一种分段温度补偿电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于电子电路技术，具体的说是涉及一种分段温度补偿电路。本发明的电路包括恒流模块、过温触发模块和正温系数电流源模块；其中，恒流模块使流过负载的电流恒定；过温触发模块连接正温系数电流源模块，控制其开启与电流大小；电流源模块的输出端接恒流模块的反相输入端端，作补偿电流。本发明的有益效果为：芯片输入电源电压升高，芯片温度增大，芯片不会立即关断，而是通过线性降低电阻Rs上的电压，降低电流值，进而降低芯片功耗和温度；而且在不同温度范围内采用不同的温度系数，进一步提升了芯片对温度的适应范围，更好的保护了负载和器件。
【专利说明】
一种分段温度补偿电路
技术领域
[0001] 本发明属于电子电路技术，具体的说是涉及一种分段温度补偿电路。
【背景技术】
[0002] 通常为了防止芯片因为发热烧毁而失效，大多都会具备温度补偿功能，一旦超过 设定温度时将通过线性降低工作电流的方式，维持其继续工作并降低温度。现有的温度补 偿多为全温度补偿，即在整个温度范围内采用同一补偿系数，这使得应用环境受限，不能满 足一些特殊应用的要求。
[0003] 因此，对于恒流驱动的电路而言，具有分段温度补偿电路可以很好地调节电路的 功耗以及保护驱动电路，可以应用在多种环境下。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，就是提出一种分段温度补偿电路。
[0005] 本发明技术方案:一种分段温度补偿电路，包括恒流模块、过温触发模块和正温系 数电流源模块；
[0006] 所述恒流模块由误差放大器EA、第一NM0S管NM1、电阻Rs和RF构成;其中，误差放大 器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端经电阻RF接第一 NM0S管匪1的源极，误差放 大器EA的输出端接第一匪0S管匪1的栅级；第一匪0S管匪1的源极通过电阻Rs接地，第一 NM0S管NM1的漏极接负载；
[0007] 所述过温触发模块由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电 阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五PM0S管 PM5和第六PM0S管PM6构成;其中，第三三极管Q3的基极通过第三电阻R3后接电源，第三三极 管Q3的基极通过第四电阻R4后接地，第三三极管Q3的集电极通过第五电阻R5后接电源，第 三三极管Q3的发射极接地;第五PM0S管PM5的源极接电源，其栅极通过第五电阻R5后接电 源，第五PM0S管PM5的漏极通过第九电阻R9后接地；第五PM0S管PM5漏极和第九电阻R9的连 接点接第一使能信号；第四三极管Q4的基极通过第六电阻R6后接电源，第四三极管Q4的基 极通过第七电阻R7后接地，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8后接电源，第四三极管 Q4的发射极接地；第六PM0S管PM6的源极接电源，其栅极通过第八电阻R8后接电源，第六 PM0S管PM6的漏极通过第十电阻R10后接地;第六PM0S管PM6漏极和第十电阻R10的连接点接 第二使能信号；
[0008] 所述正温系数电流源模块由第一 PM0S管PM1、第二PM0S管PM2、第三PM0S管PM3、第 四PM0S管PM4、第二NM0S管NM2、第三NM0S管NM3、第四NM0S管NM4、第一三极管Q1、第二三极管 Q2、第一电阻R1和第二电阻R2构成;其中，第一PM0S管PM1的源极接电源，其栅极接第四PM0S 管PM4的漏极;第二PM0S管PM2的源极接电源，其栅极接第四PM0S管PM4的漏极;第三PM0S管 PM3的源极接电源，其栅极接第四PM0S管PM4的漏极;第四PM0S管PM4的源极接电源，其栅极 接第一使能信号;第二NM0S管匪2的漏极接第一 PM0S管PM1的漏极，第二NM0S管匪2的栅极和 漏极互连;第一三极管Q1的发射极接第二NMOS管NM2的源极，第一三极管Q1的基极和集电极 接地;第三NM0S管匪3的漏极接第二PM0S管PM2的漏极，第三NM0S管匪3的栅极接第一 PM0S管 PM1的漏极;第四NM0S管匪4的漏极通过第一电阻R1后接第三匪0S管匪3的源极，第四NM0S管 匪4的栅极接第二使能信号，第四匪0S管匪4的漏极通过第二电阻R2后接其源极;第二三极 管Q2的发射极接第四匪0S管匪4的源极，；第二三极管Q2的基极和集电极接地;第三PM0S管 PM3的漏极为正温系数电流源模块的输出端。
[0009] 本发明的有益效果为：芯片输入电源电压升高，芯片温度增大，芯片不会立即关 断，而是通过线性降低电阻Rs上的电压，降低电流值，进而降低芯片功耗和温度;而且在不 同温度范围内采用不同的温度系数，进一步提升了芯片对温度的适应范围，更好的保护了 负载和器件。
【附图说明】
[0010] 图1所示是本发明的一种分段温度补偿电路；
[0011] 图2所示是过温触发模块；
[0012] 图3所示是正温系数电流源；
[0013] 图4所示是一种分段温度补偿电路整体电路图；
[0014] 图5所示是一种分段温度补偿电路输出电流随温度变化曲线示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：
[0016] 如图1所示，为本发明的一种分段温度补偿电路，包括恒流模块、过温触发模块和 正温系数电流源模块;其中，恒流模块使流过负载的电流恒定;过温触发模块连接正温系数 电流源模块，控制其开启与电流大小；电流源模块的输出端接恒流模块的反相输入端端，作 补偿电流；
[0017] 所述恒流模块由误差放大器EA、驱动管匪1、电阻Rs和RF构成;其中，误差放大器EA 的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端经电阻RF接驱动管匪1的源极，输出端接驱动管 的栅级;驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接负载。
[0018] 实施例
[0019] 如图2所示，本例中温触发模块由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻 R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第 五PM0S管PM5和第六PM0S管PM6构成;其中，第三三极管Q3的基极通过第三电阻R3后接电源， 第三三极管Q3的基极通过第四电阻R4后接地，第三三极管Q3的集电极通过第五电阻R5后接 电源，第三三极管Q3的发射极接地;第五PM0S管PM5的源极接电源，其栅极通过第五电阻R5 后接电源，第五PM0S管PM5的漏极通过第九电阻R9后接地;第五PM0S管PM5漏极和第九电阻 R9的连接点接第一使能信号；第四三极管Q4的基极通过第六电阻R6后接电源，第四三极管 Q4的基极通过第七电阻R7后接地，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8后接电源，第四 三极管Q4的发射极接地;第六PM0S管PM6的源极接电源，其栅极通过第八电阻R8后接电源， 第六PM0S管PM6的漏极通过第十电阻R10后接地;第六PM0S管PM6漏极和第十电阻R10的连接 点接第二使能信号；
[0020] 本例中正温系数电流源模块由第一 PM0S管PM1、第二PM0S管PM2、第三PM0S管PM3、 第四PM0S管PM4、第二NM0S管NM2、第三NM0S管NM3、第四NM0S管匪4、第一三极管Q1、第二三极 管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2构成；其中，第一PM0S管PM1的源极接电源，其栅极接第四 PM0S管PM4的漏极；第二PM0S管PM2的源极接电源，其栅极接第四PM0S管PM4的漏极；第三 PM0S管PM3的源极接电源，其栅极接第四PM0S管PM4的漏极;第四PM0S管PM4的源极接电源， 其栅极接第一使能信号;第二NM0S管匪2的漏极接第一 PM0S管PM1的漏极，第二NM0S管匪2的 栅极和漏极互连;第一三极管Q1的发射极接第二NM0S管匪2的源极，第一三极管Q1的基极和 集电极接地;第三NM0S管NM3的漏极接第二PM0S管PM2的漏极，第三NM0S管NM3的栅极接第一 PM0S管PM1的漏极;第四NM0S管NM4的漏极通过第一电阻R1后接第三NM0S管NM3的源极，第四 匪0S管匪4的栅极接第二使能信号，第四匪0S管匪4的漏极通过第二电阻R2后接其源极;第 二三极管Q2的发射极接第四匪0S管NM4的源极，；第二三极管Q2的基极和集电极接地;第三 PM0S管PM3的漏极为正温系数电流源模块的输出端。
[0021] 本例的工作原理为：
[0022] 当芯片温度在正常范围内小于T1时，此时过温触发模块中Q3处于关断状态，PM5栅 极为高而关断，输出第一使能信号EN1为低电平，电流源模块PM4开启，PM1、PM2和PM3均关 断，输出电流为零。RF上的电流为零，Rs上的电压为Vref，，芯片正常 工作，电流为设定值。
[0023]当温度升高到超过T1时，过温触发模块中，Q3的基极-发射极电压低于R4上的电 压，此时Q3导通，PM5栅极电压为低，PM5导通，EN1电压为VDD，PM4关断，正温系数电流模块开 始工作。在温度没有上升到T2之前Q4是关断的，PM6栅极为高处于关断状态，EN2输出低电 位，匪4关断，R2电阻接入电路中，
，则Rs上的电压为Vs = Vref-Iout*RF,
，因为Δ Vbe为正温系数，贝丨J可 以得到输出电流I随温度线性下降。
[0024] 当温度升高到超过T2时，过温触发模块当中，Q4的基极发射极电压减小到低于R7上 的电压，Q4导通，PM6栅极电压为低且导通，输出第二使能信号EN2为高电平。EN2为高使得匪4 导通，R2被短路。此时电流源输出
，
，随温度系数相对T2之前更大，即满足在温度较高 时电流下降的速度更快。
[0025] 当温度上升到T3时，已经达到安全范围，此时电流降低为零，关断芯片模块，负载 停止工作。
【主权项】
1. 一种分段温度补偿电路，包括恒流模块、过温触发模块和正温系数电流源模块； 所述恒流模块由误差放大器EA、第一匪0S管NM1、第^^一电阻Rs和第十二电阻RF构成； 其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端经第十二电阻RF接第一 NMOS管匪1的源极，误差放大器EA的输出端接第一 NMOS管匪1的栅级;第一匪0S管NM1的源极 通过第十一电阻Rs接地，第一 NMOS管NM1的漏极接负载； 所述过温触发模块由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、 第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五PMOS管PM5和第 六PMOS管PM6构成；其中，第三三极管Q3的基极通过第三电阻R3后接电源，第三三极管Q3的 基极通过第四电阻R4后接地，第三三极管Q3的集电极通过第五电阻R5后接电源，第三三极 管Q3的发射极接地;第五PMOS管PM5的源极接电源，其栅极通过第五电阻R5后接电源，第五 PMOS管PM5的漏极通过第九电阻R9后接地;第五PMOS管PM5漏极和第九电阻R9的连接点接第 一使能信号；第四三极管Q4的基极通过第六电阻R6后接电源，第四三极管Q4的基极通过第 七电阻R7后接地，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8后接电源，第四三极管Q4的发射 极接地;第六PMOS管PM6的源极接电源，其栅极通过第八电阻R8后接电源，第六PMOS管PM6的 漏极通过第十电阻R10后接地;第六PMOS管PM6漏极和第十电阻R10的连接点接第二使能信 号； 所述正温系数电流源模块由第一 PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四 PMOS管PM4、第二匪0S管匪2、第三匪0S管匪3、第四匪0S管匪4、第一三极管Q1、第二三极管 Q2、第一电阻R1和第二电阻R2构成;其中，第一PMOS管PM1的源极接电源，其栅极接第四PMOS 管PM4的漏极;第二PMOS管PM2的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极;第三PMOS管 PM3的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极;第四PMOS管PM4的源极接电源，其栅极 接第一使能信号;第二NM0S管匪2的漏极接第一 PMOS管PM1的漏极，第二NM0S管匪2的栅极和 漏极互连;第一三极管Q1的发射极接第二NM0S管NM2的源极，第一三极管Q1的基极和集电极 接地;第三NM0S管匪3的漏极接第二PMOS管PM2的漏极，第三NM0S管匪3的栅极接第一 PMOS管 PM1的漏极;第四NM0S管匪4的漏极通过第一电阻R1后接第三匪0S管匪3的源极，第四NM0S管 匪4的栅极接第二使能信号，第四匪0S管匪4的漏极通过第二电阻R2后接其源极;第二三极 管Q2的发射极接第四匪0S管匪4的源极，；第二三极管Q2的基极和集电极接地;第三PMOS管 PM3的漏极为正温系数电流源模块的输出端。
【文档编号】G05F1/567GK105867511SQ201610494424
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】李泽宏, 张明, 汪榕, 万佳利, 李沂蒙, 刘玮琦, 黄梦意, 苏志恒
【申请人】电子科技大学