CN206099304U - 应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路 - Google Patents

应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路 Download PDF

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陈建功
李加取
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Abstract

本实用新型公开了一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，包括电源VCC、温度检测模块和信号输出模块，所述温度检测模块包括根据作为温度传感器贴设于发热元器件上的第一三极管Q1。本实用新型根据三极管基极和发射极之间的导通压降随温度变化而变化的特性，采用三极管作为温度传感器，过温保护电路根据作为温度传感器的三极管的工作状态来控制外围电路的运行。与现有应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路相比，本实用新型由于是采用三极管作为温度传感器，体积比较小，安装固定简单，更适合安装在厚膜混合集成工艺的电路中；另外，还可在电压输出端增设二极管，以防止外部电压反串到过温保护电路，提高电路的稳定性。

Description

应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路
技术领域
本实用新型涉及过温保护电路，尤其涉及一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路。
背景技术
现实社会中经常会用到温度检测设备，例如：自动孵化系统的温度检测、空调系统的温度检测、温室大棚的温度检测等。但当前的过温保护电路大多数是采用热敏电阻及专用过温保护IC作为温度检测电路，均只适用于PCB板工艺的电路中，如果将热敏电阻或专用过温保护IC放置在厚膜混合集成工艺的电路中则不容易实现，其原因为传感器的体积太大、安装固定困难，专用过温保护IC大多均为塑封元器件，安装有一定的难度，也不适用于厚膜混合集成工艺的电路，同时会给电路带来其它的影响。
有鉴于此，有必要对现有的温度检测电路予以改进，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，能有效适用于厚膜混合集成电路。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，包括电源VCC、温度检测模块和信号输出模块，所述温度检测模块包括作为温度传感器贴设于发热元器件上的第一三极管Q1；所述第一三极管Q1的发射极连接至电源VCC，基极和集电极分别连接至信号输出模块的两个输入端，所述第一三极管Q1的集电极还连接至电压输出端D。
进一步地，所述温度检测模块还包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；所述第一三极管Q1的发射极依次串联第一电阻R1和第二电阻R2后接地，所述第一三极管Q1的基极连接至第一电阻R1和第二电阻R2之间的线路上，所述第一三极管Q1的集电极通过第三电阻R3接地。
进一步地，所述信号输出模块包括：第二三极管Q2、第四电阻R4、第五电阻R5以及电容C1；其中，所述第五电阻R5和电容C1均有一端连接至第二三极管Q2的基极，且第五电阻R5的另一端连接至第一三极管Q1的集电极，电容C1的另一端和所述第二三极管Q2的发射极均接地，所述第二三极管Q2的集电极通过第四电阻R4连接至第一三极管Q1的基极。
进一步地，所述过温保护电路还包括二极管D1，所述二极管D1的阳极与第一三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的阴极连接至电压输出端D。
采用上述技术方案，本实用新型至少具有下列有益效果：
本实用新型由于根据三极管基极和发射极之间的导通压降随温度变化而变化的特性，采用三极管作为温度传感器，体积比较小，安装固定简单，更适合安装在厚膜混合集成工艺的电路中；另外，还可在电压输出端增设二极管，防止外部电压反串到过温保护电路，从而提高电路的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路的电路图。
图2是本实用新型应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路的温度传感器的组装结构俯视示意图。
图3是本实用新型应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路的温度传感器的组装结构侧视示意图。
图4是三极管基极和发射极之间的导通电压随温度变化特性曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定，而且，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1所示，本实用新型的过温保护电路包括电源VCC、贴设于发热元器件上作为温度传感器的第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1~第五电阻R5、电容C1和二极管D1，电源VCC的输出电压为10V~15V。
所述第一三极管Q1的发射极一路连接至电源VCC，另一路通过第一电阻R1和第二电阻R2接地，所述第一三极管Q1的基极连接至第一电阻R1和第二电阻R2之间的结点A，所述第一三极管Q1的集电极连接至结点C且通过第三电阻R3接地。
所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极通过第四电阻R4连接至第一三极管Q1的基极，所述第二三极管Q2的基极延伸至结点B一路通过第五电阻R5连接至第一三极管Q1的集电极，另一路通过电容C1接地。
所述二极管D1的阳极连接至结点C，所述二极管D1的阴极连接至电压输出端D。
图2及图3给出一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路的温度传感器的组装结构示意图，其中采用了将所述过温保护电路放置于陶瓷基板Be0210之上，第一三极管Q1作为温度传感器220隔着过渡片230放置于电路中发热最严重的功率元器件MOS管240之上，第一三极管Q1的基极、发射极和集电极与过温保护电路的其他部分250通过金丝260相连，过温保护电路与外围电路270相连。
如图4所示，示出了一个三极管基极与发射极之间的导通电压（VBE【SAT】）与温度变化特性。当三极管工作于常温（25℃）下时，其导通电压VBE【SAT】为一个固定值，而当三极管工作于150℃高温下时，VBE【SAT】的导通电压变化为另一个固定值，本实用新型正是利用三极管导通电压VBE【SAT】随温度变化而变化的特点，将三极管作为温度传感器，来实现对温度的采集并将其转换为电压信号。
当电路处于常温下工作时，第一三极管Q1作为温度检测器，VCC电压稳定在某一电压值，电路中第一电阻R1和第二电阻R2之间的A点电压由第一电阻R1和第二电阻R2实现分压，将电路中A点的电压VA(A点电压均是指VCC端对A点)设定在某一个可以保证第一三极管Q1在常温无法导通但能在高温（例如150℃）时导通的电压值，根据图4所示，电压VA可以设定为0.4V，电路中通过调节第一电阻R1和第二电阻R2实现，当第一三极管Q1常温时其导通电压为0.62V左右，而A点电压设定为0.4V，所以常温时第一三极管Q1无法导通，处于关断状态，第一三极管Q1的集电极无电压输出（对应于图1中的C点），第二三极管Q2处于关断状态，图1中的B点也无电压，二极管D1无法导通，电压输出端D无电压输出。
当电路外围功率器件温度升高，第一三极管Q1受热升温，而其导通电压VBE【SAT】随温度的升高而逐渐下降，当温度升高到一定值，以上述图4所示的实施例中的150℃时，第一三极管Q1的导通电压VBE【SAT】由常温时的0.62V逐步下降到高温时的0.4V，与之前A点设定的电压0.4V相等，满足第一三极管Q1的导通电压VBE【SAT】，同时电源VCC与电路中的A点中间第一电阻R1形成电流回路为第一三极管Q1的基极提供电流，此时第一三极管Q1处于导通状态，过温保护信号从电源VCC经过第一三极管Q1到二极管D1，由电压输出端D输出为外围电路供电，外围电路即可做出相应的保护动作。电路的电压输出端D输出过温保护信号的同时，第一三极管Q1的集电极输出的电压还经第五电阻R5连接至B点，为第二三极管Q2的基极提供电流，同时对电容C1充电，稳定第二三极管Q2的基极电压，第二三极管Q2的集电极一直处于A点电压，第二三极管Q2处于持续导通状态，第四电阻R4为限流电阻。
当外围温度开始下降时，第一三极管Q1的导通电压VBE【SAT】随温度的降低而逐渐增大，当大于A点电压（0.4V）时，第一三极管Q1本来将恢复截止状态，关断电路端D的输出，但是，此时由于电容C1会持续放电一段时间，所以会在一段时间内为第二三极管Q2的基极提供电压，第二三极管Q2持续导通，第二电阻R2和第四电阻R4形成并联拉低A点电压VA，使得第一电阻R1两端的电压差增大，则第一三极管Q1的发射极和基极之间的电压差仍大于第一三极管Q1的导通电压VBE【SAT】，而能维持第一三极管Q1继续导通，电源输出端D继续输出过温保护信号，从而实现了自锁保护功能，稳定了过温保护信号的输出。
当外围过温解除后，重新启动保护电路，则可正常工作。
采用上述一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，首先，本实用新型根据三极管基极和发射极之间的导通压降随温度变化而变化的特性，采用三极管作为温度传感器，体积比较小，安装固定简单，更适合安装在厚膜混合集成工艺的电路中；另外，还可在电压输出端增设二极管，以防止外部电压反串到过温保护电路，提高电路的稳定性。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (4)

1.一种应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，其特征在于，包括：电源VCC、温度检测模块和信号输出模块，所述温度检测模块包括作为温度传感器贴设于发热元器件上的第一三极管Q1；所述第一三极管Q1的发射极连接至电源VCC，基极和集电极分别连接至信号输出模块的两个输入端，所述第一三极管Q1的集电极还连接至电压输出端D。
2.根据权利要求1所述的应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，其特征在于：所述温度检测模块还包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；所述第一三极管Q1的发射极依次串联第一电阻R1和第二电阻R2后接地，所述第一三极管Q1的基极连接至第一电阻R1和第二电阻R2之间的线路上，所述第一三极管Q1的集电极通过第三电阻R3接地。
3.根据权利要求1所述的应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，其特征在于：所述信号输出模块包括：第二三极管Q2、第四电阻R4、第五电阻R5以及电容C1；其中，所述第五电阻R5和电容C1均有一端连接至第二三极管Q2的基极，且第五电阻R5的另一端连接至第一三极管Q1的集电极，电容C1的另一端和所述第二三极管Q2的发射极均接地，所述第二三极管Q2的集电极通过第四电阻R4连接至第一三极管Q1的基极。
4.根据权利要求1所述的应用于厚膜混合集成工艺的过温保护电路，其特征在于：所述过温保护电路还包括二极管D1，所述二极管D1的阳极与第一三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的阴极连接至电压输出端D。
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