一种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温度补偿电路。本发明的电路包括依次连接的过温触发电路、负温系数电压源、减法器和比例减法器；其中，过温触发电路用于设定触发温度补偿电路启动的温度值；负温系数电压源提供一个随温度线性降低的电压源到减法器的一个输入端；减法器的另一个输入端接电源端的分压电压，将电源端的分压电压与负温系数电压源的输出电压进行作差，减法器的输出端接比例减法器的反相输入端；比例减法器的同相输入端接基准电压，比例减法器的输出为温度补偿电路的输出。本发明的有益效果为：当芯片温度上升到一定程度时，不会立即关断芯片，使电路停止工作，而是通过线性降低电流的大小，来降低芯片功耗和温度。
【专利说明】
一种温度补偿电路
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温度补偿电路。
【背景技术】
[0002] 大多数应用电路，在长期工作过程中会产生大量热量，当产热量与散热量相当时， 电路正常工作;一旦由于外界因素影响时，导致产生热量来不及散出，积累到一定程度后就 会导致电路烧毁失效。
[0003] 目前为了防止因为过热而造成烧毁失效，都会具备过温保护电路，一旦超过设定 温度时将断开电路起到保护作用。然而过温保护功能会使得电路的应用范围减小，无法在 较高温度下继续工作。因此，采用温度补偿电路可以很好地调节电路的工作状态，在温度较 高时不停止工作，而是通过改变电路的工作状态使电路继续运行，并降低温度以起到保护 作用，使得可以应用在多种环境下。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，就是提出一种温度补偿电路。
[0005] 本发明技术方案:如图1所示，一种温度补偿电路，包括依次连接的过温触发电路、 负温系数电压源、减法器和比例减法器;其中，过温触发电路用于设定触发温度补偿电路启 动的温度值;负温系数电压源提供一个随温度线性降低的电压源到减法器的一个输入端； 减法器的另一个输入端接电源端的分压电压，将电源端的分压电压与负温系数电压源的输 出电压进行作差，减法器的输出端接比例减法器的反相输入端；比例减法器的同相输入端 接基准电压，比例减法器的输出为温度补偿电路的输出。
[0006] 进一步的，所述过温触发电路由第一三极管Q1、第三电阻R3和第四电阻R4构成;其 中，第三电阻R3-端接电源电压VDD，另一端接第一三极管Q1的基极，第四电阻R4的一端接 第一三极管Q1的基极，第四电阻R4的另一端接地;第一三极管Q1的集电极通过恒流源接到 VDD，发射极通过恒流源接地。
[0007] 上述方案中，过温触发电路的触发电压由R3、R4对VDD的分压决定。
[0008] 负温系数电压源主要利用第一三极管Q1的基极-发射极电压，恒流源的作用是保 证三极管电流不变的情况下，Vbe的大小只由温度决定。随着温度的逐渐上升，Vbe线性下 降。减法器的输出端接比例减法器的的反相输入端。因为Vbe随温度的变化幅度太小，通过 减法器作差使得绝对值增大。减法器模块使得输出电压为VDD经R3和R4分压后与三极管Q1 的Vbe的差值。
[0009] 进一步的，所述比例减法器由运算放大器A1、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻 R5、第六电阻R6构成;其中，第一电阻R1和第二电阻R2对基准电压Vref分压后连接运算放大 器A1的同相输入端;第五电阻R5的一端连接过温触发电路的输出端，第五电阻R5的另一端 连接运算放大器A1的反相输入端;第六电阻R6的一端连接运算放大器的反相输入端，第六 电阻R6的另一端连接运算放大器A1的输出端;第五电阻R5与第六电阻R6的比值等于第一电 阻R1与第二电阻R2的比值，所述第一电阻R1与第二电阻R2的比值决定电压随温度线性降低 的斜率。
[0010] 本发明的有益效果为：当芯片温度上升到一定程度时，不会立即关断芯片，使电路 停止工作，而是通过线性降低电流的大小，来降低芯片功耗和温度，此时电路持续工作，使 得芯片的应用环境更广。
【附图说明】
[0011] 图1所示是本发明的一种温度补偿电路的结构示意图；
[0012] 图2所示是过温触发电路模块、负温系数电压源模块和减法器模块集成实现形式；
[0013] 图3所示是过温触发电路模块由外部信号触发，并且配合开关管的实现形式；
[0014] 图4所示是温度补偿电路的一种【具体实施方式】示意图；
[0015] 图5所示是温度补偿电路输出电压示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：
[0017] 如图1所示，为本发明的一种温度补偿电路，包括过温触发电路、负温系数电压源 模块、减法器模块和比例减法器模块;其中，过温触发电路用于超过设定温度时触发负温系 数电压源模块工作；负温系数电压源模块产生随温度线性降低的电压源，用于温度补偿;减 法器模块对电源与负温系数电压源做差，其输出端接比例减法器的反相端；比例减法器模 块的同相端接基准电压，其输出端作为参考电压。
[0018] 所述过温触发电路，负温系数电压源模块和减法器模块结合在一起，由三极管Q1、 电阻R3和R4构成；其中，三极管Q1的基极接R3与R4的分压，集电极通过恒流源接电源的正 极，发射极通过恒流源接电源的地，同时由电阻R1接比例减法器的反相端。
[0019] 实施例：
[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述：
[0021] 如图2所示，本例中的过温触发电路、负温系数电压源和减法器模块由电阻R3、电 阻R4、三级管Q1及恒流源构成；其中，电阻R3的一端接电源VDD，另一端接三极管Q1的基极； R4的一端接电源地，一端接三极管Q1的基极;三极管Q1的集电极和发射极分别通过恒流源 接到电源电压VDD和电源地；
[0022] 如图3所示，本例中的过温触发电路还可以由外部提供，并且配合开关管实现对后 续电路的控制。由外部信号模块，开关管NM1，电阻R3、电阻R4、三级管Q1及恒流源构成;其中 外部信号模块输出端接开关管NM1的栅端，NM1的漏电接电阻R4的上端，源端接地;电阻R3的 一端接电源VDD，另一端接三极管Q1的基极;R4的一端接电源地，一端接三极管Q1的基极;三 极管Q1的集电极和发射极分别通过恒流源接到电源电压VDD和电源地。
[0023] 如图4所示，比例减法器由运算放大器A1、电阻R1、R2、R5和R6组成，R5-端接过温 度触发电路的输出，一端接运算放大器A1的反相输入端;R6-端接运算放大器A1的反相输 入端，一端接其输出；Vref经过R1和R2分压后接到运算放大器A1的同相输入端。其中R5/R6 等于R1/R2。
[0024] 本例的工作原理为：
[0025]当温度在设定的温度范围内时，三极管Q1基极-发射极电压较高，R4上的电压不足 以使得Q1开启，此时Q1发射极的电压为〇,运算放大器A1的反相输入端的电压为Vrfe*Rl/ (R1+R2)，所以此时输出电压V0 = Vref，负载输入电压不变，电路正常工作；
[0026]当输入电源电压升高，或者其他条件改变使得电路温度上升超过设定的温度值 时，此时三极管Q1的基极-发射极导通电压降低，以至于低于R4上电压，三极管Q1导通，Q1发 射极的电压为R4上的电压减去Q1的基极-发射极电压：
[0028]当温度越高时，三极管Vbe电压随温度线性下降，同时发射极电压随温度升高线性 上升。由于R5与R6的比值等于R1与R2的比值，经过比例减法器运算后，得到的输出电压为：
[0030]输出电压Vo随温度线性下降，下降的斜率由R2和R1的比值决定；
[0031]如图5所示，当温度低于设定值T1时，电路正常工作，负载按Vref确定输入电压值； 而当温度上升到超过T1时，负载输入电压值线性降低，此时降低了电流平均值，进而降低功 耗和温度，在实现过温保护的同时也不会使电路停止工作，使得应用环境更广。当温度超过 T2时，输出电压Vo降低为零，电路停止工作，防止其在较高温度下发生热烧毁，起到保护电 路的作用。
【主权项】
1. 一种温度补偿电路，包括依次连接的过温触发电路、负温系数电压源、减法器和比例 减法器;其中，过温触发电路用于设定触发温度补偿电路启动的温度值;负温系数电压源提 供一个随温度线性降低的电压源到减法器的一个输入端;减法器的另一个输入端接电源端 的分压电压，将电源端的分压电压与负温系数电压源的输出电压进行作差，减法器的输出 端接比例减法器的反相输入端；比例减法器的同相输入端接基准电压，比例减法器的输出 为温度补偿电路的输出。2. 根据权利要求1所述的一种温度补偿电路，其特征在于，所述过温触发电路由第一三 极管Q1、第三电阻R3和第四电阻R4构成;其中，第三电阻R3-端接电源电压VDD，另一端接第 一三极管Q1的基极，第四电阻R4的一端接第一三极管Q1的基极，第四电阻R4的另一端接地； 第一三极管Q1的集电极通过恒流源接到VDD，发射极通过恒流源接地。3. 根据权利要求2所述的一种温度补偿电路，其特征在于，所述比例减法器由运算放大 器A1、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6构成；其中，第一电阻R1和第二电 阻R2对基准电压Vref分压后连接运算放大器A1的同相输入端;第五电阻R5的一端连接过温 触发电路的输出端，第五电阻R5的另一端连接运算放大器A1的反相输入端;第六电阻R6的 一端连接运算放大器的反相输入端，第六电阻R6的另一端连接运算放大器A1的输出端;第 五电阻R5与第六电阻R6的比值等于第一电阻R1与第二电阻R2的比值，所述第一电阻R1与第 二电阻R2的比值决定电压随温度线性降低的斜率。
【文档编号】G05F1/567GK106094962SQ201610505834
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】李泽宏, 张明, 汪榕, 万佳利, 黄孟意, 苏志恒, 罗仕麟
【申请人】电子科技大学