一種分段溫度補償電路的制作方法
【專利摘要】本發明屬于電子電路技術，具體的說是涉及一種分段溫度補償電路。本發明的電路包括恒流模塊、過溫觸發模塊和正溫系數電流源模塊；其中，恒流模塊使流過負載的電流恒定；過溫觸發模塊連接正溫系數電流源模塊，控制其開啟與電流大小；電流源模塊的輸出端接恒流模塊的反相輸入端端，作補償電流。本發明的有益效果為：芯片輸入電源電壓升高，芯片溫度增大，芯片不會立即關斷，而是通過線性降低電阻Rs上的電壓，降低電流值，進而降低芯片功耗和溫度；而且在不同溫度范圍內采用不同的溫度系數，進一步提升了芯片對溫度的適應范圍，更好的保護了負載和器件。
【專利說明】
一種分段溫度補償電路
技術領域
[0001] 本發明屬于電子電路技術，具體的說是涉及一種分段溫度補償電路。
【背景技術】
[0002] 通常為了防止芯片因為發熱燒毀而失效，大多都會具備溫度補償功能，一旦超過 設定溫度時將通過線性降低工作電流的方式，維持其繼續工作并降低溫度。現有的溫度補 償多為全溫度補償，即在整個溫度范圍內采用同一補償系數，這使得應用環境受限，不能滿 足一些特殊應用的要求。
[0003] 因此，對于恒流驅動的電路而言，具有分段溫度補償電路可以很好地調節電路的 功耗以及保護驅動電路，可以應用在多種環境下。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的，就是提出一種分段溫度補償電路。
[0005] 本發明技術方案:一種分段溫度補償電路，包括恒流模塊、過溫觸發模塊和正溫系 數電流源模塊；
[0006] 所述恒流模塊由誤差放大器EA、第一NM0S管NM1、電阻Rs和RF構成;其中，誤差放大 器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端經電阻RF接第一 NM0S管匪1的源極，誤差放 大器EA的輸出端接第一匪0S管匪1的柵級；第一匪0S管匪1的源極通過電阻Rs接地，第一 NM0S管NM1的漏極接負載；
[0007] 所述過溫觸發模塊由第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電 阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第五PM0S管 PM5和第六PM0S管PM6構成;其中，第三三極管Q3的基極通過第三電阻R3后接電源，第三三極 管Q3的基極通過第四電阻R4后接地，第三三極管Q3的集電極通過第五電阻R5后接電源，第 三三極管Q3的發射極接地;第五PM0S管PM5的源極接電源，其柵極通過第五電阻R5后接電 源，第五PM0S管PM5的漏極通過第九電阻R9后接地；第五PM0S管PM5漏極和第九電阻R9的連 接點接第一使能信號；第四三極管Q4的基極通過第六電阻R6后接電源，第四三極管Q4的基 極通過第七電阻R7后接地，第四三極管Q4的集電極通過第八電阻R8后接電源，第四三極管 Q4的發射極接地；第六PM0S管PM6的源極接電源，其柵極通過第八電阻R8后接電源，第六 PM0S管PM6的漏極通過第十電阻R10后接地;第六PM0S管PM6漏極和第十電阻R10的連接點接 第二使能信號；
[0008] 所述正溫系數電流源模塊由第一 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、第一三極管Q1、第二三極管 Q2、第一電阻R1和第二電阻R2構成;其中，第一PM0S管PM1的源極接電源，其柵極接第四PM0S 管PM4的漏極;第二PM0S管PM2的源極接電源，其柵極接第四PM0S管PM4的漏極;第三PM0S管 PM3的源極接電源，其柵極接第四PM0S管PM4的漏極;第四PM0S管PM4的源極接電源，其柵極 接第一使能信號;第二NM0S管匪2的漏極接第一 PM0S管PM1的漏極，第二NM0S管匪2的柵極和 漏極互連;第一三極管Q1的發射極接第二NMOS管NM2的源極，第一三極管Q1的基極和集電極 接地;第三NM0S管匪3的漏極接第二PM0S管PM2的漏極，第三NM0S管匪3的柵極接第一 PM0S管 PM1的漏極;第四NM0S管匪4的漏極通過第一電阻R1后接第三匪0S管匪3的源極，第四NM0S管 匪4的柵極接第二使能信號，第四匪0S管匪4的漏極通過第二電阻R2后接其源極;第二三極 管Q2的發射極接第四匪0S管匪4的源極，；第二三極管Q2的基極和集電極接地;第三PM0S管 PM3的漏極為正溫系數電流源模塊的輸出端。
[0009] 本發明的有益效果為：芯片輸入電源電壓升高，芯片溫度增大，芯片不會立即關 斷，而是通過線性降低電阻Rs上的電壓，降低電流值，進而降低芯片功耗和溫度;而且在不 同溫度范圍內采用不同的溫度系數，進一步提升了芯片對溫度的適應范圍，更好的保護了 負載和器件。
【附圖說明】
[0010] 圖1所示是本發明的一種分段溫度補償電路；
[0011] 圖2所示是過溫觸發模塊；
[0012] 圖3所示是正溫系數電流源；
[0013] 圖4所示是一種分段溫度補償電路整體電路圖；
[0014] 圖5所示是一種分段溫度補償電路輸出電流隨溫度變化曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和實施例，詳細描述本發明的技術方案：
[0016] 如圖1所示，為本發明的一種分段溫度補償電路，包括恒流模塊、過溫觸發模塊和 正溫系數電流源模塊;其中，恒流模塊使流過負載的電流恒定;過溫觸發模塊連接正溫系數 電流源模塊，控制其開啟與電流大小；電流源模塊的輸出端接恒流模塊的反相輸入端端，作 補償電流；
[0017] 所述恒流模塊由誤差放大器EA、驅動管匪1、電阻Rs和RF構成;其中，誤差放大器EA 的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端經電阻RF接驅動管匪1的源極，輸出端接驅動管 的柵級;驅動管NM1的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接負載。
[0018] 實施例
[0019] 如圖2所示，本例中溫觸發模塊由第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻 R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第 五PM0S管PM5和第六PM0S管PM6構成;其中，第三三極管Q3的基極通過第三電阻R3后接電源， 第三三極管Q3的基極通過第四電阻R4后接地，第三三極管Q3的集電極通過第五電阻R5后接 電源，第三三極管Q3的發射極接地;第五PM0S管PM5的源極接電源，其柵極通過第五電阻R5 后接電源，第五PM0S管PM5的漏極通過第九電阻R9后接地;第五PM0S管PM5漏極和第九電阻 R9的連接點接第一使能信號；第四三極管Q4的基極通過第六電阻R6后接電源，第四三極管 Q4的基極通過第七電阻R7后接地，第四三極管Q4的集電極通過第八電阻R8后接電源，第四 三極管Q4的發射極接地;第六PM0S管PM6的源極接電源，其柵極通過第八電阻R8后接電源， 第六PM0S管PM6的漏極通過第十電阻R10后接地;第六PM0S管PM6漏極和第十電阻R10的連接 點接第二使能信號；
[0020] 本例中正溫系數電流源模塊由第一 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、第一三極管Q1、第二三極 管Q2、第一電阻R1和第二電阻R2構成；其中，第一PM0S管PM1的源極接電源，其柵極接第四 PM0S管PM4的漏極；第二PM0S管PM2的源極接電源，其柵極接第四PM0S管PM4的漏極；第三 PM0S管PM3的源極接電源，其柵極接第四PM0S管PM4的漏極;第四PM0S管PM4的源極接電源， 其柵極接第一使能信號;第二NM0S管匪2的漏極接第一 PM0S管PM1的漏極，第二NM0S管匪2的 柵極和漏極互連;第一三極管Q1的發射極接第二NM0S管匪2的源極，第一三極管Q1的基極和 集電極接地;第三NM0S管NM3的漏極接第二PM0S管PM2的漏極，第三NM0S管NM3的柵極接第一 PM0S管PM1的漏極;第四NM0S管NM4的漏極通過第一電阻R1后接第三NM0S管NM3的源極，第四 匪0S管匪4的柵極接第二使能信號，第四匪0S管匪4的漏極通過第二電阻R2后接其源極;第 二三極管Q2的發射極接第四匪0S管NM4的源極，；第二三極管Q2的基極和集電極接地;第三 PM0S管PM3的漏極為正溫系數電流源模塊的輸出端。
[0021] 本例的工作原理為：
[0022] 當芯片溫度在正常范圍內小于T1時，此時過溫觸發模塊中Q3處于關斷狀態，PM5柵 極為高而關斷，輸出第一使能信號EN1為低電平，電流源模塊PM4開啟，PM1、PM2和PM3均關 斷，輸出電流為零。RF上的電流為零，Rs上的電壓為Vref，，芯片正常 工作，電流為設定值。
[0023]當溫度升高到超過T1時，過溫觸發模塊中，Q3的基極-發射極電壓低于R4上的電 壓，此時Q3導通，PM5柵極電壓為低，PM5導通，EN1電壓為VDD，PM4關斷，正溫系數電流模塊開 始工作。在溫度沒有上升到T2之前Q4是關斷的，PM6柵極為高處于關斷狀態，EN2輸出低電 位，匪4關斷，R2電阻接入電路中，
，則Rs上的電壓為Vs = Vref-Iout*RF,
，因為Δ Vbe為正溫系數，貝丨J可 以得到輸出電流I隨溫度線性下降。
[0024] 當溫度升高到超過T2時，過溫觸發模塊當中，Q4的基極發射極電壓減小到低于R7上 的電壓，Q4導通，PM6柵極電壓為低且導通，輸出第二使能信號EN2為高電平。EN2為高使得匪4 導通，R2被短路。此時電流源輸出
，
，隨溫度系數相對T2之前更大，即滿足在溫度較高 時電流下降的速度更快。
[0025] 當溫度上升到T3時，已經達到安全范圍，此時電流降低為零，關斷芯片模塊，負載 停止工作。
【主權項】
1. 一種分段溫度補償電路，包括恒流模塊、過溫觸發模塊和正溫系數電流源模塊； 所述恒流模塊由誤差放大器EA、第一匪0S管NM1、第^^一電阻Rs和第十二電阻RF構成； 其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端經第十二電阻RF接第一 NMOS管匪1的源極，誤差放大器EA的輸出端接第一 NMOS管匪1的柵級;第一匪0S管NM1的源極 通過第十一電阻Rs接地，第一 NMOS管NM1的漏極接負載； 所述過溫觸發模塊由第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、 第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第五PMOS管PM5和第 六PMOS管PM6構成；其中，第三三極管Q3的基極通過第三電阻R3后接電源，第三三極管Q3的 基極通過第四電阻R4后接地，第三三極管Q3的集電極通過第五電阻R5后接電源，第三三極 管Q3的發射極接地;第五PMOS管PM5的源極接電源，其柵極通過第五電阻R5后接電源，第五 PMOS管PM5的漏極通過第九電阻R9后接地;第五PMOS管PM5漏極和第九電阻R9的連接點接第 一使能信號；第四三極管Q4的基極通過第六電阻R6后接電源，第四三極管Q4的基極通過第 七電阻R7后接地，第四三極管Q4的集電極通過第八電阻R8后接電源，第四三極管Q4的發射 極接地;第六PMOS管PM6的源極接電源，其柵極通過第八電阻R8后接電源，第六PMOS管PM6的 漏極通過第十電阻R10后接地;第六PMOS管PM6漏極和第十電阻R10的連接點接第二使能信 號； 所述正溫系數電流源模塊由第一 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、第一三極管Q1、第二三極管 Q2、第一電阻R1和第二電阻R2構成;其中，第一PMOS管PM1的源極接電源，其柵極接第四PMOS 管PM4的漏極;第二PMOS管PM2的源極接電源，其柵極接第四PMOS管PM4的漏極;第三PMOS管 PM3的源極接電源，其柵極接第四PMOS管PM4的漏極;第四PMOS管PM4的源極接電源，其柵極 接第一使能信號;第二NM0S管匪2的漏極接第一 PMOS管PM1的漏極，第二NM0S管匪2的柵極和 漏極互連;第一三極管Q1的發射極接第二NM0S管NM2的源極，第一三極管Q1的基極和集電極 接地;第三NM0S管匪3的漏極接第二PMOS管PM2的漏極，第三NM0S管匪3的柵極接第一 PMOS管 PM1的漏極;第四NM0S管匪4的漏極通過第一電阻R1后接第三匪0S管匪3的源極，第四NM0S管 匪4的柵極接第二使能信號，第四匪0S管匪4的漏極通過第二電阻R2后接其源極;第二三極 管Q2的發射極接第四匪0S管匪4的源極，；第二三極管Q2的基極和集電極接地;第三PMOS管 PM3的漏極為正溫系數電流源模塊的輸出端。
【文檔編號】G05F1/567GK105867511SQ201610494424
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】李澤宏, 張明, 汪榕, 萬佳利, 李沂蒙, 劉瑋琦, 黃夢意, 蘇志恒
【申請人】電子科技大學