智能变频检测控制装置的设计

洪文生　余明火

摘 要 本文分析了智能电视CPU温度与和电压，以及温度与工作状态的关系，在此基础上提出了一种智能变频检测控制装置的设计。该装置自动检测智能电视CPU温度，控制CPU的供电电压，使CPU处于稳定工作状态。本文从供电应用电路，软件控制过程对装置进行了阐述。

【关键词】温度 电压 变频检测 自动控制

1 引言

1.1 CPU温度与工作状态

智能电视机由于高频率和高功率，CPU工作发热问题，稳定性问题也成为智能电视开发者关注的问题。我们知道，CPU工作的频率会随着电压的提高而提高，当出现超频时，CPU的温度就会提高，当温度过高CPU的工作状态就会变的不稳定。在散热条件足够好的情况下，当电压一定时，CPU温度的提高往往是由于CPU负荷过大造成的。 对电视机而言，绝大多数CPU的正常工作稳定温度范围一般为0-80度，也就是说，如果环境温度是20度的话，温升不超过60度，CPU才能处于稳定的工作状态；如果夏天环境温度在35度的话，温升不超过45度，CPU 才能处于稳定的工作状态，要使CPU的处于稳定的工作状态温度当然是越低越好。

1.2 CPU温度与供电电压

温度提高是由于CPU的散热量大于散热器的排热量（对于智能电视机而言，散热器为散热片），一旦发热量与散热量趋于平衡，温度就不会升高了。发热量是由CPU的功率决定，而功率又和电压成正比，因此要控制好温度，就要控制好CPU的核心供电电压。但电压又不能过低，电压如果过低又会造成系统不稳定，在超频幅度大的时候，这对矛盾尤其明显。电视机表现的现象会有自动重启或者不开机等现象。因此如何设置好电压在极限超频时是很重要的，设置高了，散热片起不到良好的作用，设置低了，CPU受不了，处于不稳定的工作环境。

那么电视机什么状态才叫稳定呢，由于其复杂性，智能电视的稳定性也只能是相对的稳定，在合理的范围内超频，可以抵御大多数不稳定因素带来的不良后果；在CPU硬件的极限边缘超频，一个极细小的电压、电流纹波波动都有可能各种异常现象。本文所述的控制供电电压参数的设置，仅仅是其中的一种情况，可以根据各自的CPU状况去调整相应的参数。

2 控制电路系统设计

2.1 设计思路

在CPU上，设计一个温度传感器，实时的探测电视机的温度数据，CPU里面的温度分析控制模块在检测到温度超过预定的数据时，将控制信号传给CPU，CPU通过I/O输出控制核供电电路，以改取变样电路的阻值，从而降低供电电路的电压，适当的降低核电压的电压值，有效降低CPU的功率和温度，使CPU处于稳定工作状态，并使CPU不因过热而损伤。

2.2 CPU供电电路设计

以CPU工作电压为1.26V，工作电压范围为1.20V-1.32V为例。系统采用DC-DC 芯片MPS1470输入电压为12V。如图1为供电电路图，U7为DC-DC，输出端电阻R1的值为电阻R4和电阻R26的串联值，电阻R2为电阻R7、R27、R41并联后的等效电阻阻值，输出的电压VCC=基准电压×（1+R1/R2），基准电压值和使用的DC-DC有关。三极管Q5、Q6工作在两种状态下，饱和导通和截止状态，当三极管处于导通状态时，VIDO或VIDO需要置高电平，跟三极管（Q5或Q6）第三脚连接的电阻相当于接地，当置低电平或者悬空时，跟三极管（Q5或Q6）第三脚连接的电阻相当于断路。

电阻R27、 R7、R4、R26、R41分别为100K、10K、5.1K.、100Ω、39K。系统要求电压的典型值为1.26V，电压范围为1.20～1.32V，在VID0为低电平、VID1也为低电平，R2的等效电阻的阻值即为电阻R7的阻值（R2=10K），由于采用的DC-DC芯片的输出参考值为0.8V，即VCC=0.8×（1+ 5.2/10）=1.216V。当VID0为低电平，VID1为高电平时，R2的阻值即为R27和R7并联的等效电阻，阻值为9.1K，即VCC=0.8×（1+ 5.2/9.1）=1.2576V≈1.26V。同理当VID1为低电平，VID0为高电平时，R2的阻值即为R41和R7并联的等效电阻，阻值为7.96K，即VCC=0.8×（1+ 5.2/7.96）=1.3226V≈1.32V。

2.3 CPU软件控制设计

在硬件配置设置好后，系统工作时，默认状态下将VID0置于低电平，VID1置于高电平，系统启动后，核供电电压为1.26V，系统在超负荷工作下，温度传感器，检测温度超过一定值时，温度分析控制模块向CPU控制处理模块发一个降频信号，则系统将VID1也置于低电平，使工作电压为1.20V。如果CPU需要超频工作时可以将VID1设为为低电平，VID0为高电平，工作电压为1.32，此时CPU超频工作。

3 小结

智能电视而言，CPU的温度控制跟其稳定性是密切相关的，本文通过CPU温度与工作电压，CPU温度与工作状态进行分析，设计了一种自动检测CPU温度，并调整CPU供电核心电压，以保持CPU处于稳定的工作状态的装置，该装置由设计于CPU上的温度传感器检测CPU的工作温度，并检测供电电压，根据预先的硬件配置，适当的调整CPU供电的核心电压。

参考文献

[1]洪文生，余明火.变频检测控制装置及智能电子装置[J].电视技术，2014.

作者单位

深圳创维-RGB电子有限公司研发总部 广东省深圳市 518108endprint

摘 要 本文分析了智能电视CPU温度与和电压，以及温度与工作状态的关系，在此基础上提出了一种智能变频检测控制装置的设计。该装置自动检测智能电视CPU温度，控制CPU的供电电压，使CPU处于稳定工作状态。本文从供电应用电路，软件控制过程对装置进行了阐述。

【关键词】温度 电压 变频检测 自动控制

1 引言

1.1 CPU温度与工作状态

智能电视机由于高频率和高功率，CPU工作发热问题，稳定性问题也成为智能电视开发者关注的问题。我们知道，CPU工作的频率会随着电压的提高而提高，当出现超频时，CPU的温度就会提高，当温度过高CPU的工作状态就会变的不稳定。在散热条件足够好的情况下，当电压一定时，CPU温度的提高往往是由于CPU负荷过大造成的。 对电视机而言，绝大多数CPU的正常工作稳定温度范围一般为0-80度，也就是说，如果环境温度是20度的话，温升不超过60度，CPU才能处于稳定的工作状态；如果夏天环境温度在35度的话，温升不超过45度，CPU 才能处于稳定的工作状态，要使CPU的处于稳定的工作状态温度当然是越低越好。

1.2 CPU温度与供电电压

温度提高是由于CPU的散热量大于散热器的排热量（对于智能电视机而言，散热器为散热片），一旦发热量与散热量趋于平衡，温度就不会升高了。发热量是由CPU的功率决定，而功率又和电压成正比，因此要控制好温度，就要控制好CPU的核心供电电压。但电压又不能过低，电压如果过低又会造成系统不稳定，在超频幅度大的时候，这对矛盾尤其明显。电视机表现的现象会有自动重启或者不开机等现象。因此如何设置好电压在极限超频时是很重要的，设置高了，散热片起不到良好的作用，设置低了，CPU受不了，处于不稳定的工作环境。

那么电视机什么状态才叫稳定呢，由于其复杂性，智能电视的稳定性也只能是相对的稳定，在合理的范围内超频，可以抵御大多数不稳定因素带来的不良后果；在CPU硬件的极限边缘超频，一个极细小的电压、电流纹波波动都有可能各种异常现象。本文所述的控制供电电压参数的设置，仅仅是其中的一种情况，可以根据各自的CPU状况去调整相应的参数。

2 控制电路系统设计

2.1 设计思路

在CPU上，设计一个温度传感器，实时的探测电视机的温度数据，CPU里面的温度分析控制模块在检测到温度超过预定的数据时，将控制信号传给CPU，CPU通过I/O输出控制核供电电路，以改取变样电路的阻值，从而降低供电电路的电压，适当的降低核电压的电压值，有效降低CPU的功率和温度，使CPU处于稳定工作状态，并使CPU不因过热而损伤。

2.2 CPU供电电路设计

以CPU工作电压为1.26V，工作电压范围为1.20V-1.32V为例。系统采用DC-DC 芯片MPS1470输入电压为12V。如图1为供电电路图，U7为DC-DC，输出端电阻R1的值为电阻R4和电阻R26的串联值，电阻R2为电阻R7、R27、R41并联后的等效电阻阻值，输出的电压VCC=基准电压×（1+R1/R2），基准电压值和使用的DC-DC有关。三极管Q5、Q6工作在两种状态下，饱和导通和截止状态，当三极管处于导通状态时，VIDO或VIDO需要置高电平，跟三极管（Q5或Q6）第三脚连接的电阻相当于接地，当置低电平或者悬空时，跟三极管（Q5或Q6）第三脚连接的电阻相当于断路。

电阻R27、 R7、R4、R26、R41分别为100K、10K、5.1K.、100Ω、39K。系统要求电压的典型值为1.26V，电压范围为1.20～1.32V，在VID0为低电平、VID1也为低电平，R2的等效电阻的阻值即为电阻R7的阻值（R2=10K），由于采用的DC-DC芯片的输出参考值为0.8V，即VCC=0.8×（1+ 5.2/10）=1.216V。当VID0为低电平，VID1为高电平时，R2的阻值即为R27和R7并联的等效电阻，阻值为9.1K，即VCC=0.8×（1+ 5.2/9.1）=1.2576V≈1.26V。同理当VID1为低电平，VID0为高电平时，R2的阻值即为R41和R7并联的等效电阻，阻值为7.96K，即VCC=0.8×（1+ 5.2/7.96）=1.3226V≈1.32V。

2.3 CPU软件控制设计

在硬件配置设置好后，系统工作时，默认状态下将VID0置于低电平，VID1置于高电平，系统启动后，核供电电压为1.26V，系统在超负荷工作下，温度传感器，检测温度超过一定值时，温度分析控制模块向CPU控制处理模块发一个降频信号，则系统将VID1也置于低电平，使工作电压为1.20V。如果CPU需要超频工作时可以将VID1设为为低电平，VID0为高电平，工作电压为1.32，此时CPU超频工作。

3 小结

智能电视而言，CPU的温度控制跟其稳定性是密切相关的，本文通过CPU温度与工作电压，CPU温度与工作状态进行分析，设计了一种自动检测CPU温度，并调整CPU供电核心电压，以保持CPU处于稳定的工作状态的装置，该装置由设计于CPU上的温度传感器检测CPU的工作温度，并检测供电电压，根据预先的硬件配置，适当的调整CPU供电的核心电压。

参考文献

[1]洪文生，余明火.变频检测控制装置及智能电子装置[J].电视技术，2014.

作者单位

深圳创维-RGB电子有限公司研发总部 广东省深圳市 518108endprint

摘 要 本文分析了智能电视CPU温度与和电压，以及温度与工作状态的关系，在此基础上提出了一种智能变频检测控制装置的设计。该装置自动检测智能电视CPU温度，控制CPU的供电电压，使CPU处于稳定工作状态。本文从供电应用电路，软件控制过程对装置进行了阐述。

【关键词】温度 电压 变频检测 自动控制

1 引言

1.1 CPU温度与工作状态

智能电视机由于高频率和高功率，CPU工作发热问题，稳定性问题也成为智能电视开发者关注的问题。我们知道，CPU工作的频率会随着电压的提高而提高，当出现超频时，CPU的温度就会提高，当温度过高CPU的工作状态就会变的不稳定。在散热条件足够好的情况下，当电压一定时，CPU温度的提高往往是由于CPU负荷过大造成的。 对电视机而言，绝大多数CPU的正常工作稳定温度范围一般为0-80度，也就是说，如果环境温度是20度的话，温升不超过60度，CPU才能处于稳定的工作状态；如果夏天环境温度在35度的话，温升不超过45度，CPU 才能处于稳定的工作状态，要使CPU的处于稳定的工作状态温度当然是越低越好。

1.2 CPU温度与供电电压

温度提高是由于CPU的散热量大于散热器的排热量（对于智能电视机而言，散热器为散热片），一旦发热量与散热量趋于平衡，温度就不会升高了。发热量是由CPU的功率决定，而功率又和电压成正比，因此要控制好温度，就要控制好CPU的核心供电电压。但电压又不能过低，电压如果过低又会造成系统不稳定，在超频幅度大的时候，这对矛盾尤其明显。电视机表现的现象会有自动重启或者不开机等现象。因此如何设置好电压在极限超频时是很重要的，设置高了，散热片起不到良好的作用，设置低了，CPU受不了，处于不稳定的工作环境。

那么电视机什么状态才叫稳定呢，由于其复杂性，智能电视的稳定性也只能是相对的稳定，在合理的范围内超频，可以抵御大多数不稳定因素带来的不良后果；在CPU硬件的极限边缘超频，一个极细小的电压、电流纹波波动都有可能各种异常现象。本文所述的控制供电电压参数的设置，仅仅是其中的一种情况，可以根据各自的CPU状况去调整相应的参数。

2 控制电路系统设计

2.1 设计思路

在CPU上，设计一个温度传感器，实时的探测电视机的温度数据，CPU里面的温度分析控制模块在检测到温度超过预定的数据时，将控制信号传给CPU，CPU通过I/O输出控制核供电电路，以改取变样电路的阻值，从而降低供电电路的电压，适当的降低核电压的电压值，有效降低CPU的功率和温度，使CPU处于稳定工作状态，并使CPU不因过热而损伤。

2.2 CPU供电电路设计

以CPU工作电压为1.26V，工作电压范围为1.20V-1.32V为例。系统采用DC-DC 芯片MPS1470输入电压为12V。如图1为供电电路图，U7为DC-DC，输出端电阻R1的值为电阻R4和电阻R26的串联值，电阻R2为电阻R7、R27、R41并联后的等效电阻阻值，输出的电压VCC=基准电压×（1+R1/R2），基准电压值和使用的DC-DC有关。三极管Q5、Q6工作在两种状态下，饱和导通和截止状态，当三极管处于导通状态时，VIDO或VIDO需要置高电平，跟三极管（Q5或Q6）第三脚连接的电阻相当于接地，当置低电平或者悬空时，跟三极管（Q5或Q6）第三脚连接的电阻相当于断路。

电阻R27、 R7、R4、R26、R41分别为100K、10K、5.1K.、100Ω、39K。系统要求电压的典型值为1.26V，电压范围为1.20～1.32V，在VID0为低电平、VID1也为低电平，R2的等效电阻的阻值即为电阻R7的阻值（R2=10K），由于采用的DC-DC芯片的输出参考值为0.8V，即VCC=0.8×（1+ 5.2/10）=1.216V。当VID0为低电平，VID1为高电平时，R2的阻值即为R27和R7并联的等效电阻，阻值为9.1K，即VCC=0.8×（1+ 5.2/9.1）=1.2576V≈1.26V。同理当VID1为低电平，VID0为高电平时，R2的阻值即为R41和R7并联的等效电阻，阻值为7.96K，即VCC=0.8×（1+ 5.2/7.96）=1.3226V≈1.32V。

2.3 CPU软件控制设计

在硬件配置设置好后，系统工作时，默认状态下将VID0置于低电平，VID1置于高电平，系统启动后，核供电电压为1.26V，系统在超负荷工作下，温度传感器，检测温度超过一定值时，温度分析控制模块向CPU控制处理模块发一个降频信号，则系统将VID1也置于低电平，使工作电压为1.20V。如果CPU需要超频工作时可以将VID1设为为低电平，VID0为高电平，工作电压为1.32，此时CPU超频工作。

3 小结

智能电视而言，CPU的温度控制跟其稳定性是密切相关的，本文通过CPU温度与工作电压，CPU温度与工作状态进行分析，设计了一种自动检测CPU温度，并调整CPU供电核心电压，以保持CPU处于稳定的工作状态的装置，该装置由设计于CPU上的温度传感器检测CPU的工作温度，并检测供电电压，根据预先的硬件配置，适当的调整CPU供电的核心电压。

参考文献

[1]洪文生，余明火.变频检测控制装置及智能电子装置[J].电视技术，2014.

作者单位

深圳创维-RGB电子有限公司研发总部 广东省深圳市 518108endprint