专利名称：电力设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力设备，尤其涉及电力设备内部工作温度环境的自动调 节。
背景技术：
由于电力设备长期工作在无人值守的室外空间，面对高温、严寒、雨水、灰尘等恶 劣环境，同时作为电力电子设备，又必须要求性能稳定，成本低。因此，电力设备必须拥有一 种完善的内部工作温度环境自动调节机制。一般地，各类电力设备是采用风扇、气窗和导热通道来处理发热。由于存在气窗， 水汽和灰尘就比较容易进入电力设备内部，会影响到电力设备内部各电子元器件的工作性 能，进而影响整个电子产品的性能，同时，风扇的使用寿命也大大降低了整个电力设备的使 用寿命。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种电力设备，其内部工作温度环境的自动调节无 须气窗，也无须风扇，从而可大大延长使用寿命。为了实现上述的目的，本实用新型提出一种电力设备，其包括完全密封的外壳和 设置于该外壳所围成的腔体中的多个功能模块以及控制各功能模块运行的主芯片。主芯 片具有自动调节自身工作频率和协调各子功能模块工作的功能，通过自动调节自身工作频 率、启用或者关闭各功能模块来增加或减少整个电力设备的功耗。功能模块包括温度控制 模块和至少一通信模块，如WiFi，LAN，GSM/GPRS, PLC, RS485，RS232等。该温度控制模块为 一个温度控制电路，包括连接成一体的温度探测部分和温度比较判断部分，该温度探测部 分不断地将检测到温度检测点的温度转换为电信号送给该温度比较判断部分，该温度比较 判断部分根据其内部预设的阈值与该温度的电信号的比较结果而确定其输出信号；该温度 控制电路与该主芯片电连接，该主芯片根据其获得的温度控制电路的输出信号而调节自身 工作频率和各子功能模块工作方式，进而调节设备内部功耗和发热量。该温度比较判断部分内部预设的阈值包括高温保护阈值和低温启动阈值，相应 地，该温度比较判断部分的输出信号包括用以表示高温高出阈值的第一报警信号和用以表 示低温低出阈值的第二报警信号，该主芯片在收到该第一报警信号时降低该电力设备的功 耗，该主芯片在收到该第二报警信号时增加该电力设备的功耗。该温度比较判断部分还包括温度降幅判断电路，其在该第一报警信号发生时启动 定时器，于该定时器设定的时间间隔到时，将当前的温度信号值与高温保护阈值进行比较 并输出用以表示温度降幅是否达到预设的阈值而输出第三报警信号给该主芯片以调节该 电力设备的功耗。该主芯片调节该电力设备的功耗的过程包括步骤一、该主芯片在收到该第一报警信号时，降低其自身的工作频率；[0010]步骤二、该主芯片在收到该第三报警信号时，如果温度降幅达到了预设的阈值，表 明该主芯片降频达到了降温的预期效果，该主芯片维持当前的功耗运行状态，否则的话，进 行下一步骤；步骤三、该主芯片进一步通过关闭全部或部分系统功能来降低该电力设备的功 耗，直到该主芯片收到该第二报警信号时，该温度控制电路向该主芯片发送硬件复位信号， 迫使该电力设备进入正常运行状态。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果在无须气窗，也无须风扇的情 况，可有效地对电力设备内部工作温度环境进行自动调节，从而大大延长整个电力设备的 使用寿命。
图1是本实用新型的电力设备的电路结构框图。图2是本实用新型的电力设备进行高温自我保护时的工作原理流程图。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施 例进行详细说明。本实用新型的电力设备的电路结构框图，如图1所示，包括主芯片1为电力设备的中央处理单元；温度控制模块2为电力设备的温度控制模块，负责监控和检测主芯片1的温度，并 将检测结果发送给主芯片1。当检测温度大于温度保护阈值时通知主芯片1降频；当主芯 片1降频后温度仍然未降到预期温度范围内时，通知主芯片1关闭系统。当检测温度低于 低温启动阈值时，通知主芯片1恢复系统功能。LAN模块3为电力设备提供以太网接口。WiFi模块4为电力设备的无线通信模块，它可以通过无线路由设备接入 Internet，也可以与附近的其他无线设备通信 GSM/GPRS模块5为电力设备提供基于GSM系统的数据交换接口。PLC模块6为电力设备提供基于电力线的载波通信接口。RS485模块7为电力设备提供基于485协议的通信接口。RS232模块8为电力设备提供基于RS232协议的通信接口。本实用新型的工作原理在于在电力设备内部加入温度控制模块2，用于监测设 备内部腔体温度或主发热芯片温度，在温度控制模块2内设定温度保护阈值，检测温度达 到设定阈值时，主芯片1可以选择降低工作频率、关闭设备软件系统或硬件系统的部分功 能(温度控制模块2功能除外)。当设备发热减少，温度降低之后，温度控制模块2检测温 度低于温度保护阈值，此时温度控制模块2可通知主芯片1提高工作频率、启动设备软件或 硬件系统的全部或部分功能。与此同时，设备选用良好的导热材料(比如铜结构件)连接 发热芯片和设备外壳，将热量直接导出到设备外壳，利用设备外壳的大散热面积与设备外 界环境直接进行热交换。从而设备可以不用风扇并且完全密封。在本实施例，温度控制模块2采用温度传感器和微处理器实现。微处理器中可保存多个预设的阈值，微处理器对通过温度传感器测得的温度值进行分析和判断，以送出多 种的输出信号给主芯片1以供其调节整个电力设备的功耗。在此电力设备的运行过程中，温度控制模块2始终处于工作状态，其他模块可能 处于运行状态，也可能处于关闭状态。当温度控制模块2检测发现主芯片1的温度高于温度保护阈值时，通知主芯片1 降频。在主芯片1降频一段时间后，温度控制模块2判断检测温度大于(温度保护阈值P-温 度降幅幅值Δ Q)时，通知主芯片1关闭功能模块GSM/GPRS模块5，PLC模块6，WiFi模块 4，LAN模块3，RS485模块7，RS232模块8。在本实施实例中，主芯片1是同时关闭PLC模 块6、WiFi模块4、RS485模块7以及RS232模块8，而GSM/GPRS模块5重启系统的功能和 LAN模块3的网络唤醒功能未被关闭。在设备温度降低后，当温度控制模块2判断检测温度大于低温启动温度时，温度 控制模块2通知主芯片1恢复系统。在本实施实例中，温度控制模块2向主芯片1发送重 置信号，所有功能模块重新启动。如果因为某种缘故，低温启动温度阈值设置的过低，导致功能模块功能无法恢复 时，可以由其他的方式来启动功能模块。在本实施实例中，可以通过GSM/GPRS模块5的重 置信号和基于LAN模块3的网络唤醒数据包来重新启动整个系统。需要说明的是，可以通过增加或减少电力设备的功能模块来满足各种不同情况下 的设备功能需要，也可以改变现有的各功能模块组织方式来实现更加灵活的设备功能和自 我保护的机制。与现有技术相比，采用本实用新型的电力设备，具备智能温度控制，可长期运行于 无人值守的恶劣环境、防尘、防水、高寿命等特点。本实用新型的电力设备进行高温自我保护时的工作原理流程图，如图2所示，其 中，参数说明如下高温保护阈值P 设备运行的温度上限。当温度控制模块2的检测温度达到此值 时，会通知主芯片1采取高温保护措施。温度降幅幅值AQ 指主芯片1采取降频措施后，温度下降幅度的最小值。如果温 度下降达到此值，表明主芯片1降频达到预期降温效果，否则主芯片1必须采取进一步的降 温措施。低温启动阈值S 主芯片1采取各种措施降低设备温度的同时，也影响了设备的诸 多功能。当设备温度降低达到低温启动阈值S时，主芯片1会恢复系统功能。温度控制模块2检测温度Q 指温度控制模块2检测到的主芯片1的当前温度。具体步骤如下Sl 通过设备的软件系统向温度控制模块2设置高温保护阈值P，设置温度降幅幅 值Δ Q，设置低温启动阈值S。S2 温度控制模块2检测主芯片1温度QS3 温度控制模块2判断检测温度Q是否大于温度保护阈值P，即判断Q > P是否 成立，如果成立，跳转至S4，否则返回S2S4 温度控制模块2通知主芯片1降低工作频率S5 主芯片1已低频率运行，温度控制模块2继续检测主芯片1温度Q[0044]S6 在主芯片1在降低工作频率工作一定时间后，温度控制模块2判断检测温度Q 是否比温度保护阈值P低Δ Q (温度幅值)，即判断Q < ρ- Δ Q是否成立，如果成立说明主芯 片1降频达到降温预期效果，返回S5 ；如果不成立，说明主芯片1降频未达到降温的预期效 果，跳转至S7。S7 温度控制模块2通知主芯片1关闭全部或部分系统功能S8 温度控制模块2继续检测主芯片1温度Q，主芯片1发热大大减少；S9 温度控制模块2判断检测温度是否低于低温启动阈值S,即判断Q > S是否成 立，如果成立，转S10，否则转S8S10:温度控制模块2向主芯片1发送硬件复位信号，重新启动整个系统，系统启动 后转S20以上该仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，故 凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护 范围内。比如可以向温度控制模块2添加或减少参数，以适应更加灵活多变的设备温度控制需 要。比如向温度控制模块2内添加“降频等待时间”来等待主芯片1降频降温完成，设置“多 级温度降幅幅值”来对应设备各功能模块的开启和关闭等等。温度控制模块2参数可以选择由设备软件系统设置，也可以选择直接固化。温度控制模块2可以检测主芯片1的温度，也可以检测多芯片的温度或者检测整 个设备腔体的温度。温度控制模块2在判断出检测温度高于高温保护温度阈值时，可以通知主芯片1 降频，也可以通知主芯片1关闭功能模块，或者仅通知主芯片1有高温报警，由主芯片1决 定采取那种方式来降低设备温度。主芯片1在采取降温措施时，可以是仅降频、仅关闭某功能模块或者是降频和关 闭各功能模块的组合形式，也可以是将高温报警传递给与用户交互的软件，由人工决定采 取那种降温措施。主芯片1采取降温措施之后，设备温度降低，温度值必须降低到低温启动阈值S, 设备才可以恢复系统功能。为了避免因低温启动阈值设置过低而导致系统功能无法恢复这 种情况，可以添加其他措施来重启或者恢复系统功能，这些措施可以是网络唤醒(WOL)设 备、GPRS唤醒设备、GPRS重启设备、按钮硬复位设备等等。主芯片1在恢复设备高温保护之前的状态时，可以是先恢复系统功能，也可以是 先提高工作频率，或者是两者的结合形式。恢复系统功能时，可以是一次性恢复所有系统功 能，也可以是逐次恢复各功能模块功能。
权利要求一种电力设备，包括完全密封的外壳和设置于该外壳所围成的腔体中的多个功能模块以及控制这些功能模块运行的主芯片，该主芯片具有自动调节自身工作频率和协调所述各功能模块工作的功能，所述多个功能模块包括至少一个通信模块，其特征在于，所述多个功能模块还包括温度控制模块，该温度控制模块包括连接成一体的温度探测部分和温度比较判断部分，该温度探测部分将检测到温度检测点的温度转换为电信号送给该温度比较判断部分，该温度比较判断部分根据其内部预设的阈值与该温度的电信号的比较结果而确定其输出信号；该温度控制模块与该主芯片电连接，该主芯片根据其获得的温度控制模块的输出信号而调节自身工作频率和所述各功能模块的工作方式，以调节设备内部功耗和发热量。
2.如权利要求1所述的电力设备，其特征在于，该温度比较判断部分内部预设的阈值 包括高温保护阈值和低温启动阈值，该温度比较判断部分的输出信号包括用以表示高温高 出阈值的第一报警信号和用以表示低温低出阈值的第二报警信号。
3.如权利要求2所述的电力设备，其特征在于，该温度比较判断部分还包括温度降幅 判断电路。
4.如权利要求1所述的电力设备，其特征在于，该主芯片是其本身的功耗可调节的芯片。
5.如权利要求1至3任一所述的电力设备，其特征在于，该电力设备包括设置在该腔体 中的主发热电路，该主发热电路通过导热性能好的材料与该外壳直接接触而进行散热，该 温度检测点是指该主发热电路的温度。
6.如权利要求5所述的电力设备，其特征在于，该主发热电路是指该主芯片。
专利摘要一种电力设备，其包括完全密封的外壳和设置于该外壳所围成的腔体中的多个功能模块以及控制各功能模块运行的主芯片。主芯片具有自动调节自身工作频率和协调各功能模块工作的功能。功能模块包括温度控制模块和多个通信模块，如WiFi，LAN，GSM/GPRS，PLC，RS485，RS232等。温度控制模块负责检测设备腔体中的温度，并与温度控制芯片内部预设的阈值进行比较，将比较的结果以电信号的形式通知主芯片，主芯片根据收到的信号调节自身工作频率和各子功能模块工作方式，进而调节设备内部功耗和发热量。该电力设备无须气窗，也无须风扇，可大大延长使用寿命。
文档编号H05K7/20GK201725231SQ20092026896
公开日2011年1月26日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者刘晋梅, 李勇权, 李常波, 郝松 申请人:深圳长城开发科技股份有限公司