技术领域
[0001] 本发明涉及计算机主板远程控制技术领域,具体地说,涉及一种集成在计算机主板上的远程开关机控制方法及系统。
相关背景技术
[0002] 在现代计算机中,远程管理和控制是一项重要功能,然而,在待机状态下进行远程重启时,需要计算机主板的主控芯片接收重启指令后,输出一个电压较高的信号,当计算机主板的主控芯片输出一个高电压信号到三极管的基极时,基极和发射极之间的电压会超过三极管的开启电压,三极管就会进入导通状态,在导通状态下,集电极和发射极之间的电阻会变得非常小,电流可以顺利通过,集电极和发射极之间形成了一个低阻抗通路,低阻抗通路意味着电流可以更容易地通过该路径,当电流通过导线或电路时,会产生磁场,如果电流较大,产生的磁场强度也会增加,从而增加计算机主板的电磁干扰,导致计算机整体性能的稳定性降低,当增加计算机主板的电磁干扰时,无法确保计算机主板信号在高速传输情况下完整性,从而降低了计算机主板信号的传输质量,于是我们提供了一种集成在计算机主板上的远程开关机控制方法及系统。
具体实施方式
[0016] 下面将结合本发明中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017] 请参阅图1所示,本实施例目的之一在于,提供了一种集成在计算机主板上的远程开关机控制方法,包括如下方法步骤:S1、通过主控芯片接收重启指令并输出一个高电压信号,高电压信号经过二极管和电阻到达三极管的基极中,记录此时基极电压和基极电流数据,根据基极电压计算电压差并判断三极管是否进入导通状态,当三极管进入导通状态时,根据基极电流数据判断三极管状态;
所述S1具体如下步骤中S1.2的具体判断情况:
情况①:当基极电流数据低于设定的基极电流范围阈值时,则没有集电极电流通过;
情况②:当基极电流数据在设定的基极电流范围阈值内时,则集电极电流在集电极和发射极之间流动,受到基极电流的控制;
情况③:当基极电流数据超出设定的基极电流范围阈值时,则集电极电流顺利通过,集电极和发射极之间形成了一个低阻抗通路;
S1.1、通过主控芯片接收重启指令,当接收到重启指令时,则主控芯片输出一个高电压信号,主控芯片将高电压信号输入二极管中,用于防止反向电流或进行信号的整流,高电压信号通过二极管经过电阻时,用于限流电阻,保护三极管的基极不受过电流的损害,当高电压信号通过电阻到达三极管的基极中,并记录此时基极电压数据 和基极电流数据、发射极电压数据 、集电极和发射极之间的电压数据 ,根据基极电压数据 和发射极电压数据 计算基极相对于发射极的电压差 ,再利用基极相对于发射
极的电压差 与三极管的开启电压阈值(三极管的开启电压阈值取值范围为 ,单位是伏特/ )判断三极管是否进入导通状态,当基极相对于发射极的电压差 大于三极管的开启电压阈值时,则三极管进入导通状态;
三极管的基本结构包括基极、集电极、发射极;
S1.2、当三极管进入导通状态时,根据基极电流数据 计算集电极电流数据
,其中, 指的是三极管的电流放大系数,再根据集电极和发射极之间的电压数据 和集电极电流数据 计算集电极和发射极之间的电阻 ,利用集电极和发
射极之间的电阻 和基极电流数据 判断三极管状态;
具体判断情况:
情况①:当集电极和发射极之间的电阻 大于设定的集电极和发射极之间的电
阻阈值,且基极电流数据 低于设定的基极电流范围阈值时,判定三极管处于截止状态,使基极‑发射极结是反向偏置的,集电极‑基极结也是反向偏置的,则没有集电极电流通过;
情况②:当集电极和发射极之间的电阻 大于设定的集电极和发射极之间的电
阻阈值,且基极电流数据 在设定的基极电流范围阈值内时,判定三极管进入放大区状态,使基极‑发射极结是正向偏置的,集电极‑基极结是反向偏置的,则集电极电流在集电极和发射极之间流动,但受到基极电流的控制;
情况③:当集电极和发射极之间的电阻 小于设定的集电极和发射极之间的电
阻阈值,且基极电流数据 超出设定的基极电流范围阈值时,判定三极管进入饱和区状态,使基极‑发射极结和集电极‑基极结都是正向偏置的,则集电极电流顺利通过,集电极和发射极之间形成了一个低阻抗通路;
S2、当集电极和发射极之间形成了一个低阻抗通路,判定计算机主板存在电磁干扰问题,利用示波器对计算机主板测量点的纹波电流数据和纹波电压数据进行测量并进行计算机主板电容值和计算机主板未屏蔽时磁场强度的计算,再根据计算机主板电容值对计算机主板进行滤波电容,利用计算机主板未屏蔽时磁场强度计算电磁屏蔽强度系数并进行屏蔽措施;
S2.1、从S1.2中得知基极电流数据 超出设定的基极电流范围阈值时,集电极和发射极之间形成了一个低阻抗通路,判定基极电流数据 大,使计算机主板存在电磁干扰问题,利用示波器对计算机主板测量点的纹波电流数据 和纹波电压数据 进行测量,再通过频谱分析仪测量计算机主板电源噪声频率 、数字信号噪声频率 、环境噪声频率 ,根据纹波电流数据 、纹波电压数据 、电源噪声频率 、数字信号噪
声频率 、环境噪声频率 进行计算机主板电容值的计算,得出计算机主板电容值 ,再根据计算机主板电容值对计算机主板进行滤波电容,通过精确计算电容值,可以选择合适的滤波电容,有效减少电源输出的纹波电压,提高电源的稳定性,同时选择合适的滤波电容,可以减少数字信号中的噪声,提高信号的完整性;
所述S2具体如下步骤中S2.1的计算机主板电容值的实现步骤:
步骤①、收集电源噪声频率 、数字信号噪声频率 、环境噪声频率 计算总
噪声频率 ,具体算法公式:
;
其中,总噪声频率 的单位是(赫兹/Hz),
步骤②、根据纹波电流数据 、纹波电压数据 和总噪声频率进行计算机主
板电容值的计算,得出计算机主板电容值 ,具体算法公式:
;
其中,计算机主板电容值 的单位是(法拉/F),2指的是常数,该公式用于进行计算机主板电容值的计算,通过精确计算电容值,可以选择合适的滤波电容,有效减少电源输出的纹波电压,提高电源的稳定性。
[0018] S2.2、通过S2.1得知对计算机主板进行滤波电容后,根据纹波电流数据 进行计算机主板未屏蔽时磁场强度的计算,得出计算机主板未屏蔽时磁场强度 ,其中, 指的是电流环的面积,指的是测量点距离电流环的距离,2指的是常数,通过计算纹波电流引起的磁场强度,可以全面了解计算机主板及其周边环境的磁场分布情况,再根据计算机主板磁场强度 和总噪声频率 进行计算机主板未屏蔽时电场强度的计算,得出计算机主板未屏蔽时电场强度 ,其中,指的是虚数单位, 指的是磁导率,通过计算计算机主板未屏蔽时的电场强度,可以全面评估主板及其周边设备的电磁环境,有利于制定更有效的电磁屏蔽措施,利用计算机主板未屏蔽时磁场强度 和计算机主板未屏蔽时电场强度 进行电磁屏蔽强度系数的计算,根据电磁屏蔽强度系数对计算机主板进行屏蔽措施,通过精确计算电磁屏蔽强度系数,可以有效减少计算机主板的电磁干扰,提高计算机整体性能的稳定性,同时通过减少电磁干扰,可以确保计算机主板信号在高速传输情况下完整性,提高了计算机主板信号的传输质量;
所述S2具体如下步骤中S2.2的计算电磁屏蔽强度系数实现原理:
收集计算机主板未屏蔽时磁场强度 和计算机主板未屏蔽时电场强度 进行电
磁屏蔽强度系数的计算,得出电磁屏蔽强度系数 ,具体算法公式:
;
其中, 指的是历史屏蔽措施后的电场强度, 指的是历史屏蔽措施后的磁
场强度,该公式用于进行电磁屏蔽强度系数的计算,通过精确计算电磁屏蔽强度系数,可以有效减少计算机主板对外部环境的电磁干扰,提高整体系统的电磁兼容性;
S3、利用低阻抗通路使高电压信号被拉低,高电压信号变为低电压信号,从而触发计算机主板的远程开关机或重启的控制,通过万用表检测设定待机时间中计算机主板的漏电流和电源电压进行计算机主板静态功耗的计算,利用计算机主板静态功耗判断是否对计算机主板电路模块进行断电,当计算机主板的电路模块存在高静态功耗,将计算机主板的电路模块进行断电;
S3、通过S2.2得知对计算机主板进行屏蔽措施后,利用低阻抗通路使高电压信号被拉低,高电压信号变为低电压信号,从而触发远程集成开关模块,远程集成开关模块通过集成计算机主板IO芯片、计算机主板电路的电流和电压的变化对计算机主板进行远程开关机或重启的控制,当计算机主板触发远程开机或重启时,计算机处于待机状态,通过万用表检测设定待机时间中计算机主板的漏电流 (漏电流是指在计算机主板电路中,即使计算机主板的电路模块处于不工作状态时,仍然存在的微小电流)和电源电压 ,根据计算机主板的漏电流 和电源电压 进行计算机主板静态功耗的计算,得出计算机主板静态功耗 ,通过得知计算机主板静态功耗,可以准确地量化计算机主板在待
机状态下的静态功耗,可以了解计算机主板的电路模块在不活动时的实际电能消耗,利用计算机主板静态功耗 与设定的静态功耗阈值判断是否对计算机主板电路模块进行断电,当算机主板静态功耗 大于设定的静态功耗阈值,判定计算机处于待机状态时,计算机主板的电路模块存在高静态功耗,将计算机主板的电路模块进行断电,通过对计算机主板的电路模块进行断电,可以减少计算机长时间处于待机状态下的功耗,降低计算机整体能耗,同时将必要的组件保持通电,其余组件断电,提高了计算机主板资源的利用效率;
计算机主板的电路模块包括CPU内核、GPU内核、外设接口(键盘控制器、鼠标控制器、显示控制器)、内存、高速缓存、时钟生成器、I/O(键盘控制器、鼠标控制器、显示控制器)电路模块。
[0019] 请参阅图2所示,本发明目的之二在于,提供了一种集成在计算机主板上的远程开关机控制系统,用于实现上述的控制方法,包括导通判断单元1、磁场电容单元2和远程控制单元3;导通判断单元1获取一个高电压信号并经过二极管和电阻到达三极管的基极中,记录基极电压和基极电流数据,根据基极电压计算电压差并判断三极管是否进入导通状态;
磁场电容单元2用于接收导通判断单元1中三极管进入导通状态的命令,判定计算机主板存在电磁干扰问题,利用示波器对计算机主板测量点的纹波电流数据和纹波电压数据进行测量并进行计算机主板电容值和计算机主板未屏蔽时磁场强度的计算,再根据计算机主板电容值对计算机主板进行滤波电容,利用计算机主板未屏蔽时磁场强度计算电磁屏蔽强度系数并进行屏蔽措施;
远程控制单元3用于接收磁场电容单元2中计算机主板进行屏蔽措施后的命令,利用低阻抗通路使高电压信号被拉低,从而触发计算机主板的远程开关机或重启的控制,计算机主板的漏电流和电源电压并进行计算机主板静态功耗的计算,利用计算机主板静态功耗判断是否对计算机主板电路模块进行断电。
[0020] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。