[发明专利]一种过温保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种过温保护电路，具体地说，涉及模拟集成电路中能对电路进行温度检测并在工作温度过高时进行保护的过温保护保护电路。

背景技术

某些集成电路产品如电源、驱动器件等经常要面临工作温度过高，发热量过大，导致电路不能正常工作甚至永久性烧毁的问题，这就需要将过温保护电路集成在电路里。过温保护电路的作用在于，对电路工作温度进行监测，在集成电路工作温度达到设定值以后发生动作，完成关断电路、关断电源等功能，起到保护电路的目的。

传统过温保护电路的工作方案如图1所示。电流源12驱动电阻R11在节点102处产生温度设定电位；连接成二极管连接形式的三极管Q11，在节点101产生一个具有负温度系数的输出电位，即，随着温度的升高，节点101输出电位会逐渐降低。在正常的工作温度下，节点101的电位会比节点102设定的电位高，当温度升高，节点101的电位从高于节点102的值降低到低于102的值时，比较器13在节点103的输出电位也发生改变(高电位到低电位，或者相反)。经过整形电路14整形后在节点104输出一个数字控制信号，提供给需要保护的电路，将其关断，防止其因过热而烧毁。

传统方案的缺陷在于，集成电路工艺中难以实现高精度高阻值的电阻。高精度的电阻需要占用相当大的芯片面积；而采用低阻值电阻，为了达到所需的设定电压，就要增大流过它的电流，从而使电路功耗增大。传统的过温保护电路中，为了兼顾面积和功耗，常会使用方块电阻较大的多晶电阻或者阱电阻，这就意味着在较差情况下，R11的阻值偏差可以达到10～20％。这意味着，由R11和电流源12设定的节点102的电位也可能有很大的偏差，致使保护电路不能在所设计的温度点发生动作，甚至有可能出现在极高温度下才能动作，或者在正常工作温度下提前动作的情况。这不仅失去了其作为保护电路的应具有的功能，还将严重干扰被保护电路的正常工作。

以电阻分压阵列配合缓冲器分压基准电压的方式，可以克服工艺偏差的影响，实现准确的温度设定。但其缓冲器的电路结构的特殊性对要求部分NMOS管的衬底可以连到电路的其它节点而非接地。某些制造工艺中，所有NMOS器件都被制作在相同的衬底上，这样的制造工艺里无法实现这种电路连接。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提出了一种能减小或消除工艺偏差造成的热关断阈值温度的偏差，并对制造工艺无特殊要求的过温保护电路。

(二)技术方案

本发明解决其技术问题所采用的方案是：

一种过温保护电路，该电路包括电阻分压阵列、比较器、负温度系数电压支路和输出整形电路，该电路工作在稳定的电源电压下，电阻分压阵列对电源电压进行分压，产生用于设定热关断阈值温度的设定电位，设定电位经比较器与负温度系数电压支路产生的电压比较，产生控制信号并经输出整形电路整形输出。

上述方案中，所述电阻分压阵列对电源分压产生温度设定电位，从而设定热关断阈值温度。

上述方案中，所述电阻分压阵列为两个或两组串联在一起的同类电阻，其比值精度决定了对电源电压分压的精度。

上述方案中，所述比较器是一个差分放大器。

上述方案中，所述负温度系数电压支路由一负温度器件和一电流源构成，负温度器件和电流源串联连接。

上述方案中，所述输出整形电路由两个串联的反相器构成。

(三)有益效果

本发明提供的这种过温保护电路，能克服集成电路制造过程中工艺偏差的影响，准确地在预设的温度点产生关断信号，以控制被保护电路或其辅助电路关断，实现对电路的过温保护。而且本电路对制造工艺无特殊要求。

附图说明

图1为传统的过温保护电路原理图；

图2为本发明实施例所述的过温保护电路原理图；

图3为本发明实施例所述的负温度系数电压支路的电路原理图；

图4为传统过温保护电路的在三种工艺角下的仿真曲线图；

图5为本发明实施例所述的电路在三种工艺角下的仿真曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。