用于高边功率开关的过温保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于高边功率开关的过温保护电路，适用于功率集成电路领 域。
【背景技术】
[0002] 高边功率开关电路是一种将功率器件、栅极驱动电路及保护电路集成在一起的混 合集成电路，广泛应用于各个领域，但是功率开关管在工作时会产生较高的温度，过高的温 度会造成功率开关管的热击穿，导致功率器件永久性的损坏，因此，芯片内部一般都会在功 率管附近集成过温保护电路，实现对芯片温度进行实时监控，当温度超过阈值时对功率开 关管进彳T关断。
[0003] 传统的过温保护电路利用了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， 经过整形模块后使得芯片进入热关断状态，并且通过施密特触发器实现了温度的滞回。
[0004] 传统方案的缺陷在于，传统的过温保护电路只能用于低压集成电路，不能够用于 高边功率开关等智能功率集成电路中，因为高边功率开关的电源电压一般是几伏到几十伏 之间，且要保证电源电压在几伏到几十伏之间变动时电路热关断阈值点不变，但传统的过 温保护电路的热关断阈值点会随着电源电压的变化出现较大误差，这会对功率开关电路工 作的可靠性产生很大影响。传统的过温保护电路还用到了比较器，温度滞回用到了施密特 触发器，电路结构比较复杂。
【发明内容】
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于解决现有GMA增材制造中，成 形尺寸宽度不一致及喷嘴到熔敷层上表面距离变化的问题，提供一种GM增材制造双被动 视觉传感测装置及其检测方法。
[0006] 为了解决传统过温保护方案的不能用于高边功率开关等高压环境和热关断阈值 点易受到电源电压波动的影响的缺陷，本发明提出了一种用于高边功率开关电路的过温保 护电路。
[0007] 本发明的技术方案为：一种用于高边功率开关的过温保护电路，包括：基准电压 产生模块，温度检测模块，输出控制及整形模块，正反馈迟滞模块和保护模块，其中，
[0008] 所述的基准电压产生模块的输入端与电源电压相连，产生与温度和电源电压无关 的稳定电压，且输出电压可调，输出端给其他模块供电；所述温度检测模块的输出端与输出 控制及整形模块的输入端相连，所述温度检测模块用于检测芯片温度的变化，并且将温度 信号转换为电压信号；所述输出控制及整形模块的输出端作为智能高边功率开关过温保护 电路的输出且与正反馈迟滞模块相连，根据检测信号的变化输出过温控制信号以及对电路 输出进行整形；正反馈迟滞模块的输出端与温度检测模块相连，块根据过温输出控制信号 调节温度检测信号，实现温度迟滞，防止热振荡现象；保护模块根据过温保护电路的输出控 制功率开关管的开启和关断。
[0009] 所述温度检测模块将转换后的电压信号和三极管的导通压降进行判断，若大于了 三极管的导通压降，则输出控制及整形模块输出高电平触发保护模块关断功率开关管同时 启动正反馈迟滞模块。
[0010] 进一步的，所述基准电压产生模块包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、 第六电阻R6、第七电阻R7、第一NMOS管丽1、第二NMOS管丽2、第三NMOS管丽3、第四NMOS 管MN4、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第二NPN管 Q2、第三NPN管Q3,其中，第三电阻R3的一端与电源电压相连，另一端与第一NMOS管MNl的 漏端和第二NMOS管MN2的栅极并联，第一NMOS管MNl的栅极分别与第三NMOS管MN3和第 一PMOS管MPl的漏端相连，第二NMOS管MN2的漏端与电源电压相连，源端与第三PMOS管 MP3的源端相连，第一PMOS管MPl的栅极与第二PMOS管MP2的栅极相连，第二PMOS管MP2 的栅极和漏端并联，并与第二NPN管Q2的集电极相连，第三PMOS管MP3的栅极与第四PMOS 管MP4的栅极相连，第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4的源端以及第六电阻R6的一端均 接至基准电压产生模块的输出端，并且产生第一电压节点A，第四PMOS管MP4的栅极和漏端 并联，并与第三NPN晶体管Q3的集电极相连，第三NMOS管MN3的栅极与第四NMOS管MM 的栅极相连，第四NMOS管MM的栅极和漏端并联，并与第三PMOS管MP3的漏端相连，第二 NPN管Q2的基极与第三NPN管Q3的基极相连，并与第六电阻R6的另一端和第七电阻R7的 一端相连，并且产生第二电压节点B，第三NPN管Q3的发射极与第四电阻R4的一端相连， 第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端和第二NPN管Q2的发射极相连，第一NMOS管 丽1、第三NMOS管丽3、第四NMOS管MM的源端和第五电阻R5、第七电阻R7的另一端均接 至地电位。
[0011] 进一步的，所述温度检测模块包括：第一电流源II、第二电流源12、第一电阻Rl和 第一NPN管Ql，第一电流源Il和第二电流源12的高电位端接至基准电压产生模块的输出 端，第一电流源Il的低电位端与第一电阻Rl的一端和第一NPN管Ql的集电极相连，并且 产生第三电压节点C，第二电流源12的低电位端与第一NPN管Ql的集电极相连，第一电阻 Rl的另一端和第一NPN管Ql的发射极均接至地电位。
[0012] 进一步的，所述输出控制及整形模块包括：第三电流源13、第五NMOS管MN5、第七 NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第五PMOS管MP5和第六PMOS管MP6,第五PMOS管MP5的栅 极和第七NMOS管MN7的栅极相连，并分别和第五NMOS管MN5的漏极和第三电流源13的低 电位端相连，第六PMOS管MP6的栅极和第八NMOS管MN8的栅极相连，并分别和第五PMOS 管MP5和第七NMOS管MN7的漏极相连，第六PMOS管MP6的漏极和第八NMOS管MN8的漏极 相连，并作为过温保护电路的输出端，第三电流源13的高电位端、第五PMOS管MP5和第六 PMOS管MP6的源极均接至基准电压产生模块的输出端，第五、第七和第八NMOS管的源极与 地电位相连。
[0013] 进一步的，所述正反馈迟滞模块包括：第六NMOS管MN6、第二电阻R2和第三反相 器IV3,第六NMOS管的栅极与第三反相器IV3的输出端相连，第六NMOS管MN6的漏端与第 二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端与输出响应模块的输入端相连，第六NMOS管 MN6的源端接至地电位。
[0014] 进一步的，所述保护模块包括：第九NMOS管MN9,第九NMOS管的栅极与过温保护 电路的输出端VOUT端相连，漏极与功率开关管的栅极相连，源极与地电位相连。
[0015] 进一步的，所述温度检测模块第一NPN管Ql设置在功率开关芯片中最易发热的功 率开关管附近，使得第一NPN管能够更加精确的检测芯片温度的变化。
[0016] 本发明的有益效果：
[0017] 1)本发明提出的过温保护电路可用于高边功率开关等功率集成电路中，在高压条 件下也能对电路进行精确的过温保护，且电路中只需要第二NMOS管为高压管即可。
[0018] 2)本发明提出的过温保护电路热关断阈值点不会随着电源电压的变化而变化，时 刻对芯片进行精确的过温保护，工作性能稳定。
[0019] 3)通过调节电阻R6和电阻R7的阻值可以任意调节芯片过温后过温保护电路输出 高电平的电压幅值，使其能和不同输入控制电平的功率开关电路很好的兼容，适用于各种 输入控制电平的功率开关电路中。
[0020] 4)由于正反馈迟滞模块的引入，当过温保护后，芯片温度需要降到一个设定的迟 滞温度才能解除对芯片的关断保护，防止了芯片在温度阈值点附近的不稳定开启和热震 荡，且可以通过调节电阻R2的值设定滞回温度的大小。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明提出的一种用于高边功率开关的过温保护电路的原理框图。
[0022] 图2是本发明提出的一种用于高边功率开关的过温保护电路的实施电路图。
[0023] 图3是本发明提出的一种用于高边功率开关的过温保护电路的保护模块实施电 路图。
[0024] 图4是依照本发明提出的过温保护电路的