一种过温保护电路的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路设计领域，特别涉及一种集成于芯片中的过温保护电路。【【背景技术】】
[0002]在各种电路系统中，特别是功率较大的系统，可能会出现温度过高的情况。为了提高电路和器件的可靠性，一般功率电路都设置有过温度保护电路，通常过温保护电路的功能为检测电路的温度，当超过预设温度阈值时，其控制电路停止工作或减小电路输出电流。
[0003]在集成电路(或芯片)中，集成了功率器件的电路，例如充电器、稳压器等都在芯片上集成了过温保护电路。然而现有的集成于芯片中的过温保护电路在结构和性能上还存在很多不足。
[0004]因此，有必要提供一种改进的过温保护电路的技术方案。
【【实用新型内容】】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种过温保护电路，其可实现当芯片温度过高时，输出过温保护信号，控制芯片进入温度保护状态。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型提供一种过温保护电路，其包括过温检测电路和信号输出电路。所述过温检测电路生成第一电流和第二电流，并比较第一电流和第二电流，基于第一电流和第二电流的比较结果输出表示温度是否超过温度保护阈值的过温检测信号，其中第一电流的温度系数与第二电流的温度系数不同，所述信号输出电路在所述过温检测信号的驱动下输出表示温度是否超过温度保护阈值的过温保护信号。
[0007]进一步的，在所述信号输出电路输出的过温保护信号由表示温度未超过温度保护阈值的状态跳变为表示温度超过温度保护阈值的状态时，将所述第二电流的电流值由第一值减小至第二值，在所述信号输出电路输出的过温保护信号由表示温度超过温度保护阈值的状态跳变为表示温度未超过温度保护阈值的状态时，将所述第二电流的电流值由第二值增加至第一值。
[0008]进一步的，所述过温检测电路包括PMOS晶体管MP1、MP2、MP3、MP4，NMOS晶体管MNl、MN2、MN3、MN4，双极型晶体管 Ql、Q2，电阻 Rl、R2。PMOS 晶体管 MP1、MP2、MP3 和 MP4 的源极均与电源端VIN相连，PMOS晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的栅极互相连接，PMOS晶体管MPl的栅极与其漏极相连；NM0S晶体管MNl、MN2、MN3和MN4的漏极分别与PMOS晶体管MPl、MP2、MP3和MP4的漏极相连，NMOS晶体管丽2、丽3和MN4的栅极互连，NMOS晶体管丽I的栅极与NMOS晶体管丽2的漏极相连；NM0S晶体管丽2的源极与双极晶体管Ql的发射极相连，双极晶体管Ql的集电极与地节点GND相连，NMOS晶体管丽3的源极经电阻Rl和双极晶体管Q2的发射极相连，双极晶体管Q2的集电极与地节点GND，匪OS晶体管MN4的源极经电阻R2与地节点GND相连；双极晶体管Ql的基极与Q2的基极相连后连接至地节点GND ；NMOS晶体管丽I的源极与NMOS晶体管丽3的源级相连。PMOS晶体管MP4上的电流为第一电流；NM0S晶体管MN4上的电流为第二电流；PM0S晶体管MP4和NMOS晶体管MN4之间的连接节点为所述过温检测电路的输出端。
[0009]进一步的，所述信号输出电路包括PMOS晶体管MP5、电流源13和反相器INVl。PMOS晶体管MP5的栅极与所述过温检测电路的输出端相连，其源极与所述电源端VIN相连，其漏极与所述电流源13的输入端相连，电流源13的输出端与地节点GND相连；反相器INVl的输入端与PMOS晶体管和电流源13之间的连接节点相连，其输出端与所述信号输出电路的输出端相连。
[0010]进一步的，当第一电流大于第二电流时，所述过温检测电路的输出端变为高电平信号，此时PMOS晶体管MP5关断，反相器INVl输出高电平信号，表示温度超过温度保护阈值。
[0011]进一步的，所述过温检测电路还包括电阻R3和与所述电阻R3并联的开关器件。所述电阻R3与所述电阻R2串联于NMOS晶体管MN4的源级和地节点GND之间；所述开关器件的控制端与所述信号输出电路的输出端相连，在所述信号输出电路输出的过温保护信号表示温度超过温度保护阈值时，所述开关器件截止，在所述信号输出电路输出的过温保护信号表示未温度超过温度保护阈值时，所述开关器件导通。
[0012]进一步的，所述过温保护电路还包括启动电路，所述启动电路的输出端与过温检测电路中的NMOS晶体管丽I的栅极相连，所述启动电路通过向NMOS晶体管丽I的栅极注入电流以启动所述过温度检测电路。
[0013]进一步的，所述启动电路包括PMOS晶体管MP6、MP7和MP8，所述PMOS晶体管MP6的源极与所述电源端VIN相连，其栅极与PMOS晶体管MPl的栅极相连；PM0S晶体管MP8的源极与所述电源端VIN相连，其栅极与PMOS晶体管MP6的漏极相连，其漏极作为所述启动电路的输出端与所述NMOS晶体管丽I的栅极相连；所述PMOS晶体管MP7的衬体与PMOS晶体管MP6的漏极相连，其源极、栅极和漏极均与地节点GND相连。当所述过温检测电路未启动时，PMOS晶体管MP6上的电流小于PMOS晶体管MP7的衬体的漏电流，导致PMOS晶体管MP8导通，注入电流至NMOS晶体管丽I的栅极，以启动所述过温检测电路；当所述过温检测电路启动后，所述PMOS晶体管MP6上的电流大于PMOS晶体管MP7的衬体的漏电流，致使PMOS晶体管MP8关断。
[0014]进一步的，流过双极型晶体管Ql的电流大于流过所述双极型晶体管Q2的电流；或双极型晶体管Q2和Ql的发射极面积之比大于1，第一电流为正温度系数，第二电流为负温度系数，该过温保护电路集成于一个芯片中。
[0015]进一步的，所述过温保护电路还包括基准电流产生电路，所述基准电流产生电路包括PMOS晶体管MP9，所述晶体管MP9的源极与所述电源端VIN相连，其栅极与所述PMOS晶体管MPl的栅极相连，其漏极作为该基准电流产生电路的输出端，过温检测电路还包括分别与PMOS晶体管MP1、MP2、MP3、MP4串联的四个PMOS晶体管，以形成级联电流镜结构。
[0016]与现有技术相比，本实用新型中的过温保护电路中设置不同温度系数的第一电流和第二电流，温度的变化会导致第一电流的电流值和第二电流的电流值发生不同的变化，在温度超过温度保护阈值时，第一电流和第二电流的电流值的大小关系就会翻转，基于此来判定电路的温度是否超过温度保护阈值，以实现当芯片温度过高时，输出过温保护信号，控制芯片进入温度保护状态。【【附图说明】】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0018]图1为本实用新型中的过温保护电路在一个实施例中的电路示意图；
[0019]图2为本实用新型中的过温保护电路在另一个实施例中的电路示意图。
【【具体实施方式】】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的过温保护电路的电路示意图。该过温保护电路包括过温检测电路I1和信号输出电路120。
[0022]所述过温检测电路110生成有第一电流11和第二电流12，并比较第一电流和第二电流的电流大小，基于第一电流Il和第二电流12的比较结果输出表示温度是否超过温度保护阈值的过温检测信号，其中第一电流的温度系数与第二电流的温度系数不同。由于第一电流和第二电流的温度系数不同，温度的变化会导致第一电流的电流值和第二电流的电流值发生不同的变化，通过适当的设置，在温度超过温度保护阈值时，第一电流和第二电流的电流值的大小关系就会翻转，这样基于第一电流和第二电流的比较结果输出表示温度是否超过温度保护阈值的过温检测信号。优选的实施例中，其中第一电流为正温度系数，即第一电流的电流值会随着温度的