CN106877287A - 一种过温保护电路及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种过温保护电路及驱动方法。该电路包括:恒流源电路、比较器电路和输出电路,所述比较器电路包括一负温度系数电阻、第一电阻和一电压比较器,所述比较器电路比较所述第一输入端的第一电压和所述第二输入端的第二电压的值,根据比较结果输出控制信号,其中,在温度大于等于保护阈值时所述控制信号为过温控制信号;所述输出电路用于在所述比较器电路输出过温控制信号时,输出关断使能信号。本发明实施例提供的方案,能在温度过高时,及时关断器件,保护器件。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术,尤指一种过温保护电路及驱动方法。
背景技术
针对现有集成电路实现功能的不断集成,电路规模增加,因功耗造成的温升及环境温度的增加,会对电路性能的稳定性产生影响,此外,针对现有的集成电路芯片IC,内部集成过温度保护(OTP)功能的器件多为主动器件,例如Power类IC RT8510,对于被动类芯片,内部没有集成OTP保护电路,而此类器件若长时间工作,因功耗温升及环境温度的增加,会使器件工作电压发生温度飘移等不良影响,造成被动器件工作在非正常状态,甚至器件烧毁。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种过温保护电路及驱动方法,防止器件工作在过高的温度下导致器件异常。
为了达到本发明目的,本发明一实施例提供了一种过温保护电路,包括:恒流源电路、比较器电路和输出电路,所述比较器电路包括一负温度系数电阻、第一电阻和一电压比较器,所述恒流源电路的第一输出端通过所述负温度系数电阻连接至所述电压比较器的第一输入端,其第二输出端通过所述第一电阻连接至所述电压比较器的第二输入端,所述比较器电路的输出端连接所述输出电路的输入端,其中:
所述恒流源电路用于,通过所述恒流源电路的第一输出端将第一恒定电流输出至所述负温度系数电阻,通过所述恒流源电路的第二输出端将第二恒定电流输出至所述第一电阻;
所述比较器电路用于,比较所述电压比较器的第一输入端的第一电压和所述电压比较器的第二输入端的第二电压的值,根据比较结果输出控制信号,其中,在温度大于等于保护阈值时所述控制信号为过温控制信号;
所述输出电路用于,在所述比较器电路输出过温控制信号时,输出关断使能信号。
在本发明的一可选实施例中,所述第一电阻为一非温度敏感的阻值可变电阻。
在本发明的一可选实施例中,在温度小于所述保护阈值时所述控制信号为非过温控制信号;
所述输出电路还用于,在所述比较器电路输出所述非过温控制信号时,输出开启使能信号。
在本发明的一可选实施例中,所述比较器电路根据比较结果输出控制信号包括:
当所述第一电压等于所述第二电压时,输出所述过温控制信号;
当所述第一电压不等于所述第二电压时,输出所述非过温控制信号。
在本发明的一可选实施例中,所述恒流源电路包括恒压源电路、N型第一三极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻和P型第二三极管,其中:
所述恒压源电路的电压输出端连接至所述第一三极管的集电极,所述恒压源电路的所述电压输出端通过所述第二电阻连接至所述第一三极管的基极,所述第一三极管的发射极连接至所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接至所述第四电阻的一端,所述第四电阻的另一端接地,所述第一三极管的发射极为所述恒流源电路的第一输出端;
所述第三电阻与第四电阻的连接点与所述第二三极管的基极相连,所述第二三极管的集电极连接至所述第二三极管的基极,所述第二三极管的发射极为所述恒流源电路的第二输出端。
在本发明的一可选实施例中,所述恒压源电路包括:一运算放大器、第五电阻、第一电容、P型第三三极管、第六电阻、电位器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、N型第四三极管,其中:
所述运算放大器的第四端连接至所述第六电阻的一端,所述第六电阻的另一端与所述电位器的第一固定触点连接,所述电位器的第二固定触点接地,所述电位器的滑动触点连接所述运算放大器的第三端;所述运算放大器的第二端连接至一电压输入端,所述运算放大器的第六端接地;
所述运算放大器的第七端连接至所述第五电阻的一端,所述第五电阻的另一端连接至所述第三三极管的基极,所述第三三极管的基极通过所述第一电容连接至所述运算放大器的第八端,所述第三三极管的发射极连接至所述电压输入端,所述第三三极管的集电极连接至所述第四三极管的基极,所述第四三极管的集电极连接至所述电压输入端,所述第四三极管的发射极连接至所述第九电阻的一端,所述第九电阻的另一端为所述恒压源电路的输出端,所述第七电阻连接至所述第四三极管的基极和其发射极之间;所述第八电阻一端连接至所述第四三极管的发射极,另一端连接至所述恒压源电路的输出端;
所述运算放大器包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻,第十六电阻、第十七电阻、N型第五三极管、N型第六三极管、P型第七三极管、N型第八三极管、N型第九三极管、N型第十三极管、N型第十一三极管、N型第十二三极管、第一二极管和第二二极管,其中:
所述第十电阻串接在所述运算放大器的第四端和所述第五三极管的基极之间,所述第五三极管的集电极连接第十一电阻的一端和所述第六三极管的基极,所述第十一电阻的另一端连接所述运算放大器的第二端,所述第五三极管的发射极连接所述第十二三极管的集电极,所述第六三极管的集电极连接所述运算放大器的第二端,所述第六三极管的发射极连接所述第七三极管的基极,所述第七三极管的发射极通过第十二电阻连接至所述运算放大器的第二端;所述第七三极管的发射极连接所述第八三极管的集电极,所述第八三极管的基极通过第十三电阻连接至所述运算放大器的第三端;所述第五三极管的基极连接第一二极管的负极,所述第八三极管的基极连接所述第二二极管的负极,所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极连接第八三极管的发射极;所述第六三极管的发射极通过第十四电阻连接至所述第十一三极管的集电极,所述第十一三极管的集电极与其基极相连;所述第十一三极管的发射极连接所述运算放大器的第六端;所述第十二三极管的发射极通过第十五电阻连接所述运算放大器的第六端;所述第十六电阻和所述第十七电阻串联后连接在所述第七三极管的集电极和所述运算放大器的第六端之间;所述第七三极管的集电极与所述运算放大器的第八端、第九三极管的基极相连;所述第九三极管的集电极与所述第十三极管的集电极、以及所述运算放大器的第七端相连,所述第九三极管的发射极与所述第十三极管的基极相连,所述第十六电阻和所述第十七电阻的连接点与所述第十三极管的基极相连,所述第十三极管的发射极与所述运算放大器的第六端相连。
在本发明的一可选实施例中,所述恒压源电路还包括:P型第十三三极管,N型第十四三极管、第十八电阻和第十九电阻,其中:
所述第十三三极管的发射极与基极连接后连接至所述恒压源电路的输出端,所述第十三三极管的集电极连接至所述第十八电阻的一端,所述第十八电阻的另一端连接至所述第十四三极管的基极,所述第十四三极管的集电极连接所述第十九电阻的一端,所述第十九电阻的另一端连接至所述运算放大器的第八端,所述第十四三极管的发射极接地。
在本发明的一可选实施例中,所述恒压源电路还包括:第二电容和第二十电阻,所述第二十电阻和所述第二电容串联后连接在所述运算放大器的第六端和所述第十四三极管的集电极之间。
在本发明的一可选实施例中,所述输出电路包括:第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻和N型第十五极管,其中:
所述第二十一电阻的一端连接所述比较器电路的输出端,所述第二十一电阻的另一端连接所述第二十二电阻的一端,所述第二十二电阻的另一端连接一电压输入端以及所述第十五三极管的集电极,所述第二十一电阻与所述第二十二电阻的连接点连接所述第十五三极管的基极,所述第十五三极管的发射极连接所述第二十三电阻的一端,所述第二十三电阻的另一端连接所述第二十四电阻的一端,所述第二十四电阻的另一端接地,所述第二十三电阻和所述第二十四电阻的连接点为所述输出电路的输出端。
在本发明的一可选实施例中,所述输出电路包括:第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻和第二十六电阻,N型第十五三极管、N型第十六三极管、其中:
所述第二十一电阻一端连接所述比较器电路的输出端,所述第二十一电阻的另一端连接所述第二十二电阻的一端,所述第二十二电阻的另一端连接一恒定电压输入端以及所述第十五三极管的集电极,所述第二十一电阻与所述第二十二电阻的连接点连接所述第十五三极管的基极,所述第七三极管的发射极连接所述第二十三电阻的一端,所述第二十三电阻的另一端连接所述第二十四电阻,所述第二十四电阻接地,所述第二十三电阻和所述第二十四电阻的连接点连接所述第十六三极管的基极,所述第十六三极管的集电极连接所述第二十五电阻的一端,所述第二十五电阻的另一端连接一恒定电压输入端,所述第十六三极管的发射极连接所述第二十六电阻的一端,所述第二十六电阻的另一端接地,所述第十六三极管的集电极为所述输出电路的输出端。
本发明又一实施例中提供一种基于上述过温保护电路的驱动方法,所述输出电路的输出端连接至一被保护电路,包括:
在温度大于等于保护阈值时,所述输出电路输出关断使能信号至所述被保护电路,关断所述被保护电路。
在本发明的一可选实施例中,所述方法还包括:在温度小于所述保护阈值时,所述输出电路输出开启使能信号至所述被保护电路,开启所述被保护电路。
在本发明的一可选实施例中,所述关断使能信号为高电平信号,所述开启使能信号为低电平信号;或者,所述关断使能信号为低电平信号,所述开启使能信号为高电平信号。
与相关技术相比,本发明一实施例公开了一种过温保护电路,由恒流源电路输出电流,并由电压比较器、可调电阻、负温度系数热敏电阻构成比较器电路,以进行过温度检测并输出一控制信号,以此控制器件的工作与否,实现过温度时的软关断作用,以保护电路。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明一实施例提供的过温保护电路示意图;
图2为本发明一具体实施例提供的过温保护电路示意图;
图3为本发明实施例运算放大器结构示意图;
图4为本发明另一具体实施例提供的过温保护电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明一实施例公开了一种过温保护电路,由运算放大器与三极管构成恒流源,并由电压比较器、可调电阻、负温度系数热敏电阻构成比较器电路,以进行过温度检测,并输出控制信号,以此控制器件的工作与否,实现过温度时的软关断作用,以保护电路。
如图1所示,本发明一实施例提供一种过温保护电路,包括:恒流源电路10、比较器电路20和输出电路30,所述比较器电路20包括一负温度系数电阻Rt、第一电阻R1和一电压比较器201,其中:
所述恒流源电路10的第一输出端101通过所述负温度系数电阻Rt连接至所述电压比较器的第一输入端Vi1;所述恒流源电路的第二输出端102通过所述第一电阻R1连接至所述电压比较器201的第二输入端Vi2;
所述电压比较器201的输出端(即比较器电路20的输出端)连接所述输出电路30的输入端,其中:
所述恒流源电路10用于,通过所述第一输出端101输出第一恒定电流至所述负温度系数电阻Rt,通过所述第二输出端102输出第二恒定电流至第一电阻R1;
所述比较器电路20用于,比较所述第一输入端Vi1的第一电压和所述第二输入端Vi2的第二电压的值,根据比较结果输出控制信号,其中,在温度大于等于保护阈值时输出过温控制信号;
所述输出电路30用于,在所述比较器电路20输出过温控制信号时,输出关断使能信号,以关断被保护电路。
在本发明一可选实施例中,所述第一电阻R1为一非温度敏感的阻值可变电阻。
在本发明的一可选实施例中,所述比较器电路20还用于,在温度小于保护阈值时输出非过温控制信号,即在温度小于等于保护阈值时所述控制信号为非过温控制信号;
所述输出电路30还用于,在所述比较器电路20输出所述非过温控制信号时,输出开启使能信号。
在本发明的一可选实施例中,所述根据比较结果输出控制信号包括:
当所述第一电压等于所述第二电压时,输出所述过温控制信号;
当所述第一电压不等于所述第二电压时,输出所述非过温控制信号。
下面通过一具体实施例进一步说明本发明。
如图2所示,为过温保护电路的一具体实现。该过温保护电路用于高电平使能的IC器件的过温保护。该电路中,运算放大器TAA861与第三三极管T3、第四三极管T4、第十三三极管T13、第十四三极管T14构成恒压源电路40,恒压源电路40与N型第一三极管T1、第三电阻R3、第四电阻R4、P型第二三极管T2构成恒流源电路10,恒流源电路10与第一电阻R1、负温度系数电阻Rt构成比较器电路20,比较器电路20的输出经第十五三极管T15放大,并通过分压电阻二十三电阻R23和第二十四电阻R24控制IC使能引脚。
该电路具体结构如下:
运算放大器的反相输入端(第四端,即引脚4)连接至第六电阻R6的一端,第六电阻R6的另一端连接至电位器R0的第一固定触点A1,电位器R0的第二固定触点A2连接至所述运算放大器的第六端(即引脚6),所述电位器R0的滑动触点A3连接至所述运算放大器的同相输入端(第三端,即引脚3),所述运算放大器的反相输入端连接正向二极管BZX55C0V8的一端(正极),所述正向二极管BZX55C0V8的另一端(负极)连接反向二极管BZX55C3V3的一端(负极),所述反向二极管BZX55C3V3的另一端(正极)接地。所述运算放大器的第二端(引脚2)接一电压输入端Ui,所述运算放大器的第六端(引脚6)接地。运算放大器的输出端(第7端,即引脚7)连接第五电阻R5的一端,第五电阻R5的另一端连接至P型第三三极管T3的基极,所述第三三极管T3的基极通过第一电容C1连接至所述运算放大器的反馈端(引脚8),所述第三三极管T3的发射极连接至所述电压输入端Ui,所述第三三极管T3的集电极连接至所述N型第四三极管T4的基极,所述第四三极管T4的集电极连接至所述电压输入端Ui,所述第四三极管T4的发射极连接至第九电阻R9的一端,所述第九电阻R9的另一端连接N型第一三极管T1的集电极,第七电阻R7连接至所述第四三极管T4的基极和发射极之间;第八电阻R8一端连接至所述第四三极管T4的发射极,另一端连接至所述N型第一三极管T1的集电极;运算放大器的第三端连接第三电容C3;
第十三三极管T13的发射极与其基极连接后连接至所述N型第一三极管T1的集电极,所述第十三三极管T13的集电极连接至第十八电阻R18的一端,所述第十八电阻R18的另一端连接至第十四三极管T14的基板,所述第十四三极管T14的集电极连接至第十九电阻R19的一端,所述第十九电阻R19的另一端连接至所述运算放大器的第六端(即引脚6),所述第十四三极管T14的发射极接地。所述运算放大器的第六端与所述第十四三极管T14的集电极之间还串联第二十电阻R20和第二电容C2。
第二电阻R2连接在第一三极管T1的集电极和基极之间,所述第一三极管T1的发射极连接至第三电阻R3的一端;所述第三电阻R3的另一端连接至所述第四电阻R4的一端,所述第四电阻R4的另一端接地;所述第一三极管T1的发射极与所述负温度系数电阻Rt连接;
所述第三电阻R3与所述第四电阻R4的连接点与所述第二三极管T2的基极相连;所述第二三极管T2的集电极连接至所述第二三极管T2的基极,所述第二三极管T2的发射极与所述第一电阻R1连接;
所述第二十一电阻R21的一端连接所述电压比较器的输出端,所述第二十一电阻R21的另一端连接所述第二十二电阻R22的一端,所述第二十二电阻R22的另一端连接电压输入端Ui以及N型第十五三极管T15的集电极,所述第二十一电阻R21与所述第二十二电阻R22的连接点连接所述第十五三极管T15的基极,所述第十五三极管T15的发射极连接所述第二十三电阻R23的一端,所述第二十三电阻R23的另一端连接所述第二十四电阻R24,所述第二十四电阻R24的另一端接地,所述第二十三电阻R23和所述第二十四电阻R24的连接点为所述输出电路30的输出端。
其中,R0为调零电位器,通过调节R0,保证运放在0输入时,输出为0,BZX55系列稳压二极管用于电压钳位,若电压高于钳位电压,击穿二极管,保护相应的并联电路。运算放大器的输出经第三三极管T3、第三三极管T4两级放大,经第九电阻R9输出恒压,输出电压经第十三三极管T13、第十四三极管T14放大反馈至运放运算放大器的引脚8,从而保证运算放大器的引脚7处的输出电压恒定,且三极管组第三三极管T3与第四三极管T4分别为P型三极管与N型三极管,第十三三极管T13与第十四三极管T14分别为P型三极管与N型三极管,抑制温漂。
TAA861运算放大器内部电路集成如图3所示,具体如下:
第十电阻R10串接在运算放大器引脚4和N型第五三极管T5的基极之间,所述第五三极管T5的集电极连接第十一电阻R11的一端和N型第六三极管T6的基极,所述第十一电阻R11的另一端连接所述运算放大器的引脚2,所述第五三极管T5的发射极连接N型第十二三极管T12的集电极,所述第六三极管T6的集电极连接所述运算放大器的引脚2,所述第六三极管T6的发射极连接P型第七三极管T7的基极,所述第七三极管T7的发射极通过第十二电阻R12连接至所述运算放大器的引脚2;所述第七三极管T7的发射极连接所述N型第八三极管T8的集电极,所述第八三极管T8的基极通过第十三电阻R13连接至所述运算放大器的引脚3;所述第五三极管T5的基极连接第一二极管D1的负极,所述第八三极管T8的基极连接第二二极管D2的负极,所述第一二极管D1的正极和第二二极管D2的正极连接第八三极管T8的发射极;所述第六三极管T6的发射极通过第十四电阻R14连接至N型第十一三极管T11的集电极,所述第十一三极管T11的集电极与其基极相连;所述第十一三极管T11的发射极连接所述运算放大器的引脚6;所述第十二三极管T12的发射极通过第十五电阻R15连接所述运算放大器的引脚6;第十六电阻R16和第十七电阻R17串联后连接在所述第七三极管T7的集电极和所述运算放大器的引脚6之间;所述第七三极管T7的集电极与所述运算放大器的引脚8、N型第九三极管T9的基极相连;所述第九三极管T9的集电极与N型第十三极管T10的集电极、以及所述运算放大器的引脚7相连,所述第九三极管T9的发射极与所述第十三极管T10的基极相连,所述第十三极管T10的基极与所述第十六电阻R16和第十七电阻R17的连接点相连,所述第十三极管T10的发射极与所述运算放大器的引脚6相连。
图2中给出了各元件的可选取值,比如,第六电阻R6为2K欧,电位器R0为10K欧,第五电阻R5取值为10K欧,第一电容C1为47pF,第二十电阻R20为510欧,第二电容C2为1.2nF,第三电容C3为470pF,第十八电阻R18为10K欧,第十九电阻R19为10欧,第七电阻R7为50欧,第八电阻R8为可变电阻,最大阻值为5K欧,第九电阻R9为500欧,第二电阻R2为5K欧,第三电阻R3为2K欧,第四电阻R4为2K欧,第一电阻R1为可变电阻,最大阻值为500欧,第二十一电阻R21为500欧,第二十二电阻R22为500欧,第三十三电阻R23为500欧,第二十四电阻R24为50欧。需要说明的是,上述取值仅为示例,可以根据需要取其他值。
下面说明一下该过温保护电路的工作原理。由于Rt为负温度系数热敏电阻,当温度变化时,电阻值变化,导致电压比较器201的同相输入端电压随温度变化而波动,电压比较器201的反相输入端电压恒定,T2管用于电压比较器201的反相输入端的稳压。当待控制的IC器件因功耗温升及环境温度上升时,负温度系数热敏电阻Rt的阻值下降,从而导致电压比较器201的同相输入端的电压下降,当到达过温度零界点处时,电压比较器201的输出为0,第十五三极管T15不工作,待控制的IC器件的使能引脚被拉为低电位,由于该IC器件为高电压使能的器件,因此,该IC器件停止工作。
电压比较器201的反相输入端第一电阻R1与负温度系数热敏电阻Rt共同决定过温度保护的温度零界点数值,例,Ui=5V,第三三极管T3、第四三极管T4均工作在线性区,构成达林顿管,功率放大倍数分别为β1、β2,具有高电流增益,电压增益约等于1,因此,Io=β1×β2×Ii,UO=Ui,即
UO1=3.3V (3)
具有3.3A负载能力的恒压源产生。
第三三极管T3、第四三极管T4将恒压源的电压变化负反馈至运算放大器的引脚8,第十三三极管T13用于稳压,第十四三极管T14用于放大负反馈电压值,假设ΔUO1=1V,第十四三极管T14放大倍数β4=100,则第十四三极管T14的集电极负载分压需要为1V:
即第十三三极管T13、第十四三极管T14、第十八电阻R18、第十九电阻R19用于负反馈电路,确保恒压源稳定性。且第十三三极管T13、第十四三极管T14分别为PNP、NPN型三极管,温度特性相反,抑制温漂。
工作状态下,被动器件(IC器件)的电压使能端VCC_EN高电平,该IC器件正常工作,若功耗温升或环境温度上升,则Rt阻值下降,同相端输入电压下降,差值比较器无输出,呈高阻态模式,VCC_EN使能端电压被拉低,被动器件(IC器件)不工作,即,被动器件(IC器件)工作状态被软关断,进入过温度保护模式。
本发明实施例提供的过温保护电路可以适用于工业产品中,并能够根据产品使用温度的要求,灵活设定器件被软关断时的温度,主要通过可调电阻器的阻值调节使器件进入软关断状态的温度不同。原理为:
负温度系数热敏电阻Rt的阻值与温度特性关系为:其中,R为测试温度T时的标称电阻,B为常数3950。e为常数2.718,因此,根据需要监测的温度点Tt,对应得出Rt阻值,相应的可调电阻器R1的阻值即可确定,应用过程,则相应逆推,通过改变可调电阻器R1的阻值,相应的改变了Rt的阻值,从而改变了需要监测的工作点温度值,IC器件被软关断的温度值即被确定。同时,因运算放大器TAA861与三极管构成的恒流源能够驱动大负载电路,因此,Rt阻值的微小变化,反应在电压比较器输入端的电压值较大,因此灵敏度高。
集成器件的电压使能引脚的工作状态会有区别,一般为高电平使能,使用图2所示的电路即可进行保护。但是,如果待保护的IC器件为低电平使能,则需要在图2所示的电路上增加非门,比如可以通过增加三极管的方式,使驱动方式反转,电路如图4所示,与图2相比,仅改变了输出电路30,因此,此处仅描述输出电路30,包括:
所述第二十一电阻R21的一端连接所述电压比较器的输出端,所述第二十一电阻R21的另一端连接所述第二十二电阻R22的一端,所述第二十二电阻R22的另一端连接电压输入端Ui以及N型第十五三极管T15的集电极,所述第二十一电阻R21与所述第二十二电阻R22的连接点连接所述第十五三极管T15的基极,所述第十五三极管T15的发射极连接所述第二十三电阻R23的一端,所述第二十三电阻R23的另一端连接所述第二十四电阻R24,所述第二十四电阻R24的另一端接地,所述第二十三电阻R23和所述第二十四电阻R24的连接点连接所述第十六三极管T16的基极,所述第十六三极管T16的集电极连接所述第二十五电阻R25的一端,所述第二十五电阻R25的另一端连接电压输入端Ui,所述第十六三极管T16的发射极连接所述第二十六电阻R26的一端,所述第二十六电阻R26的另一端接地,所述第十六三极管T16的集电极为所述输出电路30的输出端。一种可选取值为:第二十五电阻R25为500欧,第二十六电阻R26为1K欧。需要说明的是,该可选取值仅为示例,可以根据需要取其他值。
图4所示的电路,在温度未达到保护温度时,电压比较器201正常工作,电压放大输出,第十六三极管T16正常工作,VCC_EN为低电平,即,IC器件正常工作;若温度上升达到保护温度时,电压比较器201呈高阻态,不工作,第十六三极管T16的集电极无电流输出,VCC_EN电压值为输入值Ui,即高电平,对于低电压使能的IC器件,此时,IC器件不工作,从而达到保护该IC器件的目的。
需要说明的是,本发明不限于上述实施例中提供的具体电路,恒流源电路和恒压源电路也可以使用其他电路结构实现,能提供恒定电流、恒定电压即可。输出电路也可使用其他电路替代。
本发明一实施例中,提供一种基于上述过温保护电路的驱动方法,所述输出电路的输出端连接至一被保护电路(比如,图2中的IC器件),包括:
在温度大于等于保护阈值时,所述输出电路输出关断使能信号至所述被保护电路,关断所述被保护电路。
在本发明一可选实施例中,所述方法还包括:在温度小于所述保护阈值时,所述输出电路输出开启使能信号至所述被保护电路,开启所述被保护电路。
在本发明一可选实施例中,所述关断使能信号为高电平信号,所述开启使能信号为低电平信号;或者,所述关断使能信号为低电平信号,所述开启使能信号为高电平信号。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (13)
1.一种过温保护电路,其特征在于,包括:恒流源电路、比较器电路和输出电路,所述比较器电路包括一负温度系数电阻、第一电阻和一电压比较器,所述恒流源电路的第一输出端通过所述负温度系数电阻连接至所述电压比较器的第一输入端,其第二输出端通过所述第一电阻连接至所述电压比较器的第二输入端,所述比较器电路的输出端连接所述输出电路的输入端,其中:
所述恒流源电路用于,通过所述恒流源电路的第一输出端将第一恒定电流输出至所述负温度系数电阻,通过所述恒流源电路的第二输出端将第二恒定电流输出至所述第一电阻;
所述比较器电路用于,比较所述电压比较器的第一输入端的第一电压和所述电压比较器的第二输入端的第二电压的值,根据比较结果输出控制信号,其中,在温度大于等于保护阈值时所述控制信号为过温控制信号;
所述输出电路用于,在所述比较器电路输出过温控制信号时,输出关断使能信号。
2.如权利要求1所述的过温保护电路,其特征在于,所述第一电阻为一非温度敏感的阻值可变电阻。
3.如权利要求1所述的过温保护电路,其特征在于,
在温度小于所述保护阈值时所述控制信号为非过温控制信号;
所述输出电路还用于,在所述比较器电路输出所述非过温控制信号时,输出开启使能信号。
4.如权利要求3所述的过温保护电路,其特征在于,所述比较器电路根据比较结果输出控制信号包括:
当所述第一电压等于所述第二电压时,输出所述过温控制信号;
当所述第一电压不等于所述第二电压时,输出所述非过温控制信号。
5.如权利要求1所述的过温保护电路,其特征在于,所述恒流源电路包括恒压源电路、N型第一三极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻和P型第二三极管,其中:
所述恒压源电路的电压输出端连接至所述第一三极管的集电极,所述恒压源电路的所述电压输出端通过所述第二电阻连接至所述第一三极管的基极,所述第一三极管的发射极连接至所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接至所述第四电阻的一端,所述第四电阻的另一端接地,所述第一三极管的发射极为所述恒流源电路的第一输出端;
所述第三电阻与第四电阻的连接点与所述第二三极管的基极相连,所述第二三极管的集电极连接至所述第二三极管的基极,所述第二三极管的发射极为所述恒流源电路的第二输出端。
6.如权利要求5所述的过温保护电路,其特征在于,所述恒压源电路包括:一运算放大器、第五电阻、第一电容、P型第三三极管、第六电阻、电位器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、N型第四三极管,其中:
所述运算放大器的第四端连接至所述第六电阻的一端,所述第六电阻的另一端与所述电位器的第一固定触点连接,所述电位器的第二固定触点接地,所述电位器的滑动触点连接所述运算放大器的第三端;所述运算放大器的第二端连接至一电压输入端,所述运算放大器的第六端接地;
所述运算放大器的第七端连接至所述第五电阻的一端,所述第五电阻的另一端连接至所述第三三极管的基极,所述第三三极管的基极通过所述第一电容连接至所述运算放大器的第八端,所述第三三极管的发射极连接至所述电压输入端,所述第三三极管的集电极连接至所述第四三极管的基极,所述第四三极管的集电极连接至所述电压输入端,所述第四三极管的发射极连接至所述第九电阻的一端,所述第九电阻的另一端为所述恒压源电路的输出端,所述第七电阻连接至所述第四三极管的基极和其发射极之间;所述第八电阻一端连接至所述第四三极管的发射极,另一端连接至所述恒压源电路的输出端;
所述运算放大器包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻,第十六电阻、第十七电阻、N型第五三极管、N型第六三极管、P型第七三极管、N型第八三极管、N型第九三极管、N型第十三极管、N型第十一三极管、N型第十二三极管、第一二极管和第二二极管,其中:
所述第十电阻串接在所述运算放大器的第四端和所述第五三极管的基极之间,所述第五三极管的集电极连接第十一电阻的一端和所述第六三极管的基极,所述第十一电阻的另一端连接所述运算放大器的第二端,所述第五三极管的发射极连接所述第十二三极管的集电极,所述第六三极管的集电极连接所述运算放大器的第二端,所述第六三极管的发射极连接所述第七三极管的基极,所述第七三极管的发射极通过第十二电阻连接至所述运算放大器的第二端;所述第七三极管的发射极连接所述第八三极管的集电极,所述第八三极管的基极通过第十三电阻连接至所述运算放大器的第三端;所述第五三极管的基极连接第一二极管的负极,所述第八三极管的基极连接所述第二二极管的负极,所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极连接第八三极管的发射极;所述第六三极管的发射极通过第十四电阻连接至所述第十一三极管的集电极,所述第十一三极管的集电极与其基极相连;所述第十一三极管的发射极连接所述运算放大器的第六端;所述第十二三极管的发射极通过第十五电阻连接所述运算放大器的第六端;所述第十六电阻和所述第十七电阻串联后连接在所述第七三极管的集电极和所述运算放大器的第六端之间;所述第七三极管的集电极与所述运算放大器的第八端、第九三极管的基极相连;所述第九三极管的集电极与所述第十三极管的集电极、以及所述运算放大器的第七端相连,所述第九三极管的发射极与所述第十三极管的基极相连,所述第十六电阻和所述第十七电阻的连接点与所述第十三极管的基极相连,所述第十三极管的发射极与所述运算放大器的第六端相连。
7.如权利要求6所述的过温保护电路,其特征在于,所述恒压源电路还包括:P型第十三三极管,N型第十四三极管、第十八电阻和第十九电阻,其中:
所述第十三三极管的发射极与基极连接后连接至所述恒压源电路的输出端,所述第十三三极管的集电极连接至所述第十八电阻的一端,所述第十八电阻的另一端连接至所述第十四三极管的基极,所述第十四三极管的集电极连接所述第十九电阻的一端,所述第十九电阻的另一端连接至所述运算放大器的第八端,所述第十四三极管的发射极接地。
8.如权利要求7所述的过温保护电路,其特征在于,所述恒压源电路还包括:第二电容和第二十电阻,所述第二十电阻和所述第二电容串联后连接在所述运算放大器的第六端和所述第十四三极管的集电极之间。
9.如权利要求1至8任一所述的过温保护电路,其特征在于,所述输出电路包括:第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻和N型第十五极管,其中:
所述第二十一电阻的一端连接所述比较器电路的输出端,所述第二十一电阻的另一端连接所述第二十二电阻的一端,所述第二十二电阻的另一端连接一电压输入端以及所述第十五三极管的集电极,所述第二十一电阻与所述第二十二电阻的连接点连接所述第十五三极管的基极,所述第十五三极管的发射极连接所述第二十三电阻的一端,所述第二十三电阻的另一端连接所述第二十四电阻的一端,所述第二十四电阻的另一端接地,所述第二十三电阻和所述第二十四电阻的连接点为所述输出电路的输出端。
10.如权利要求1至8任一所述的过温保护电路,其特征在于,所述输出电路包括:第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻和第二十六电阻,N型第十五三极管、N型第十六三极管、其中:
所述第二十一电阻一端连接所述比较器电路的输出端,所述第二十一电阻的另一端连接所述第二十二电阻的一端,所述第二十二电阻的另一端连接一恒定电压输入端以及所述第十五三极管的集电极,所述第二十一电阻与所述第二十二电阻的连接点连接所述第十五三极管的基极,所述第七三极管的发射极连接所述第二十三电阻的一端,所述第二十三电阻的另一端连接所述第二十四电阻,所述第二十四电阻接地,所述第二十三电阻和所述第二十四电阻的连接点连接所述第十六三极管的基极,所述第十六三极管的集电极连接所述第二十五电阻的一端,所述第二十五电阻的另一端连接一恒定电压输入端,所述第十六三极管的发射极连接所述第二十六电阻的一端,所述第二十六电阻的另一端接地,所述第十六三极管的集电极为所述输出电路的输出端。
11.一种基于权利要求1至8任一所述的过温保护电路的驱动方法,所述输出电路的输出端连接至一被保护电路,包括:
在温度大于等于保护阈值时,所述输出电路输出关断使能信号至所述被保护电路,关断所述被保护电路。
12.如权利要求11所述的驱动方法,其特征在于,所述方法还包括:在温度小于所述保护阈值时,所述输出电路输出开启使能信号至所述被保护电路,开启所述被保护电路。
13.如权利要求12所述的驱动方法,其特征在于,所述关断使能信号为高电平信号,所述开启使能信号为低电平信号;或者,所述关断使能信号为低电平信号,所述开启使能信号为高电平信号。
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