过温保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于电子电路中的过温保护电路，适用于模拟集成电路领域。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路技术的不断发展，集成电路的集成度不断增大，单块芯片上集成的 元件数目越来越多，芯片的功耗不断增大，某些集成电路如开关电源、驱动电路等经常会面 临芯片在功率管附近温度升高过快的问题，过高的温度会严重影响芯片工作的性能和可靠 性，甚至于会对芯片产生永久性的损害。
[0003] 为了避免温度过高对芯片造成的伤害，需要将过温保护电路集成在芯片功率管附 近，当芯片局部温度达到一定值时使芯片停止工作，让芯片降温。
[0004] 传统的过温保护电路如图1所示，利用了PTAT电流和纵向PNP的PN结对温度敏 感的特性，由于PN结正向导通压降具有负温度系数，而偏置电流具有正温度系数，从而组 成温度传感器，检测温度的变化。随着芯片温度的升高，PN结导通电压越来越低，而PTAT电 流流过电阻上的电压则会越来越高，当温度超过设置的阈值温度时，比较器输出发生翻转， 比较器此时输出高电平，经过输出整形电路后使得芯片进入热关断状态，并且通过M4管和 电阻R2实现了温度的滞回。
[0005] 传统方案的缺陷在于：传统方案需要增加设计PTAT电流的电路，且采用电压比较 器实现过温输出电压的翻转，比较器必须要有较高的分辨率，且在高温下也能稳定工作，因 此电路结构比较复杂，使用元器件数目较多，占用版图面积较大，实现代价比较大。
【发明内容】
[0006] 为了解决传统过温保护方案的电路结构较为复杂，需要用到高精度比较器，占用 版图面积较大等的缺陷，本发明提出了一种电路结构简单，无需任何比较器和PTAT电流电 路的具有温度滞回的过温保护电路。
[0007] 本发明的技术方案为：一种过温保护电路，包括：恒定电流产生电路，输出控制电 路，输出整形电路，所述恒定电流产生电路用于为过温保护电路提供稳定的电流偏置；所述 输出控制电路用于将温度信号转换为电信号，并控制过温保护电路的输出；所述输出整形 电路用于将输出控制电路的输出信号进行整形输出，其中，
[0008] 所述的恒定电流产生电路包括：第二电阻R2、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、 第一PMOS管MPl和第二PMOS管MP2,其中第二电阻R2的一端与电源电压VCC相连，第二 NMOS管MN2的栅极与漏极相连，并且与第二电阻R2的另一端和第三NMOS管MN3的栅极相 连，第一PMOS管MPl的栅极和漏极相连，并与第二PMOS管MP2的栅极相连，第一PMOS管 MPl的漏极和第三NMOS管MN3的漏极相连，第一PMOS管MPl和第二PMOS管MP2的源极接 电源电压VCC，第二NMOS管MN2和第三NMOS管MN3的源极接地电位；
[0009] 所述的输出控制电路包括：第一电阻R1、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第三 PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5和第一反相器IVl，其中，第三PMOS管MP3、 第四PMOS管MP4和第五PMOS管MP5的栅极均与第二PMOS管MP2的栅极相连，第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4和第五PMOS管MP5的源极与电源电压VCC相连，第五NMOS管MN5 的漏极与第五PMOS管MP5的漏极和第一反相器IVl输入端相连，第五NMOS管丽5的源极 与地电位相连；
[0010] 所述的输出整形电路包括：第二反相器IV2和第三反相器IV3,其中第二反相器 IV2的输入端与第一反相器IVl输出端相连，第二反相器IV2的输出与第三反相器IV3的输 入端相连，第三反相器IV3的输出端作为过温保护电路的输出端。
[0011] 作为优选方式，所述输出控制电路中的第一电阻Rl为负温度系数的热敏电阻，其 阻值随着温度的升高而降低，第一电阻Rl的一端分别与控制管Ml的栅极和第四NMOS管 MM的源极相连，并且产生第一电压节点A，第一电阻Rl的另一端与地电位相连。
[0012] 作为优选方式，所述输出控制电路中的控制管Ml为NMOS管，NMOS管Ml的漏极与 第四PMOS管MP4的漏极和第五NMOS管MN5的栅极相连，NMOS管Ml的源极与地电位相连。
[0013] 作为优选方式，所述输出控制电路中的第四NMOS管MM为迟滞控制管，其栅极与 第二反相器IV2的输出端相连，漏极与第三PMOS管MP3的漏极相连，NMOS管Ml的源极与 Ml管的栅极相连。
[0014] 作为优选方式，所述负温度系数的热敏电阻设置在芯片中最易发热的元件附近。
[0015] 作为优选方式，所述芯片中最易发热的元件为功率器件和感性负载。使得热敏电 阻能够更加精确的检测芯片温度的变化。
[0016] 恒定电流产生电路用于为过温保护电路提供稳定的电流偏置；输出控制电路用于 将温度信号转换为电信号，并控制过温保护电路的输出；输出整形电路用于将输出控制电 路的输出信号进行整形输出，所述第一电阻Rl和Ml管分别为具有负温度系数的热敏电阻 和NMOS管，第一电阻和Ml管用于对芯片温度进行实时检测并作出响应。
[0017] 本发明的有益效果为：本发明提出的过温保护电路结构简单，无需任何高精度的 电压比较器，所用元器件数量少，对温度的控制精度高，能非常准确的在热关断温度阈值点 产生关断信号，便于调试，本发明具有温度滞回功能，防止了芯片在温度阈值点附近热振荡 的发生，当芯片温度低于热关断温度阈值点时，电路输出低电平，芯片处于正常工作状态， 当芯片温度超过热关断温度阈值点时，电路输出高电平，使得芯片停止工作，非常适合于在 电源管理或者LED驱动等芯片中使用。
【附图说明】
[0018] 图1是传统的过温保护电路的电路图。
[0019] 图2是本发明提出的过温保护电路的电路图。
[0020] 图3是本发明提出的过温保护电路的仿真波形图。
[0021] 其中，1为恒定电流产生电路，2为输出控制电路，3为输出整形电路。
【具体实施方式】
[0022] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0023] 如图2所示，一种过温保护电路，包括：恒定电流产生电路1，输出控制电路2,输出 整形电路3,所述恒定电流产生电路1用于为过温保护电路提供稳定的电流偏置；所述输出 控制电路2用于将温度信号转换为电信号，并控制过温保护电路的输出；所述输出整形电 路3用于将输出控制电路的输出信号进行整形输出，其中，
[0024] 恒定电流产生电路1包括：第二电阻R2、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一 PMOS管MPl和第二PMOS管MP2,其中第二电阻R2的一端与电源电压VCC相连，第二NMOS 管MN2的栅极与漏极相连，并且与第二电阻R2的另一端和第三NMOS管MN3的栅极相连，第 一PMOS管MPl的栅极和漏极相连，并与第二PMOS管MP2的栅极相连，第一PMOS管MPl的 漏极和第三NMOS管MN3的漏极相连，第一PMOS管MPl和第二PMOS管MP2的源极接电源电 压VCC，第二NMOS管MN2和第三NMOS管MN3的源极接地电位；
[0025] 输出控制电路2包括：第一电阻R1、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第三PMOS 管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5和第一反相器IVl，其中，第三PMOS管MP3、第四 PMOS管MP4和第五PMOS管MP5的栅极均与第二PMOS管MP2的栅极相连，第三PMOS管MP3、 第四PMOS管MP4和第五PMOS管MP5的源极与电源电压VCC相连，第五NMOS管MN5的漏极 与第五PMOS管MP5的漏极和第一反相器IVl输入端相连，第五NMOS管丽5的源极与地电 位相连；
[0026] 输出整形电路3包括：第二反相器IV2和第三反相器IV3,其中第二反相