CN104914913B - 过热保护电路及稳压器 - Google Patents
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Abstract
本发明题为过热保护电路及稳压器，提供低消耗电流且无泄漏电流的影响的、检测精度良好的过热保护电路及具备过热保护电路的稳压器。构成为包括：检测高温时有泄漏电流流动的情况的泄漏电流检测电路；响应泄漏电流检测电路的输出信号来使偏置电流流动的偏置电路；以及根据偏置电流进行动作的温度检测电路。
Description
技术领域
本发明涉及过热保护电路及具备过热保护电路的稳压器。
背景技术
稳压器有在内置的输出晶体管中的电力损耗大、负载电流大的情况下因自己发热而达到稳压器自身的破坏的情况。因此，设置在既定温度以上的情况下停止对负载的电力供给的过热保护电路。
图4是设置在稳压器的、现有的过热保护电路的电路图。现有的过热保护电路具备：二极管61；电流源62、64；电阻2、3、63；比较器65；PMOS晶体管1、66；接地端子100；电源端子101；以及输出端子102。虽然未图示电阻2和电阻3的连接点的分压电压Vfb，但是连接到稳压器的误差放大电路，误差放大电路根据基准电压Vref和分压电压Vfb控制输出晶体管1。
流过二极管61的电流因电流源62而流动恒定的电流。在使恒定电流流过二极管61时，二极管61的正向偏置温度依赖性在硅的情况下约为－2mV/℃。在电阻63与电流源64的连接点产生基准电压Vref并向比较器65的同相输入端子输入。若将二极管61的阴极侧的电压设为Vf、将电源端子101的电压设为VDD，则电压Vf是从电源电压VDD减去二极管61的正向偏置电压的电压，在通常状态下为Vf＜Vref，通过比较器65的输出，使PMOS晶体管66截止，并且不进行PMOS晶体管1的控制。
随着IC的温度上升，电压Vf约以－2mV/℃的比例变化，当与基准电压Vref相等时，比较器65的输出反转，PMOS晶体管1截止。由此消除PMOS晶体管1的发热，IC的温度下降。而且当电压Vf小于基准电压Vref时比较器65的输出再次反转，PMOS晶体管1导通（例如参照专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－108465号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，在现有的过热保护电路中存在这样的课题：半导体的元件构造上产生的泄漏电流的影响成为不能忽略的值，泄漏电流对生成过热保护电路的基准电压的电流的温度特性产生影响，在期望温度下的检测动作的精度下降。
本发明鉴于上述课题而构思，提供低消耗电流且无泄漏电流的影响、检测精度良好的过热保护电路及具备过热保护电路的稳压器。
用于解决课题的方案
为了解决现有的课题，本发明的过热保护电路及具备过热保护电路的稳压器采用如下结构。
具备：泄漏电流检测电路，在高温时检测出泄漏电流流动的情况；偏置电路，响应所述泄漏电流检测电路的输出信号流动偏置电流；以及温度检测电路，根据所述偏置电流进行动作。
发明效果
本发明的过热保护电路及具备过热保护电路的稳压器，在低温时能以低消耗电流动作，在高温时不受泄漏电流的影响，且能够进行精度良好的温度检测。
附图说明
图1是具备第一实施方式的过热保护电路的稳压器的电路图；
图2是第一实施方式的过热保护电路的电路图；
图3是第二实施方式的过热保护电路的电路图；
图4是现有的过热保护电路的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
图1是具备第一实施方式的过热保护电路的稳压器的电路图。具备第一实施方式的过热保护电路的稳压器包括：过热保护电路10；输出晶体管1；电阻2、3；误差放大电路4；基准电压电路5；接地端子100；电源端子101；以及输出端子102。过热保护电路10具备电流源11、泄漏电流检测电路20、温度检测电路30和输出端子110。电流源11是使温度检测电路30的偏置电流流动的偏置电路。
图2是第一实施方式的过热保护电路的电路图。第一实施方式的过热保护电路具备：PMOS晶体管21、42、36、38、40、66；NMOS晶体管23、24；电阻22、63；反相器31、32；开关电路33、34、35、44；电流源43；二极管61；比较器65；以及输出端子110。由PMOS晶体管21和NMOS晶体管23、24和电阻22构成泄漏电流检测电路20。由反相器31、32和开关电路33、34、35、44和电流源43和PMOS晶体管42、36、38、40构成电流源11。由电阻63和二极管61和比较器65和PMOS晶体管66构成温度检测电路30。
对具备第一实施方式的过热保护电路的稳压器的连接进行说明。误差放大电路4的反相输入端子与基准电压电路5连接，同相输入端子与电阻2和3的连接点连接，输出与过热保护电路10的输出端子110和PMOS晶体管1的栅极连接。电阻3的另一个端子与接地端子100连接，电阻2的另一个端子与输出端子102和PMOS晶体管1的漏极连接，PMOS晶体管1的源极与电源端子101连接。
PMOS晶体管21的栅极和源极与电源端子101连接，漏极与NMOS晶体管23的栅极和漏极连接。NMOS晶体管23的源极与接地端子100连接。NMOS晶体管24的栅极与NMOS晶体管23的栅极连接，漏极经由电阻22与电源端子101连接，源极与接地端子100连接。反相器32的输入与NMOS晶体管24的漏极连接，输出与反相器31的输入连接。反相器31的输出与开关电路44、33、34、35连接并控制导通截止。开关电路44的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与PMOS晶体管42的源极连接。开关电路33的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与PMOS晶体管36的源极连接。开关电路34的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与PMOS晶体管38的源极连接。开关电路35的一个端子与电源端子101连接，另一个端子与PMOS晶体管40的源极连接。PMOS晶体管42的栅极和漏极与电流源43的一个端子连接，电流源43的另一个端子与接地端子100连接。PMOS晶体管36的栅极与PMOS晶体管42的栅极连接，漏极与电阻63和比较器65的反相输入端子连接。电阻63的另一个端子与接地端子100连接。PMOS晶体管38的栅极与PMOS晶体管42的栅极连接，漏极与二极管61的阳极和比较器65的同相输入端子连接。二极管61的阴极与接地端子100连接。PMOS晶体管40的栅极与PMOS晶体管42的栅极连接，漏极与比较器65连接。PMOS晶体管66的栅极与比较器65的输出连接，漏极与输出端子110连接，源极与电源端子101连接。
接着，对具备第一实施方式的过热保护电路的稳压器的动作进行说明。稳压器在高的温度下动作，或者因作为输出晶体管动作的PMOS晶体管1产生的热而稳压器的温度变高时，在PMOS晶体管21产生泄漏电流。该泄漏电流被由NMOS晶体管23和24构成的电流镜电路镜像，使反相器32的输入端子的电压成为接地端子100的电压VSS。反相器32接受该电压，经由反相器31使开关电路44、33、34、35导通。由此，通过PMOS晶体管42和36、PMOS晶体管42和38、以及PMOS晶体管42和40构成的电流镜电路，电流源43的电流被镜像。而且，向电阻63、二极管61、比较器65流入偏置电流，温度检测电路30开始动作。
当稳压器的温度低于由温度检测电路30设定的检测温度时，在二极管61产生的电压会比在电阻63产生的电压高，比较器65使PMOS晶体管66截止并且不进行对PMOS晶体管1的动作的控制。当稳压器的温度高于由温度检测电路30设定的检测温度时，在二极管61产生的电压会比在电阻63产生的电压低，比较器65使PMOS晶体管66导通。而且，通过来自PMOS晶体管66的信号，使PMOS晶体管1截止。这样，使稳压器的动作停止并抑制发热。
当稳压器在通常温度下动作时，PMOS晶体管21不会使泄漏电流流动，因此反相器32的输入端子被上拉至电源端子101的电源电压VDD。反相器32接受该电压并经由反相器31使开关电路44、33、34、35截止。这样，停止温度检测电路30的偏置电流的供给而使动作停止，能够削减消耗电流。
此外，泄漏电流检测电路20，只要检测出电流源11的晶体管的泄漏电流并且能够将检测信号向电流源11输出，就可为任何构成，并不限定于图2、图3的泄漏电流检测电路20的电路。
通过以上方式，具备第一实施方式的过热保护电路的稳压器，能够在通常温度下动作时停止过热保护电路的动作而削减消耗电流，仅在高温下动作时检测泄漏电流而使过热保护电路动作。
＜第二实施方式＞
图3是第二实施方式的过热保护电路的电路图。与第一实施方式的差异在于追加了PMOS晶体管37、39、41，并删除开关电路44这一点。PMOS晶体管37的栅极与PMOS晶体管42的栅极连接，漏极与比较器65的反相输入端子连接，源极与电源端子101连接。PMOS晶体管39的栅极与PMOS晶体管42的栅极连接，漏极与比较器65的同相输入端子连接，源极与电源端子101连接。PMOS晶体管41的栅极与PMOS晶体管42的栅极连接，漏极与比较器65连接，源极与电源端子101连接。PMOS晶体管42的源极与电源端子101连接。其他与第一实施方式同样。
对第二实施方式的过热保护电路的动作进行说明。当稳压器在通常温度下动作时，PMOS晶体管21不会使泄漏电流流动，因此反相器32的输入端子被上拉至电源端子101的电压VDD。反相器32接受该电压而经由反相器31使开关电路33、34、35截止。这样，温度检测电路30通过PMOS晶体管42和37、PMOS晶体管42和39以及PMOS晶体管42和40构成的电流镜电路以较少的偏置电流动作，能够降低通常温度时的消耗电流。
当稳压器在高的温度下动作，或者因作为输出晶体管动作的PMOS晶体管1产生的热而稳压器的温度变高时，PMOS晶体管21产生泄漏电流。该泄漏电流被由NMOS晶体管23和24构成的电流镜电路镜像，使反相器32的输入端子的电压成为接地端子100的电压VSS。反相器32接受该电压并经由反相器31使开关电路33、34、35导通。这样，温度检测电路30从PMOS晶体管42和36、PMOS晶体管42和38以及PMOS晶体管42和40构成的电流镜电路流出能够忽略泄漏电流的影响的大小的电流，能够提高温度检测电路30的温度检测精度。温度检测电路30的动作与第一实施方式同样。
此外，泄漏电流检测电路20，只要检测出电流源11的晶体管的泄漏电流并且能够向电流源11输出检测信号，就可为任何构成，并不限定于图2、图3的泄漏电流检测电路20的电路。
通过以上方式，具备第二实施方式的过热保护电路的稳压器，在通常温度下动作时，过热保护电路以低的偏置电流动作而降低消耗电流，仅在高温下动作时检测出泄漏电流而增加过热保护电路的偏置电流，能够提高温度检测精度。
标号说明
4 误差放大电路
5 基准电压电路
11、43、62、63 电流源
20 泄漏电流检测电路
30 温度检测电路
33、34、35、44 开关电路
61 二极管
65 比较器
100 接地端子
101 电源端子
102 输出端子。
Claims (5)
1.一种过热保护电路，其特征在于，包括：
温度检测电路；
偏置电路，使偏置电流在所述温度检测电路中流动；
泄漏电流检测电路，检测使所述偏置电路的偏置电流流动的晶体管的泄漏电流，
所述泄漏电流检测电路在检测到泄漏电流时控制所述偏置电流。
2.如权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于，
所述泄漏电流检测电路具备：
第一晶体管，其栅极和源极连接，使所述泄漏电流在漏极流动；
泄漏电流镜电路，对从所述第一晶体管的所述漏极输入的所述泄漏电流进行镜像；以及
上拉电路，与所述泄漏电流镜电路的输出连接。
3.如权利要求2所述的过热保护电路，其特征在于，
所述偏置电路具备：
第一电流源；
第一电流镜电路，使所述第一电流源的电流镜像，使所述偏置电流流动；以及
开关电路，响应来自所述泄漏电流检测电路的信号而控制所述第一电流镜电路的动作。
4.如权利要求3所述的过热保护电路，其特征在于，
所述偏置电路还具备第二电流镜电路，所述第二电流镜电路使所述第一电流源的电流镜像，并使所述偏置电流流动。
5.一种稳压器，其特征在于，包括：
基准电压电路，输出基准电压；
输出晶体管，从输出端子输出输出电压；
误差放大电路，对将所述输出电压分压后的分压电压与所述基准电压之差进行放大并输出，控制所述输出晶体管的栅极；以及
权利要求1至4的任一项所述的过热保护电路，控制所述输出晶体管的栅极。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160311 Address after: Chiba County, Japan Applicant after: DynaFine Semiconductor Co.,Ltd. Address before: Chiba, Chiba, Japan Applicant before: Seiko Instruments Inc. |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Chiba County, Japan Applicant after: ABLIC Inc. Address before: Chiba County, Japan Applicant before: DynaFine Semiconductor Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Nagano Patentee after: ABLIC Inc. Address before: Chiba County, Japan Patentee before: ABLIC Inc. |