一电压侦测信号、过热信号与控制信号，用以于运算后，输出一电源控制信号。上述的电源供应器根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
较现有技术而言，本发明所过热保护电路与系统电路板可使系统在侦测到的温度超过默认值时，且能够在规定时间内关掉电源，从而可以避免因为关闭电源的时间过长而产生中央处理器过热而烧坏的情况，该电路结构简单，具有较佳的使用价值。
图1为现有技术的一种系统电路板的电路方块图。
图2为现有技术的再一种系统电路板的电路方块图。
图3为现有技术的又一种系统电路板的电路方块图。
图4为图3的过热保护电路之实际电路图。
图5为本发明一较佳实施例的一种系统电路板的电路方块图。
图6为本发明一较佳实施例的再一种系统电路板的电路方块图。
图7为图6的过热保护电路的实际电路图。
具体实施例方式
请参照图5，其为本发明一较佳实施例的一种系统电路板的电路方块图。在图5中，此系统电路板500包括中央处理器502、过热保护电路504、电源供应器506、输入输出控制器516、电压侦测电路518。其中，系统电路板500可以例如是系统主机板，而输入输出控制器516可以例如是超级输入输出控制器，但均不以此为限。
在本实施例中，中央处理器502为在侦测到温度超过一默认值时，输出一过热信号。此输入输出控制器516电性耦接至中央处理器502，并根据过热信号输出一控制信号。其中，如熟悉此项技术者可以轻易知晓，输入输出控制器516可以是超级输入输出控制器，但不以此为限。而超级输入输出控制器为一个软盘控制器，并用来控制鼠标、键盘。
过热保护电路504为电性耦接至中央处理器502、输入输出控制器516、电压侦测电路518、与电源供应器506，并接收电压侦测电路518所传来的电压侦测信号、中央处理器502所传来的过热信号与输入输出控制器516所传来的控制信号。此过热保护电路504包括第一逻辑电路508、记忆电路510以及第二逻辑电路512。
此第一逻辑电路508接收电压侦测信号与过热信号，并对电压侦测信号与过热信号做运算，而输出一第一逻辑信号。记忆电路510为电性耦接至第一逻辑电路508，并接收第一逻辑信号与控制信号，以对第一逻辑信号与控制信号做运算，而输出一闩锁信号。第二逻辑电路512电性耦接至记忆电路510，并接收闩锁信号与控制信号，以对闩锁信号与控制信号做运算，而输出一电源控制信号。
在本发明的较佳实施例中，记忆电路510则为可以记忆或闩锁住第一逻辑信号与控制信号的状态的电路。
电源供应器506电性耦接至第二逻辑电路512，并根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
电压侦测电路518为侦测电源供应器506的一输出电压，并得到及输出此电压侦测信号。
请接着参照图6，其为本发明一较佳实施例的再一种系统电路板的电路方块图。图6与图5不同之处在于图6的过热保护电路604比图5多了反相器514。其中，反相器514是电性耦接至输入输出控制器516与第二逻辑电路512，且反相器514为接收控制信号，并将控制信号反相后，输出一反相控制信号。
过热保护电路604与图5不同之处在于，记忆电路510为接收第一逻辑信号与反相控制信号，并对第一逻辑信号与反相控制信号做运算，而输出一闩锁信号；第二逻辑电路512则是接收闩锁信号与反相控制信号，并对闩锁信号与反相控制信号做运算，而输出一电源控制信号。
接着请参照图7，其为图6的过热保护电路的实际电路图。在图7中，过热保护电路604除第一逻辑电路508、记忆电路510以及第二逻辑电路512之外，更包括电阻R1与电容C1。其中，记忆电路510可以是正反器，且可以例如是D型的正边缘触发正反器，但不以此为限。
在本实施例中，请结合图6与图7，第一逻辑电路508包括与门520、晶体管Q1、电阻R2与R3，且晶体管Q1则是根据中央处理器502传来的过热信号(可以是CPU_THERMTRIP_L)而作动。与门520为接收过热信号与电压侦测信号，并经处理后输出第一逻辑信号至记忆电路510。
在图7中，为方便解说，故将记忆电路510以D型正反器代替。此记忆电路510的输入端具有一时钟(CLK)端、一D端、一重设(PER#)端与一清除(CLR#)端，记忆电路510的输出端具有一Q端与一Q#端。其中，时钟(CLK)端是耦接至与门520的输出端，D端接地，重设(PER#)端耦接至反相器514的输出端、Q端耦接至与门512的输入端，Q#端则浮接。
表2
表2为记忆电路510的真值表。
在本实施例中，其为利用一个与门512将过热信号(CPU_THERMTRIP_L)的反相和电压侦测信号(PWROK电源供应器正常开启后才会被拉到高电位)结合在一起，以产生一个高电位来避免系统不正常的关机。
然后，再利用记忆电路510去控制过热信号(CPU_THERMTRIP_L)的后续动作。当电源供应器506的连接器被插到系统电路板600后，记忆电路510的输出端Q将会被设定成高电位(真值表2中的1)，之后记忆电路510又会根据真值表2中的3而继续将输出端Q保持在高电位。此时，记忆电路510才算完成初始的输出设定。
在系统开机后一段时间时，当中央处理器502侦测到内部的温度达到设定的一个温度值时，中央处理器502会将过热信号(CPU_THERMTRIP_L)拉到低电位。此时，过热信号(THERMTRIP)会产生一个从低电位到高电位的一个信号(真值表2中的2)，这一个信号将会把记忆电路510的输出端Q设定为低电位，再和控制信号(SIO_ONCTL_L)经过反相后的反相信号用反与门在一起，而产生及输出电源控制信号至电源供应器506，以关掉电源供应器506。
在本实施例中，这个电源控制信号(PSON_L)将保持在低电位直到控制信号(SIO_ONCTL_L)被输入输出控制器516设定为高电位之后(真值表2中的3)，才会将电源控制信号的输出重新设定高电位。此时，系统电路板500将持续保持在关机状态，即使，使用者按下电源开关键，也无法开机。而此状态将持续到直到控制信号(SIO_ONCTL_L)被输入输出控制器516转换为低电位后才能被重新开机。
在本发明的较佳实施例中，输入输出控制器516还可包括一过热信号处理单元(图中未示)，此过热信号处理单元对所接收到的过热信号做处理，并输出控制信号。
在本发明的较佳实施例中，电阻R3为接收内存电压，电阻R2为接收工作电压，与门520、记忆电路510的输入端CLR#、与门512、反相器514均接收备用电源。
综合以上所述，本发明的过热保护电路与系统电路板，可于规定时间内关掉电源，以避免关闭电源的时间过长而产生中央处理器因过热而烧坏的情况。
权利要求
1.一种过热保护电路，电性耦接至一电源供应器，并接收一电压侦测信号、一控制信号与一过热信号，其特征在于该过热保护电路包括一接收电压侦测信号与过热信号的第一逻辑电路，以对电压侦测信号与过热信号做运算而输出一第一逻辑信号；一记忆电路，电性耦接至第一逻辑电路，并接收第一逻辑信号与控制信号，以对第一逻辑信号与控制信号做运算而输出一闩锁信号；以及一第二逻辑电路，电性耦接至上述记忆电路，并接收闩锁信号与该控制信号，以对闩锁信号与控制信号做运算而输出一电源控制信号；其中，电源供应器则根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
2.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于该过热保护电路为电性接至一中央处理器，该中央处理器系于侦测到温度超过一默认值时，输出该过热讯号。
3.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于该过热保护电路为电性耦接至一输入输出控制器。
4.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于该过热保护电路为电性耦接至一电压侦测电路，该电压侦测电路系为侦测该电源供应器之一输出电压，用以得到及输出该电压侦测讯号。
5.根据权利要求1所述的过热保护电路，其中该记忆电路系根据该控制信号决定清除该记忆电路与否。
6.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于所述第一逻辑电路至少包括一与门，该与门系接收电压侦测讯号与该过热讯号，用以输出该第一逻辑讯号。
7.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于所述第二逻辑电路包括一与门，该与门系接收电压侦测讯号与该过热讯号，用以输出该第一逻辑讯号。
8.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于所述记忆电路包括一正反器，该正反器系接收该第一逻辑讯号与该控制讯号，用以输出该闩锁讯号。
9.一种过热保护电路，电性耦接至一电源供应器，并接收一电压侦测信号、一控制信号与一过热信号，其特征在于该过热保护电路包括一接收电压侦测信号与过热信号的第一逻辑电路，以对电压侦测信号与过热信号做运算而输出一第一逻辑信号；一反相器，其接收控制信号，将控制信号反相后，输出一反相控制信号；一记忆电路，其电性耦接至第一逻辑电路与反相器，并接收第一逻辑信号与反相控制信号，以对第一逻辑信号与反相控制信号做运算而输出一闩锁信号；以及一第二逻辑电路，其为电性耦接至记忆电路与反相器，并接收该闩锁信号与反相控制信号，以对闩锁讯号与反相控制信号做运算而输出一电源控制信号；其中，电源供应器则根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
10.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于该过热保护电路为电性接至一中央处理器，该中央处理器系于侦测到温度超过一默认值时，输出该过热讯号。
11.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于所述反相器为电性耦接至一输入输出控制器，用以接收该控制讯号。
1 2.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于该过热保护电路为电性耦接至一电压侦测电路，该电压侦测电路系为侦测该电源供应器之一输出电压，用以得到及输出该电压侦测讯号。
13.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于所述记忆电路为根据控制信号决定清除记忆电路与否。
14.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于所述第一逻辑电路至少包括一与门，该与门系接收电压侦测讯号与该过热讯号，用以输出该第一逻辑讯号。
15.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于所述第二逻辑电路包括一与门，该与门系接收电压侦测讯号与该过热讯号，用以输出该第一逻辑讯号。
16.根据权利要求9所述的过热保护电路，其特征在于所述记忆电路包括一正反器，该正反器系接收该第一逻辑讯号与该控制讯号，用以输出该闩锁讯号。
17.一种系统电路板，其特征在于该系统电路包括有一中央处理器，在侦测到温度超过一默认值时，输出一过热信号；一输入输出控制器，其电性耦接至中央处理器，以根据该过热讯号输出一控制信号；一过热保护电路，其为电性耦接至中央处理器与输入输出控制器，并接收一电压侦测信号、该过热信号与该控制信号，且该过热保护电路包括一接收电压侦测信号与过热信号的第一逻辑电路，以对电压侦测信号与该过热信号做运算而输出一第一逻辑信号；一反相器，其接收该控制信号，将该控制信号反相后，输出一反相控制信号；一记忆电路，其为电性耦接至第一逻辑电路与反相器，及接收第一逻辑信号与反相控制信号，以对第一逻辑信号与反相控制信号做运算而输出一闩锁信号；以及一第二逻辑电路，其为电性耦接至记忆电路与反相器，并接收闩锁信号与反相控制信号，以对闩锁信号与反相控制信号做运算而输出一电源控制信号；以及一电源供应器，其电性耦接至第二逻辑电路，以根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
18.根据权利要求17所述的系统电路板，其特征在于包括一电压侦测电路。
19.根据权利要求17所述的系统电路板，其特征在于所述记忆电路是根据控制信号决定清除记忆电路与否。
20.根据权利要求17所述的系统电路板，其特征在于所述第一逻辑电路至少包括一与门。
21.根据权利要求17所述的系统电路板，其特征在于所述第二逻辑电路包括一与门。
22.根据权利要求17所述的系统电路板，其中该记忆电路包括一正反器，该正反器。
23.根据权利要求17所述的系统电路板，其特征在于所述输入输出控制器包括一过热信号处理单元
24.一种系统电路板，其特征在于该系统电路板包括有一中央处理器，在侦测到温度超过一默认值时，输出一过热信号；一输入输出控制器，其电性耦接至中央处理器，用以根据过热信号输出一控制信号；一过热保护电路，其电性耦接至中央处理器与输入输出控制器，并接收一电压侦测信号、过热信号与控制信号，且该过热保护电路包括一接收电压侦测信号与过热信号的第一逻辑电路，其以对应电压侦测信号与过热信号做运算而输出一第一逻辑信号；一记忆电路，其电性耦接至第一逻辑电路，及接收第一逻辑信号与反相控制信号，以对应第一逻辑信号与控制信号做运算而输出一闩锁信号；以及一第二逻辑电路，其电性耦接至记忆电路，并接收闩锁信号与控制信号，以对闩锁信号与控制信号做运算而输出一电源控制信号；以及一电源供应器，其电性耦接至第二逻辑电路，以根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。
25.根据权利要求23所述的系统电路板，其特征在于更包括一电压侦测电路。
26.根据权利要求23所述的系统电路板，其特征在于所述输入输出控制器包括一过热信号处理单元。
全文摘要
本发明公开了一种过热保护电路与系统电路板，此过热保护电路是接收一电压侦测信号、一控制信号与一过热信号，且包括第一逻辑电路、记忆电路以及第二逻辑电路。所述第一逻辑电路接收电压侦测信号与过热信号，并对电压侦测信号与过热信号做运算而输出一第一逻辑信号。所述记忆电路接收第一逻辑信号与控制信号，并对第一逻辑信号与控制信号做运算而输出闩锁信号。所述第二逻辑电路接收闩锁信号与控制信号，并对闩锁信号与控制信号做运算而输出电源控制信号。其中，电源供应器则根据电源控制信号决定中断输出一工作电压。通过本发明，其可于规定时间内关掉电源，从而避免关闭电源的时间过长而产生中央处理器因过热而烧坏的情况。
文档编号H02H7/20GK101047310SQ20061002515
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者陳均旭 申请人:泰安电脑科技(上海)有限公司, 泰安电脑科技股份有限公司