A节点的波形图。
[0025] 图5是依照本发明提出的过温保护电路的B节点输出随温度变化波形图。
[0026] 图6是依照本发明提出的过温保护电路的输出波形图。
[0027] 10为基准电压产生模块，20为温度检测模块，30为输出控制及整形模块，40为正 反馈迟滞模块，50为保护模块。
【具体实施方式】
[0028] 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。
[0029] 如图1所示，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 10,温度检测模块20,输出控制及整形模块30,正反馈迟滞模块40和保护模块50,其中，
[0030] 所述的基准电压产生模块10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20的输出 端与输出控制及整形模块30的输入端相连，所述温度检测模块20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30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40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40的输出端与温度检测模块20相 连，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 50根据过温保护电路的输出控制功率开关管的开启和关断。
[0031] 所述温度检测模块20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30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40。
[0032] 具体的，在本发明的一个实施例中，如图2所示，基准电压产生模块10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MN2、第三NMOS管MN3、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 丽1的栅极分别与第三NMOS管丽3和第一PMOS管MPl的漏端相连，第二NMOS管丽2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MN1、第三NMOS管MN3、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。
[0033] 如图2所示，温度检测模块20包括：第一电流源II、第二电流源12、第一电阻Rl 和第一NPN管Q1，第一电流源n和第二电流源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。
[0034] 如图2所示，输出控制及整形模块30包括：第三电流源13、第五NMOS管丽5、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。
[0035] 如图2所示，正反馈迟滞模块40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。
[0036] 如图3所示，保护模块50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。
[0037] 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。
[0038] 在本发明的实施例中，上述用于高边功率开关的过温保护电路的工作原理如下：
[0039] 基准电压产生模块采用带隙基准结构，产生一个与电源电压和温度无关的稳定基 准电压输出，当电源电压Vbb增大导致A节点电位增大时，B节点的电位也会相应的增大，由 于电阻R4的存在使得晶体管Q2的基极-发射极电压Vbe2大于晶体管Q3的Vbe3，因此Ql的 集电极电流大于Q2的集电极电流，经过两个电流镜镜像之后MPl管的漏端电流大于MP3管 的漏端电流，MN3管的漏端电位被抬高，MNl管的漏端电位降低，MN2管的栅极电位被拉低， 使得A节点输出电压降低。因此电路引入负反馈稳定了A节点处输出电压幅值，使得基准 电路输出一个与电源电压无关的稳定电压（如5V电压），因此，基准电压模块输出的A节点 电压不会随着电源电压的变化而变化，保证了热关断阈值点不受电源电压变化的影响，工 作性能稳定。
[0040] 双极晶体管的基极-发射极电压具有负温度系数，即
自身有关。
[0043] 若两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下，那么它们的基极-发射极电压差 值就与绝对温度成正比。电路中Q3发射极的面积是Q2的N倍，稳定时Q2和Q3的集电极 电流近似相等，由Ic=Isexp(VBE/VT)得：
[0050] 因此合理选取R2、R3和N的值可以使得基准电压温度系数为零。此时Vb =I. 25V〇
电压和温度无关的恒定电压，能和不同输入控制电平的智能功率开关电路很好的兼容，适 用于各种输入控制电平的智能功率开关电路中，且电路中只需要NMOS晶体管M2为高压管 即可。
[0052] 如果将过温阈值点设置为T0,则电阻Rl和电阻R2的阻值应选取为：
[0054] 式中Vbe为NPN晶体管Ql在TO温度时的BE结导通压降。
[0055] 当芯片温度低于热关断阈值点TO时，节点C的电位Vc小于NPN晶体管Ql的BE结 导通压降VBE，NPN晶体管Ql截止，此时丽5管导通，经过输出整形电路后过温保护电路输出 低电平控制信号，保护模块中的MN9管截止，此时表明芯片工作温度正常。
[0056]由于NPN三极管基极与发射极电压Vbe具有负温度系数的特性，随着温度的升高， Vbe将会降低，但只要温度没有超过热关断阈值点，NPN晶体管Ql将会始终截止，过温保护电 路输出低电平控制信号，智能功率开关电路正常工作。
[0057] 当温度超过热关断阈值点时，NPN晶体管Ql的BE结导通压降Vbe继续降低，此时 节点C的电位V。大于NPN晶体管Ql的BE结导通压降VBE，NPN晶体管Ql导通，此时丽5管 截止，经过输出整形电路后过温保