SU1483441A1 - Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer - Google Patents
Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1483441A1 SU1483441A1 SU874305770A SU4305770A SU1483441A1 SU 1483441 A1 SU1483441 A1 SU 1483441A1 SU 874305770 A SU874305770 A SU 874305770A SU 4305770 A SU4305770 A SU 4305770A SU 1483441 A1 SU1483441 A1 SU 1483441A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transistor
- collector
- base
- emitter
- thermal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение в интегральных полупроводниковых стабилизаторах посто нного напр жени и в других устройствах, где возможны тепловые перегрузки. Цель изобретени - повышение КПД и надежности путем уменьшени тока потреблени и упрощение схемы. Цель достигаетс за счет схемотехнического совмещени источника опорного тока, имеющего отрицательный температурный дрейф опорного тока, и устройства, которое имеет тепловой гистерезис (температуры отключени и последующего включени интегрального стабилизатора отличаютс 30-50°с). Такое построение устройства позвол ет существенно снизить веро тность выхода из стро интегрального стабилизатора при длительном существовании тепловой перегрузки. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and may find application in integrated semiconductor constant voltage stabilizers and in other devices where thermal overloads are possible. The purpose of the invention is to increase efficiency and reliability by reducing the current consumption and simplifying the circuit. The goal is achieved by a circuit design combining a reference current source having a negative temperature drift of the reference current, and a device that has thermal hysteresis (the shutdown temperature and the subsequent switching on of the integral stabilizer differ from 30 to 50 ° C). Such a construction of the device makes it possible to significantly reduce the probability of failure of the integral stabilizer during the long existence of thermal overload. 1 il.
Description
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых интегральных стабилизаторах посто нного напр жени и других электронных устройствах, в которых возможны тепловые перегрузки.The invention relates to electrical engineering and can be used in semiconductor integrated constant voltage stabilizers and other electronic devices in which thermal overloads are possible.
Цель изобретени - повышение КПД и надежности путем уменьшени тока потреблени и упрощени схемы узла.The purpose of the invention is to increase efficiency and reliability by reducing the current consumption and simplifying the node circuit.
На чертеже приведена принципиальна электрическа схема устройства.The drawing shows a circuit diagram of the device.
Узел тепловой защиты интегрального стабилизатора напр жени содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, п тый 5, шестой 6, седьмой 7, восьмой 8 и дев тый 9 транзисторы, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 резисторы. Эмиттеры транзисторов 1 и 2 соединены с входным выводом 14, а базы транзисторов 1 и 2 подключены к эмиттеру транзистора 6. Коллектор транзистора 1 соединен с базой транзистора бис коллектором транзистора 3, эмиттер которого через резистор 10 подключен к общей шине, 15. Первый 16 коллектор транзистора 2 соединен с коллектором и базой транзистора 7, к которой также подключена база транзистора 3. База транзистора 4 соединена с эмиттером транзистора 7 и через резистор 11 подключена к коллектору транзистора 4 и базе транзистора 9. Второй 17 коллектор транзистора 2 соединен с эмиттером транзистора 8, база которого подключена к коллектору транзистора 9 и третьему 18 коллекторуThe thermal protection unit of the integral voltage regulator contains the first 1, second 2, third 3, fourth 4, fifth 5, sixth 6, seventh 7, eighth 8 and ninth 9 transistors, first 10, second 11, third 12 and fourth 13 resistors . The emitters of transistors 1 and 2 are connected to the input terminal 14, and the bases of transistors 1 and 2 are connected to the emitter of transistor 6. The collector of transistor 1 is connected to the base of transistor bis by a collector of transistor 3, the emitter of which is connected via resistor 10 to common bus 15. First 16 collector the transistor 2 is connected to the collector and the base of the transistor 7, to which the base of the transistor 3 is also connected. The base of the transistor 4 is connected to the emitter of the transistor 7 and through a resistor 11 is connected to the collector of the transistor 4 and the base of the transistor 9. Second 17 collector t anzistora 2 is connected to the emitter of the transistor 8 whose base is connected to the collector of the third transistor 9 and the collector 18
МыАMyA
транзистора 2. Коллектор транзистора 8 соединен с базой транзистора 5 и через последовательно включенные резисторы 12 и 13 соединен с общей шиной 15, к которой также подключены первый эмиттер 19 транзистора 4, коллектор транзистора 6 и эмиттеры транзисторов 9 и 5. Второй эмиттер 20 транзистора 4 подключен к точке соединени резисторов 12 и 13. Коллектор транзистора 5 соединен с управл ющим входом регулирующего элемента 21. Транзистор 22 выполн ет функцию источника тока в управл ющей цепи регулирующего элемента 21.transistor 2. The collector of transistor 8 is connected to the base of transistor 5 and connected in series through resistors 12 and 13 connected to a common bus 15 to which the first emitter 19 of transistor 4, the collector of transistor 6 and emitters of transistor 9 and 5 are also connected connected to the connection point of resistors 12 and 13. The collector of transistor 5 is connected to the control input of the regulating element 21. The transistor 22 performs the function of a current source in the control circuit of the regulating element 21.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Статический режим источника опорного тока (элементы 1-5, 9-13) определ етс значением резистора 10The static mode of the reference current source (items 1-5, 9-13) is determined by the value of resistor 10
Ion /Я 10,Ion / I 10,
где /«, - значение опорного тока; иэе - падение напр жени эмиттер-база транзистора 4.where / ", is the value of the reference current; and eee is the voltage drop of the emitter-base of the transistor 4.
При этом опорный ток /on имеет отрицательный температурный дрейф.In this case, the reference current / on has a negative temperature drift.
Ток коллектора 18 транзистора 2 имеет отрицательный температурный дрейф, а ток коллектора транзистора 9 имеет положительный температурный дрейф. Ток /s коллектора транзистора 9 определ етс следующим соотношением:The collector current 18 of transistor 2 has a negative temperature drift, and the collector current of transistor 9 has a positive temperature drift. The collector current / s of transistor 9 is defined by the following relationship:
((
ОЭ 20™тOE 20 ™ t
/./.
dTdT
)ЬА„ Я,о ЧТУ П1 ) BA „I, about CTU P1
где/IB-ток коллектора 16 транзистора 2; 5э2о - площадь эмиттера 20 транзистора 4; S39 - площадь эмиттера транзистора 9; температурный потенциал.where / IB-collector current 16 transistor 2; 5e2o - emitter area 20 of transistor 4; S39 is the emitter area of the transistor 9; temperature potential.
Дифференциру выражение по температуре и учитыва , что /К, где К. - отношение площади коллектора транзистора 1 к площади коллектора 16 транзистора 2, получаютDifferential expression for temperature and taking into account that / K, where K. is the ratio of the collector area of transistor 1 to the collector area of 16 transistor 2, get
dl, /9 (Тх), , АКЛdl, / 9 (Tx),, ACL
где ЛЕО - значение ширины запрещенной зоны кремни ;where LEO is the value of the silicon band gap;
г) 3,5-4 - параметр, завис щий от свойств полупроводникового материала; ) - значение тока коллектора транзистора 9 при некоторой опорной температуре .d) 3.5–4 is a parameter depending on the properties of the semiconductor material; ) - the current value of the collector of the transistor 9 at a certain reference temperature.
Таким образом, если выполн етс условие , ток коллектора транзистора 9 имеет положительный температурный дрейф. Узел тепловой защиты срабатывает при .температуре, при которой значение тока коллектора транзистора 9 немного превышает значение тока коллектора 18 транзистора 2. При этом по вл етс ток в цепи коллектора транзистора 4, резко возрастает падение напр жени на резисторах 12 и 13, что приводит к переходу транзистора 5 в режим насыщени . Транзистор 5 шунтируетThus, if the condition is satisfied, the collector current of the transistor 9 has a positive temperature drift. The thermal protection node triggers at a temperature at which the collector current value of transistor 9 slightly exceeds the collector current value 18 of transistor 2. This causes a current in the collector circuit of transistor 4, the voltage drop across resistors 12 and 13 sharply increases, which leads to the transition of the transistor 5 in the saturation mode. Transistor 5 shunts
5five
00
5five
00
5five
00
5five
управл ющий вход регулирующего элемента 21, выключа стабилизатор напр жени .the control input of the regulating element 21, turning off the voltage regulator.
В нормальном режиме работы (температура кристалла меньше температуры срабатывани узла защиты) элементы 5, 8 и 9 наход тс в режиме отсечки и не вли ют на работу стабилизатора.In normal operation (the crystal temperature is less than the response temperature of the protection node), the elements 5, 8 and 9 are in the cut-off mode and do not affect the operation of the stabilizer.
Разность температур выключени и последующего включени стабилизатора (тепловой гистерезис) формируетс следующим образом.The difference in the temperatures of the shutdown and the subsequent switching on of the stabilizer (thermal hysteresis) is formed as follows.
Эмиттеры 19 и 20 транзистора 4 имеют различную площадь, причем S32o. V-S 9in, где . Это позвол ет в нормальном режиме работы стабилизатора распределить эмиттерные токи транзистора 4 пропорционально площад м соответствующих эмиттеров 19 и 20. Таким образом, до момента срабатывани узла защиты, практически весь ток коллектора транзистора 4 протекает через эмиттер 20, имеющий большую площадь. После срабатывани узла защиты, падение напр жени на резисторе 13 приводит к перераспределению коллекторного тока транзистора 4 между эмиттерами 19 и 20. Ток эмиттера 20 резко уменьшаетс , а ток эмиттера 19 возрастает, следовательно, возрастает и падение напр жени эмиттер 19 - база транзистора 4. Это приводит к пропорциональному увеличению напр жени , приложенного к переходу эмиттер-база транзистора 9 и, как следствие, к сдвиганию температуры включени интегрального стабилизатора в сторону меньших температур. Разность температур отключени и последующего включени стабилизатора определ етс отношением площадей эмиттеров 19 и 20 транзистора 4. Так, при диапазон температур, в котором стабилизатор находитс в выключенном состо нии, составл ет 35-40°С.The emitters 19 and 20 of transistor 4 have a different area, and S32o. V-S 9in where. This allows in the normal operation of the stabilizer to distribute the emitter currents of transistor 4 in proportion to the areas of the corresponding emitters 19 and 20. Thus, until the protection node triggers, almost the entire collector current of transistor 4 flows through the emitter 20, which has a large area. After the protection node trips, the voltage drop across resistor 13 causes the collector current of transistor 4 to redistribute between emitters 19 and 20. The emitter current 20 decreases sharply, and the emitter current 19 increases, therefore, the voltage drop of emitter 19 - base of transistor 4 increases. This leads to a proportional increase in the voltage applied to the emitter-base junction of transistor 9 and, as a result, to a shift in the switching-on temperature of the integral stabilizer towards lower temperatures. The temperature difference between the switching off and the subsequent switching on of the stabilizer is determined by the ratio of the areas of the emitters 19 and 20 of the transistor 4. Thus, when the temperature range in which the stabilizer is in the off state, is 35-40 ° C.
Таким образом, предлагаемый узел тепловой защиты позвол ет существенно повысить надежность интегральных стабилизаторов напр жени средней и большой мощности и уменьшить их ток потреблени , а также имеет достаточно простую схемотехническую реализацию.Thus, the proposed unit of thermal protection allows to significantly increase the reliability of integrated voltage stabilizers of medium and high power and reduce their current consumption, and also has a rather simple circuit design.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874305770A SU1483441A1 (en) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874305770A SU1483441A1 (en) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1483441A1 true SU1483441A1 (en) | 1989-05-30 |
Family
ID=21327655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874305770A SU1483441A1 (en) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1483441A1 (en) |
-
1987
- 1987-09-18 SU SU874305770A patent/SU1483441A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1283729, кл. G 05 F 1/56, 1987. Патент US №4176308, кл. G 05 F 1/56 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4186418A (en) | Overvoltage protected integrated circuit network, to control current flow through resistive or inductive loads | |
EP0280514B1 (en) | Voltage regulator and voltage stabilizer | |
US4092693A (en) | Temperature sensing protection circuit for ic power chip having thermal hysteresis characteristic | |
US3992650A (en) | Apparatus to prevent overcurrent or overvoltage | |
CN111856124A (en) | Overvoltage detection circuit, overcurrent detection circuit and protection detection circuit | |
SU1483441A1 (en) | Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer | |
GB2136232A (en) | Improvements in or relating to protection devices for power elements of integrated circuits | |
US3989962A (en) | Negative-resistance semiconductor device | |
US4587442A (en) | Current threshold detector | |
SU1374206A1 (en) | Heat protection unit of integral voltage stabilizers | |
JPH02260712A (en) | Switching circuit | |
CN212622792U (en) | Overvoltage detection circuit, overcurrent detection circuit and protection detection circuit | |
JP2560010B2 (en) | Anti-saturation circuit of stacked PNP transistor | |
SU1464151A1 (en) | Bipolar d.c. voltage stabilizer | |
JPH09138247A (en) | Overcurrent detection circuit | |
SU1374209A1 (en) | D.c. voltage stabilizer | |
SU1221737A1 (en) | Automatic switch | |
SU1352473A1 (en) | D.c.voltage stabilizer | |
SU1312552A1 (en) | D.c.voltage stabilizer with protection | |
SU1238047A1 (en) | Versions of multichannel power source with protection | |
SU1174913A1 (en) | Voltage stabilizer with short-circuit protection | |
SU964609A2 (en) | Dc voltage stabilizer | |
SU1174911A1 (en) | D.c.voltage stabilizer with overload self-protection | |
SU892434A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
US5796292A (en) | Circuit for biasing epitaxial regions with a bias voltage that is not lower than ground reference despite power supply disturbation |