SU1483441A1 - Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer - Google Patents

Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer Download PDF

Info

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
Application number
SU874305770A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Станиславович Белецкий
Александр Борисович Исаков
Михаил Васильевич Капитонов
Юрий Михайлович Соколов
Николай Иосифович Ясюкевич
Original Assignee
Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) filed Critical Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority to SU874305770A priority Critical patent/SU1483441A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1483441A1 publication Critical patent/SU1483441A1/en

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)

Формула изобретени Invention Formula Узел тепловой защиты интегрального стабилизатора напр жени , содержащий дев ть транзисторов и четыре резистора, причем базы первого и второго транзисторов объединены, а их эмиттеры подклю- чены к входному выводу, коллектор первого транзистора соединен с коллектором третьего транзистора, эмиттер которого через первый резистор подключен к общей шине, с которой также соединены первый эмиттер четвертого транзистора, эмиттер п того транзистора и коллектор шестого транзистора, первый коллектор второго транзистора соединен с базой седьмого транзистора , второй коллектор второго транзистора подключен к эмиттеру восьмого транзистора , база которого соединена с коллектором дев того транзистора, база четвертого транзистора через второй резистор сое- динена с его коллектором и базой дев того транзистора, коллектор восьмого транзистора соединен с базой п того транзистора и через последовательно соединенные третий и четвертый резисторы подключен к общей шине, а коллектор п того транзистора  вл етс  управл ющим выходом узла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и надежности путем уменьшени The thermal protection unit of the integrated voltage regulator, containing nine transistors and four resistors, the bases of the first and second transistors are combined, and their emitters are connected to the input terminal, the collector of the first transistor is connected to the collector of the third transistor, the emitter of which is connected to the first through a resistor the common bus, which is also connected to the first emitter of the fourth transistor, the emitter of the pth transistor and the collector of the sixth transistor, the first collector of the second transistor is connected to the base seven transistor, the second collector of the second transistor is connected to the emitter of the eighth transistor, the base of which is connected to the collector of the ninth transistor, the base of the fourth transistor is connected through the second resistor to its collector and the base of the ninth transistor, the collector of the eighth transistor is connected to the base of the fifth transistor and through series-connected third and fourth resistors are connected to the common bus, and the collector of the fifth transistor is a control output of the node, characterized in that, in order to increase efficiency reliability by reducing тока потреблени  и упрощени  схемы, база третьего транзистора соединена с базой и коллектором седьмого транзистора, эмиттер которого подключен к базе четвертого транзистора , который выполнен двухэмиттерным, при этом второй эмиттер подключен к точке соединени  третьего и четвертого резисторов , третий коллектор второго транзистора подключен к коллектору дев того транзистора , эмиттер которого соединен с общей шиной, базы первого i: второго транзисторов подключены к эмиперч шестого транзистора , а база шестого транзистора соединена с коллектором первого транзистора.current consumption and simplification of the circuit, the base of the third transistor is connected to the base and collector of the seventh transistor, the emitter of which is connected to the base of the fourth transistor, which is two-emitter, while the second emitter is connected to the connection point of the third and fourth resistors, the third collector of the second transistor is connected to the collector nine of the transistor, the emitter of which is connected to the common bus, the base of the first i: the second transistor is connected to the ematch of the sixth transistor, and the base of the sixth transistor is connected to the collector of the first transistor.
SU874305770A 1987-09-18 1987-09-18 Thermal protection unit of integrated voltage stabilizer SU1483441A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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