TWI668931B

TWI668931B - 溫度判斷電路以及電源管理電路

Info

Publication number: TWI668931B
Application number: TW106134520A
Authority: TW
Inventors: 李皓
Original assignee: 新唐科技股份有限公司
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2019-08-11
Also published as: CN109638772B; CN109638772A; TW201916517A

Abstract

一種溫度判斷電路，包括第一與第二溫度感測器、判斷電路、及切換電路。第一溫度感測器根據第一時脈信號的第一脈波來感測第一溫度以產生第一感測電流。第二溫度感測器根據第二時脈信號的第二脈波來感測第二溫度以產生第二感測電流。第一時脈信號的第一脈波與第二時脈信號的第二脈波彼此不重疊。判斷電路分別根據第一與第二感測電流來判斷第一與第二溫度是否高於溫度臨界值且產生第一與第二比較結果信號。切換電路透過輸入節點接收第一與第二比較結果信號。切換電路分別根據第一與第二脈波將第一與第二比較結果信號輸出至第一與第二輸出端。

Description

溫度判斷電路以及電源管理電路

本發明有關於一種溫度判斷電路，特別是有關於一種溫度判斷電路，用於判斷是否發生過溫度現象，以控制電源管理電路啟動過溫度保護機制。

過溫度保護是晶片常採用的保護機制。當晶片中的溫度感測元件偵測到溫度高於預設過溫度臨界值時，會將晶片關閉(shut down)，以避免晶片因為高溫而受到損傷。舉例來說，電源管理晶片中具有多個用於產生電源(電壓以及/或電流)的子電路，且每一子電路具有各自的過溫度保護電路。由於這些子電路在電源管理晶片所配置的位置彼此接近，使得一子電路的溫度會影響到相鄰的子電路。此外，由於製程變異與系統設計不當等原因，這些子電路各自的過溫度保護電路實際上的過溫度臨界值偏離各自預設的過溫度臨界值(即發生溫度偏移現象(offset))，且每一子電路的溫度偏移程度不完全相同。此溫度偏移現象導致了過溫度保護機制的誤觸發，也就是說，即使一子電路的溫度即使沒有到達預設的過溫度臨界值，但由於受到一相鄰的子電路的高溫以及溫度偏移的影響，導致此子電路的過溫度保護機制被觸發。

因此，本發明提出一種溫度判斷電路，其可判斷多個溫度感測器所感測到的溫度是否高於預設的臨界值，而不受臨界值偏移所影響。因此，當此溫度判斷電路用於過溫度保護機制時，可避免過溫度保護機制的誤觸發的情況。

本發明一實施例提供一種溫度判斷電路，其包括第一溫度感測器、第二溫度感測器、判斷電路、以及切換電路。第一溫度感測器根據第一時脈信號的一第一脈波來感測第一溫度以產生第一感測電流。第二溫度感測器根據第二時脈信號的一第二脈波來感測第二溫度以產生第二感測電流。第一時脈信號的第一脈波與第二時脈信號的第二脈波彼此不重疊。判斷電路接收第一感測電流以及第二感測電流。判斷電路根據第一感測電流來判斷第一溫度是否高於溫度臨界值且產生對應的第一比較結果信號，以及根據第二感測電流來判斷第二溫度是否高於溫度臨界值且產生對應的第二比較結果信號。切換電路接收第一時脈信號以及第二時脈信號，且透過輸入節點接收第一比較結果信號以及第二比較結果信號。切換電路根據第一時脈信號的第一脈波將第一比較結果信號輸出至第一輸出端，且根據第二時脈信號的第二脈波該第二比較結果信號輸出至第二輸出端。

本發明一實施例提供一種電源管理電路，其包括溫度判斷電路以及電源產生電路。溫度判斷電路包括第一溫度感測器、第二溫度感測器、判斷電路、以及切換電路。第一溫度感測器根據第一時脈信號的一第一脈波來感測第一溫度以產生第一感測電流。第二溫度感測器根據第二時脈信號的一第二脈波來感測第二溫度以產生第二感測電流。第一時脈信號的第一脈波與第二時脈信號的第二脈波彼此不重疊。判斷電路接收第一感測電流以及第二感測電流。判斷電路根據第一感測電流來判斷第一溫度是否高於溫度臨界值且產生對應的第一比較結果信號，以及根據第二感測電流來判斷第二溫度是否高於溫度臨界值且產生對應的第二比較結果信號。切換電路接收第一時脈信號以及第二時脈信號，且透過輸入節點接收第一比較結果信號以及第二比較結果信號。切換電路根據第一時脈信號的第一脈波將第一比較結果信號輸出至第一輸出端，且根據第二時脈信號的第二脈波該第二比較結果信號輸出至第二輸出端。電源產生電路耦接第一輸出端以及第二輸出端以分別接收第一比較結果信號以及第二比較結果信號，以及產生第一輸出電壓。電源產生電路根據第一比較結果信號以及第二比較結果信號中至少一者來停止產生第一輸出電壓。

1‧‧‧溫度判斷電路

5、8‧‧‧電源管理電路

10_1…10_N‧‧‧溫度感測器

11‧‧‧判斷電路

12‧‧‧切換電路

50、80‧‧‧電源產生電路

60‧‧‧電路基板

70‧‧‧電阻器

71‧‧‧NMOS電晶體

72‧‧‧功率電晶體

90‧‧‧電路基板

91‧‧‧功率區域

92‧‧‧一般區域

100、101‧‧‧PNP型雙極性電晶體

102、103‧‧‧NMOS電晶體

110‧‧‧電流轉電壓電路

111‧‧‧比較器

112‧‧‧運算放大器(OP)

113…115‧‧‧PMOS電晶體

120_1…120_N‧‧‧開關

500_1…500_N‧‧‧子電路

501_1…501_N、801‧‧‧控制電路

502_1…502_N、802‧‧‧電壓產生電路

700‧‧‧子電路

701‧‧‧控制電路

702‧‧‧電壓產生電路

CLK_1…CLK_N‧‧‧時脈信號

GND‧‧‧接地端

I_1…I_N‧‧‧感測電流

Ix_1、Ix_2、In_1‧‧‧電流

N30…N34‧‧‧節點

N70‧‧‧控制節點

N71‧‧‧輸入節點

OUT10、OUT11‧‧‧輸出節點

PLS_1…PLS_N‧‧‧脈波

R_1…R_N、Rn‧‧‧電阻器

Rref‧‧‧電阻器

SD_1~SD_N‧‧‧比較結果信號

SD_n‧‧‧輸入信號

TO_1~TO_N‧‧‧輸出端

V_1…V_N、V_n‧‧‧輸出電壓

V70‧‧‧電壓

V80‧‧‧輸出電壓

VIN‧‧‧輸入電壓

Vx_1、Vx_2‧‧‧感測電壓

Vref‧‧‧參考電壓

第1圖表示根據本發明一實施例的溫度判斷電路。

第2圖表示第1圖的溫度判斷電路中時脈信號的時序圖。

第3A-3B圖表示根據本發明另一實施例的溫度判斷電路。

第4圖表示根據本發明另一實施例的溫度判斷電路。

第5圖表示根據本發明一實施例的電源管理電路。

第6圖表示第5圖中的多個溫度感測器以及多個子電路在電路基板上的位置示意圖。

第7圖表示根據本發明一實施例的控制電路以及電壓產生電路。

第8圖表示根據本發明一實施例的電源管理電路。

第9圖表示第8圖中的多個溫度感測器在電路基板上的位置示意圖。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖係表示根據本發明一實施例的溫度判斷電路。參閱第1圖，溫度判斷電路1包括複數個溫度感測器10_1~10_N(N為一正整數)、溫度感測器10_1~10_N所共用的判斷電路11、以及切換電路12。溫度感測器10_1~10_N分別接收時脈信號CLK_1~CLK_N。在本發明實施例中，每一時脈信號具有至少一個脈波，且一時脈信號的脈波與其他時脈信號的脈波彼此不重疊，如第2圖所示。舉例來說，時脈信號CLK_1的脈波PLS_1、時脈信號CLK_2的脈波PLS_2、以及時脈信號CLK_3的脈波PLS_3彼此不重疊。對於每一溫度感測器而言，每當其所接收到的時脈信號出現一的脈波時，此溫度感測器則由此脈波致能以感測此溫度感測器的環境溫度。由於時脈信號CLK_1~CLK_N的脈波彼此不重疊，因此可得知，溫度感測器10_1~10_N是以分時的方式進行溫度感測操作。

在此實施例中，溫度感測器10_1~10_N感測各自的環境溫度後分別產生感測電流I_1~I_N。判斷電路11耦接所有的溫度感測器10_1~10_N，以接收感測電流I_1~I_N。每當判斷電路11接收到來自一溫度感測器的一感測電流時，判斷電路11則根據接收到的感測電流來執行一溫度判斷操作，以判斷此溫度感測器所感測到的溫度是否高於一溫度臨界值，且根據判斷結果來產生對應的比較結果信號。根據上述，由於溫度感測器10_1~10_N是以分時的方式進行溫度感測操作，因此，後續所產生的感測電流I_1~I_N是在不同的時間產生，且對應的比較結果信號SD_1~SD_N也是在不同的時間產生。第1圖中同時顯示感測電流I_1~I_N以及比較結果信號SD_1~SD_N僅為說明溫度判斷電路1內所產生的信號，並非表示信號同時產生。在第1圖的實施例中，每一溫度感測器與判斷電路11之間的信號傳遞可以透過單一路徑或是雙路徑(差動路徑)。第1圖僅是示意的導線來表示溫度感測器10_1~10_N與判斷電路11之間的連接關係。溫度感測器10_1~10_N與判斷電路11之間的信號傳送路徑與信號類型依據溫度感測器10_1~10_N與判斷電路11的實際電路架構而定。

切換電路12接收所有的時脈信號CLK_1~CLK_N，且根據時脈信號CLK_1~CLK_N分別將比較結果信號SD_1~SD_N輸出至溫度判斷電路1的輸出端TO_1~TO_2。舉例來說，當溫度感測器10_1根據其所接收到的時脈信號CLK_1而感測環境溫度以產生顯示感測電流I_1時，切換電路12則同樣地根據時脈信號CLK_1將對應的比較結果信號SD_1輸出至輸出端TO_1。

根據上述可得知，本案的溫度判斷電路1具有多個溫度感測器。如此一來，對於這些溫度感測器所感測到的溫度的判斷將彼此不受到影響。此外，在本發明實施例中，這些溫度感測器共用一個判斷電路11且採用同一預設的溫度臨界值來進行溫度判斷操作，避免了習知技術中製程變異與系統設計不當所導致的溫度臨界值的偏移。

第3A-3B圖係表示根據本發明另一實施例的溫度判斷電路。在第3A-3B圖的實施例中，溫度感測電路10_1~10_N具有相同的電路架構。以下將以溫度感測電路10_1為例來說明溫度感測電路10_1~10_N的電路架構。參閱第3A圖，溫度感測電路10_1包括PNP型雙極性電晶體100與101、N型金氧半(N-type metal oxide semiconductor，NMOS)電晶體102與103、以及感測電阻器R_1。PNP型雙極性電晶體100的基極(控制端)耦接接地端GND，其射極(第一端)耦接節點N30的，且其集極耦接接地端GND。PNP型雙極性電晶體101的基極耦接接地端GND，其射極耦接節點N31，且其集極耦接接地端GND。NMOS電晶體102的閘極(控制端)接收對應的時脈信號CLK_1，其汲極(第一端)耦接輸出節點OUT10、以及其源極(第二端)耦接節點N30。感測電阻器R_1耦接於節點N31與節點N32之間。NMOS電晶體103的閘極(控制端)接收對應的時脈信號CLK_1，其汲極(第一端)耦接輸出節點OUT11、以及其源極(第二端)耦接節點N32。在此實施例中，PNP型雙極性電晶體100與101的尺寸比例為1：K。

根據上述，溫度感測電路10_2~10_N具有與溫度感測電路10_1相同的電路架構。在一實施例中，溫度感測電路10_1~10_N中至少一者的感測電阻器的電阻值不同於其他溫度感測電路的感測電阻器的電阻值。在其他實施例中，溫度感測電路10_1~10_N中的感測電阻器R_1~R_N可具有相異的電阻值。在另一實施例中，溫度感測電路10_1~10_N中的感測電阻器R_1~R_N可具有相同的電阻值。

判斷電路11包括電流轉電壓電路110以及比較器111。電流轉電壓電路110透過輸出節點OUT10與OUT11耦接溫度感測電路10_1~10_N。電流轉電壓電路110包括運算放大器(OP)112、P型金氧半(N-type metal oxide semiconductor，PMOS)電晶體113~115、以及電阻器Rref。運算放大器112的正輸入端(+)耦接輸出節點OUT11，且其負輸入端(-)耦接輸出節點OUT10。PMOS電晶體113的閘極耦接運算放大器112的輸出端，其源極耦接供應電壓VDD，且其汲極耦接運算放大器112的負輸入端。PMOS電晶體114的閘極耦接運算放大器112的輸出端，其源極耦接供應電壓VDD，且其汲極耦接運算放大器112的正輸入端。PMOS電晶體115的閘極耦接運算放大器112的輸出端，其源極耦接供應電壓VDD，且其汲極耦接節點N33。在此實施例中，運算放大器112與PMOS電晶體113~115組成一電流鏡電路。電阻器Rref耦接於節點N33與接地端GND之間。比較器111的正輸入端(+)耦接節點N33，且其負輸入端(-)接收參考電壓Vref。

切換電路12包括N個開關120_1~120_N，分別對應溫度感測器10_1~10_N。開關120_1~120_N的輸入端都透過輸入節點N34耦接比較器111的輸出端。開關120_1~120_N的輸出端分別耦接輸出端TO_1~TO_N。開關120_1~120_N分別受控於時脈信號CLK_1~CLK_N。根據切換電路12的電路架構以及時脈信號CLK_1~CLK_N的時序可得知，開關120_1~120_N係以分時的方式導通比較器111的輸出端分別與輸出端TO_1~TO_N之間的路徑。

以下將以溫度感測器10_1與10_2為例來說明溫度判斷電路1的操作。參閱第2圖以及第3A圖，當溫度感測器10_1由時脈信號CLK_1的一脈波PLS_1致能時，溫度感測器10_1之NMOS電晶體102與103根據此脈波PLS_1而導通。此時，溫度感測器10_1產生流經感測電阻器R_1的感測電流I_1。基於溫度感測器10_1內的元件特性，感測電流I_1的大小與當前的環境溫度相關聯。在一實施例中，感測電流I_1的大小與當前的環境溫度成正比。根據上述，溫度感測器10_1是藉由產生對應的感測電流I_1來偵測環境溫度。在產生感測電流I_1之後，電流轉電壓電路110內的電流鏡電路根據感測電流I_1來產生流經電阻器Rref的電流Ix_1。在此實施例中，電流Ix_1等於感測電流I_1或與感測電流I_1成倍數關係。根據電阻器Rref的電阻值以及電流Ix_1，於節點N33上產生感測電壓Vx_1。根據上述，感測電流I_1的大小與產生感測電流I_2當時的環境溫度相關聯，且電流Ix_1是根據感測電流I_1而產生的。因此可知，在電阻器Rref的電阻值為固定的情況下，電流轉電壓電路110將感測電流I_1轉換為感測電壓Vx_1，且感測電壓Vx_1的大小表示溫度感測器10_1產生感測電流I_1當下時的環境溫度。比較器111比較感測電壓Vx_1與參考電壓Vref，以產生比較結果信號SD_1。在此實施例中，基於感測電壓Vx_1與環境溫度之間的關聯性，參考電壓Vref表示一溫度臨界值。如此一來，比較器111對於感測電壓Vx_1與參考電壓Vref之間的比較，可視為對於偵測到的環境溫度與溫度臨界值之間的比較。感測電壓Vx_1大於參考電壓Vref比較結果係表示偵測到的環境溫度高於溫度臨界值，感測電壓Vx_1小於參考電壓Vref比較結果則係表示偵測到的環境溫度低於溫度臨界值。上述的比較結果反應於比較結果信號SD_1。舉例來說，當感測電壓Vx_1大於參考電壓Vref(也就是環境溫度高於溫度臨界值)時，比較器111則產生具有一高位準的比較結果信號SD_1；當感測電壓Vx_1小於參考電壓Vref(也就是環境溫度低於溫度臨界值)時，比較器111則產生具有一低位準的比較結果信號SD_1。在切換電路12中，開關120_1則根據時脈信號CLK_1的脈波PLS_1而導通，以將比較結果信號SD_1輸出至輸出端TO_1。

參閱第2圖以及第3B圖，當溫度感測器10_2由時脈信號CLK_2的一脈波PLS_2致能時，溫度感測器10_2之NMOS電晶體102與103根據此脈波PLS_2而導通。此時，溫度感測器10_2產生流經感測電阻器R_2的感測電流I_2。基於溫度感測器10_2內的元件特性，感測電流I_2的大小與當前的環境溫度相關聯。在一實施例中，感測電流I_2的大小與當前的環境溫度成正比。根據上述，溫度感測器10_2是藉由產生對應的感測電流I_2來偵測環境溫度。在產生感測電流I_2之後，電流轉電壓電路110內的電流鏡電路根據感測電流I_2來產生流經電阻器Rref的電流Ix_2。在此實施例中，電流Ix_2等於感測電流I_2或與感測電流I_2成倍數關係。根據電阻器Rref的電阻值以及電流Ix_2，於節點N33上產生感測電壓Vx_2。根據上述，感測電流I_2的大小與產生感測電流I_2當時的環境溫度相關聯，且電流 Ix_2是根據感測電流I_2而產生的。因此可知，在電阻器Rref的電阻值為固定的情況下，電流轉電壓電路110將感測電流I_2轉換為感測電壓Vx_2，且感測電壓Vx_2的大小表示溫度感測器10_2產生感測電流I_2當下時的環境溫度。比較器111比較感測電壓Vx_2與參考電壓Vref，以產生比較結果信號SD_2。由於參考電壓Vref表示溫度臨界值，因此，比較器111對於感測電壓Vx_2與參考電壓Vref之間的比較，可視為對於偵測到的環境溫度與溫度臨界值之間的比較。感測電壓Vx_2大於參考電壓Vref比較結果係表示偵測到的環境溫度高於溫度臨界值，感測電壓Vx_2小於參考電壓Vref比較結果則係表示偵測到的環境溫度低於溫度臨界值。上述的比較結果反應於比較結果信號SD_2。舉例來說，當感測電壓Vx_2大於參考電壓Vref(也就是環境溫度高於溫度臨界值)，比較器111則產生具有一高位準的比較結果信號SD_2；當感測電壓Vx_2小於參考電壓Vref(也就是環境溫度低於溫度臨界值)，比較器111則產生具有一低位準的比較結果信號SD_2。在切換電路12中，開關120_2則根據時脈信號CLK_2的脈波PLS_2而導通，以將比較結果信號SD_2輸出至輸出端TO_2。

根據上述可得知，由於一時脈信號的脈波與其他時脈信號的脈波彼此不重疊，因此溫度判斷電路1中的多個溫度感測器是以分時的方式進行溫度感測操作。如此一來，對於這些溫度感測器所感測到的溫度的判斷將彼此不受到影響。此外，在本發明實施例中，這些溫度感測器共用一個判斷電路11且採用同一預設的參考電壓(對應溫度臨界值)來進行溫度判斷操作，避免了習知技術中製程變異與系統設計不當所導致的溫度臨界值的偏移。

在上述實施例中，每一溫度感測電路在電晶體103與101之間配置有具有各自的感測電阻器。而在其他實施例中，是所有的溫度感測電路共一個感測電阻器。參閱第4圖，每一溫度感測電路在電晶體103與101之間不再配置任何的感測電阻器，而判斷電路11中的電流轉電壓電路110更包括一感測電阻器Rn(第4圖中虛線框11請包含Rn)。在第4圖的實施例中，以感測電阻器Rn取代了第3A圖實施例的感測電阻器R_1~R_N，然而，其他電路與元件的連接關係與操作如同第3A-3B圖的說明，因此，在此省略相關說明。在此實施例中，當一溫度感測電路根據對應的時脈信號進行溫度感測操作時，產生了流經感測電阻器Rn的感測電流。舉例來說，當溫度感測電路10_1根據時脈信號CLK_1進行溫度感測操作時，產生了流經感測電阻器Rn的感測電流In_1。基於溫度感測器10_1內的元件特性，感測電流In_1的大小與當前的環境溫度相關聯。在一實施例中，感測電流In_1的大小與當前的環境溫度成正比。根據上述，溫度感測器10_1是藉由產生對應的感測電流In_1來偵測環境溫度。在產生感測電流In_1之後，電流轉電壓電路110內的電流鏡電路根據感測電流In_1來產生流經電阻器Rref的電流Ix_1，以給予後續的比較器111進行比較操作。

在一實施例中，本發明的溫度判斷電路1可用於電源管理電路。如第5圖所示，電源管理電路5包括上述實施例的溫度判斷電路1以及電源產生電路50。溫度判斷電路1的電路架構與操作以敘述時上述的實施例，在此省略相關說明。參閱第5圖，電源產生電路50包括多個子電路500_1~500_N。子電路500_1~500_N分別耦接輸出端TO_1~TO_N以接收比較結果信號SD_1~SD_N，且分別產生輸出電壓V_1~V_N。每一子電路包括控制電路以及電壓產生電路。舉例來說，子電路500_1包括控制電路501_1以及電壓產生電路502_1，子電路500_2包括控制電路501_2以及電壓產生電路502_2，以及子電路500_N包括控制電路501_N以及電壓產生電路502_N。在每一子電路中，電壓產生電路係操作來產生對應的輸出電壓，而控制電路則根據對應的比較結果信號來控制電壓產生電路，使其產生或停止產生輸出電壓。

第6圖係表示溫度感測器10_1~10_N以及子電路500_1~500_N在電源管理電路5的電路基板60上的位置示意圖。雖然第6圖僅顯示溫度感測器10_1~10_N以及子電路500_1~500_N，但溫度感測電路1的其他元件以及電源電源產生電路50的其他元件也都配置在電路基板60上。參閱第6圖，溫度感測器10_1~10_N分別配置在接近於子電路500_1~500_N的位置。舉例來說，溫度感測器10_1配置於接近子電路500_1。由於子電路500_1本身的溫度會影響其周遭溫度，因此，溫度感測器10_1所感測到的環境溫度隨著子電路500_1本身的溫度而改變。也就是說，溫度感測器10_1藉由偵測其周遭溫度而產生的感測電流I_1係表示子電路500_1本身的溫度。由感測電流I_1所衍生獲得的感測電壓Vx_1大於參考電壓Vref(也就是環境溫度高於溫度臨界值)係表示子電路500_1處於溫度過高的情況；感測電壓Vx_1小於參考電壓Vref(也就是環境溫度低於溫度臨界值)則表示子電路500_1非處於溫度過高的情況。在一些實施例中，溫度感測器10_1所感測到的環境溫度等於子電路500_1本身的溫度。以下將以子電路500_1為例來說明電源產生電路50的操作。

如第5圖所示，子電路500_1耦接輸出端TO_1。當溫度判斷電路1根據時脈信號CLK_1而產生比較結果信號SD_1時，切換電路12將比較結果信號SD_1輸出至輸出端TO_1。此時，控制電路501_1透過輸出端TO_1接收比較結果信號SD_1。當比較結果信號SD_1具有一低位準(表示環境溫度低於溫度臨界值，且子電路500_1非處於溫度過高的情況)時，控制電路501_1則控制電壓產生電路502_1產生輸出電壓V_1。當比較結果信號SD_1具有一高位準(表示環境溫度高於溫度臨界值，且子電路500_1處於溫度過高的情況)時，控制電路501_1則控制電壓產生電路502_1停止產生輸出電壓V_1，藉此實現過溫度保護(over temperature protection，OTP)。在一實施例中，於控制電路501_1控制電壓產生電路502_1停止產生輸出電壓V_1後，經過一預設時間，控制電路501_1控制電壓產生電路502_1恢復產生輸出電壓V_1。同樣地，其他的子電路500_2~500_N也可根據各自的比較結果信號SD_2~SD_N來實施過溫度保護。

在一實施例中，控制電路501_1實現過溫度保護的方式，可藉由關閉電壓產生電路502_1中的功率電晶體來實現，以使功率電晶體的電流趨近於零。如此一來，子電路500_1的功率降低，且子電路500_1的溫度不再持續上升，達到過溫度保護。第7圖係表示根據本發明一實施例的子電路。參閱第7圖，子電路700包括控制電路701以及電壓產生電路702。第5圖的子電路500_1~500_N中的任一者可以子電路700來實現。電壓產生電路702包括電阻器70、NMOS電晶體71、以及以NMOS電晶體來實現的功率電晶體72。電阻器70的一端接收輸入電壓VIN，且其另一端耦接控制節點N70。NMOS電晶體71的汲極耦接控制節點N70，且其源極耦接接地端GND。功率電晶體72的閘極耦接控制節點N70，其汲極耦接供應電壓VDD，且其源耦接輸出節點N71。控制電路701接收輸入電壓VIN，且耦接NMOS電晶體71的閘極以及接地端GND。控制電路701更接收輸入信號SD_n。當控制電路701根據輸入信號SD_n而關閉NMOS電晶體71時，功率電晶體72根據輸入電壓VIN來產生輸出電壓V_n。當控制電路701根據輸入信號SD_n而導通NMOS電晶體71時，控制節點N70上的電壓V70下拉至接地端GND的電壓，此時功率電晶體72關閉且不再產生輸出電壓V_n。因此可得知，控制電路701藉由控制電晶體71的導通/關閉狀態來控制電壓產生電壓產生電路702是否產生輸出電壓V_n。

舉例來說，當子電路500_1以子電路700來實現時，控制電路701作為控制電路501_1，且電壓產生電路702作為電壓產生電路502_1。在此情況下，控制電路701接收比較結果信號SD_1作為其輸入信號SD_n，且電壓產生電路702產生輸出電壓V_n則作為V_1。當子電路500_1非處於溫度過高的情況時，比較結果信號SD_1處於一低位準。此時，控制電路701根據低位準的輸入信號SD_n而關閉NMOS電晶體71，且功率電晶體72根據輸入電壓VIN來產生輸出電壓V_1。當子電路500_1處於溫度過高的情況時，比較結果信號SD_1處於一高位準。此時，控制電路701根據高位準的輸入信號SD_n而導通NMOS電晶體71。控制節點N70上的電壓V70透過導通的NMOS電晶體71而被下拉至接地端GND的電壓。如此一來因此，功率電晶體72關閉且不再產生輸出電壓V_1，藉以實現過電壓保護。

第7圖的子電路僅為一示範例。在其他實施例中，子電路500_1~500_N可以是任何可產生電壓或電流的電路。舉例來說，子電路500_1~500_N中的任一者可以是線性穩壓器、昇壓電路、降壓電路、或者是前述中任兩者的結合。

在另一實施例中，如第8圖所示，電源管理電路8包括上述實施例的溫度判斷電路1以及電源產生電路80。溫度判斷電路1的電路架構與操作以敘述時上述的實施例，在此省略相關說明。參閱第8圖，電源產生電路80包括控制電路801以及電壓產生電路802。電源產生電路80可以是線性穩壓器、昇壓電路、降壓電路、或者是前述中任兩者的結合。控制電路801接收來自溫度判斷電路1的比較結果信號SD_1~SD_N。控制電路801與第7圖所示的控制電路701之間的差異在於，控制電路801係接收所有的比較結果信號SD_1~SD_N。電壓產生電路802則可具有如第7圖所示的電壓產生電路702的電路架構。電壓產生電路802係操作來產生輸出電壓V80，而控制電路801則根據比較結果信號SD_1~SD_N中的至少一者來控制電壓產生電路802，使其產生或停止產生輸出電壓V80。

第9圖係表示溫度感測器10_1~10_N在電源管理電路8的電路基板90上的位置示意圖。雖然第9圖僅顯示溫度感測器10_1~10_N，但溫度感測電路1的其他元件以及電源產生電路80的其他元件也都配置在電路基板90上。參閱第9圖，電路基板90可分為兩個區域：功率區域91以及一般區域92。電壓產生電路802中的功率元件(例如第7圖中的功率電晶體72)具有較大的尺寸，且佔用電路基板90的一較大的功率區域91。溫度感測電路1的其他元件以及電源產生電路80的其他元件則配置在一般區域92。由於功率元件的溫度是影響電源管理電路8整體溫度的最大因素，因此，溫度感測器10_1~10_N分別配置在功率區域91的不同位置，以偵測這些位置的環境溫度。因此溫度感測器10_1~10_10N所感測到的環境溫度隨著功率元件的溫度而改變。也就是說，溫度感測器10_1~10_10N藉由偵測周遭溫度而產生的感測電流I_1_~I_N係表示功率區域91中不同位置的溫度。在此實施例中，所有的比較結果信號SD_1~SD_N都處於低位準表示功率元件非處於溫度過高的情況。此時，控制電路801控制控制電壓產生電路802產生輸出電壓V80。只要由感測電流I_1~I_N所衍生獲得的感測電壓Vx_1~Vx_N中的一者大於參考電壓Vref(也就是對應位置的環境溫度高於溫度臨界值)，則表示功率元件處於溫度過高的情況。此時，對應的比較結果信號具有一高位準，控制電路801則控制電壓產生電路802停止產生輸出電壓V80，藉此實現對電源管理電路8的過溫度保護。在一實施例中，於控制電路801控制電壓產生電路802停止產生輸出電壓V80後，經過一預設時間，控制電路801控制電壓產生電路802恢復產生輸出電壓V80。

在第8圖的實施例中，控制電路801實現過溫度保護的方式，可藉由關閉電壓產生電路802中的功率電晶體(例如第7圖中的功率電晶體72)來實現，以使功率電晶體的電流趨近於零，功率電晶體的溫度不再持續上升，達到過溫度保護。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種溫度判斷電路，包括；一第一溫度感測器，根據一第一時脈信號的一第一脈波來感測一第一溫度以產生一第一感測電流；一第二溫度感測器，根據一第二時脈信號的一第二脈波來感測一第二溫度以產生一第二感測電流，其中，該第一時脈信號的該第一脈波與該第二時脈信號的該第二脈波彼此不重疊；一判斷電路，接收該第一感測電流以及該第二感測電流，其中，該判斷電路根據該第一感測電流來判斷該第一溫度是否高於一溫度臨界值且產生對應的一第一比較結果信號，以及該判斷電路根據該第二感測電流來判斷該第二溫度是否高於該溫度臨界值且產生對應的一第二比較結果信號；以及一切換電路，接收該第一時脈信號以及該第二時脈信號，且透過一輸入節點接收該第一比較結果信號以及該第二比較結果信號；其中，該切換電路根據該第一時脈信號的該第一脈波將該第一比較結果信號輸出至一第一輸出端，且根據該第二時脈信號的該第二脈波將該第二比較結果信號輸出至一第二輸出端。
如申請專利範圍第1項所述的溫度判斷電路，其中，該判斷電路根據該第一感測電流來產生一第一感測電壓，且比較該第一感測電壓與一參考電壓以產生該第一比較結果信號，該參考電壓對應該溫度臨界值；其中，該判斷電路根據該第二感測電流來產生一第二感測電壓，且比較該第二感測電壓與該參考電壓以產生該第二比較結果信號。
如申請專利範圍第1項所述的溫度判斷電路，其中，該第一溫度感測器以及該第二溫度感測器的每一者透過一第一輸出節點以及一第二輸出節點耦接該判斷電路，且包括：一第一電晶體，具有耦接一接地端的一控制端、耦接一第一節點的一第一端、以及耦接該接地端的一第二端；一第二電晶體，具有耦接該接地端的一控制端、耦接一第二節點的一第一端、以及耦接該接地端的一第二端；一第三電晶體，具有一控制端、耦接該第一輸出節點的一第一端、以及耦接該第一節點的一第二端；一電阻器，耦接於該第二節點與一第三節點之間；以及一第四電晶體，具有一控制端、耦接該第二輸出節點的一第一端、以及耦接該第三節點的一第二端；其中，對於該第一溫度感測器而言，該第三電晶體的該控制端以及該第四電晶體的該控制端耦接該第一時脈信號，且該第一感測電流流經該電阻器；其中，對於該第二溫度感測器而言，該第三電晶體的該控制端以及該第四電晶體的該控制端耦接該第二時脈信號，且該第二感測電流流經該電阻器。
如申請專利範圍第3項所述的溫度判斷電路，其中，該判斷電路包括：一電流轉電壓電路，透過該第一輸出節點以及該第二輸出節點來耦接該第一溫度感測器以及該第二溫度感測器；以及一比較器，耦接該電流轉電壓電路的一第三輸出節點；其中，當該電流轉電壓電路接收該第一感測電流時，該電流轉電壓電路根據該第一感測電流於該第三輸出節點上產生一第一感測電壓，且該比較器比較該第一感測電壓與一參考電壓以產生該第一比較結果信號；以及其中，該參考電壓對應該溫度臨界值。
一種電源管理電路，包括；一溫度判斷電路，包括：一第一溫度感測器，根據一第一時脈信號的一第一脈波來感測一第一溫度以產生一第一感測電流；一第二溫度感測器，根據一第二時脈信號的一第二脈波來感測一第二溫度以產生一第二感測電流，其中，該第一時脈信號的該第一脈波與該第二時脈信號的該第二脈波彼此不重疊；一判斷電路，接收該第一感測電流以及該第二感測電流，其中，該判斷電路根據該第一感測電流來判斷該第一溫度是否高於一溫度臨界值且產生對應的一第一比較結果信號，以及該判斷電路根據該第二感測電流來判斷該第二溫度是否高於該臨界值且產生對應的一第二比較結果信號；以及一切換電路，接收該第一時脈信號以及該第二時脈信號，且透過一輸入節點接收該第一比較結果信號以及該第二比較結果信號；其中，該切換電路根據該第一時脈信號的該第一脈波將該第一比較結果信號輸出至一第一輸出端，且根據該第二時脈信號的該第二脈波將該第二比較結果信號輸出至一第二輸出端；以及一電源產生電路，耦接該第一輸出端以及該第二輸出端以分別接收該第一比較結果信號以及該第二比較結果信號，以及產生一第一輸出電壓；其中，該電源產生電路根據該第一比較結果信號以及該第二比較結果信號中至少一者來停止產生該第一輸出電壓。
如申請專利範圍第5項所述的電源管理電路，其中，該電源產生電路包括：一第一子電路，耦接該第一輸出端以接收該第一比較結果信號，以及產生該第一輸出電壓；其中，當該判斷電路判斷出該第一溫度高於該溫度臨界值時，該第一子電路受控於該第一比較結果信號以停止產生該第一輸出電壓；以及一第二子電路，耦接該第二輸出端以接收該第二比較結果信號，以及產生一第二輸出電壓；其中，當該判斷電路判斷出該第二溫度高於該溫度臨界值時，該第二子電路受控於該第二比較結果信號以停止產生該第二輸出電壓。
如申請專利範圍第5項所述的電源管理電路，其中，該電源產生電路包括：一控制電路，接收該第一比較結果信號以及該第二比較結果信號；以及一電壓產生電路，耦接該控制電路，且產生該第一輸出電壓；其中，當該判斷電路判斷出該第一溫度或該第二溫度高於該溫度臨界值時，該控制電路控制該電壓產生電路停止產生該第一輸出電壓。
如申請專利範圍第7項所述的電源管理電路，其中，該電壓產生電路包括一功率元件，且該功率元件配置在該電源管理電路的一功率區域；其中，該第一溫度感測器配置在該功率區域中的一第一位置，且感測該第一位置的環境溫度以作為該第一溫度；以及其中，該第二溫度感測器配置在該功率區域中的一第二位置，且感測該第二位置的環境溫度以作為該第二溫度。
如申請專利範圍第5項所述的電源管理電路，其中，該判斷電路根據該第一感測電流來產生一第一感測電壓，且比較該第一感測電壓與一參考電壓以產生該第一比較結果信號，該參考電壓對應該溫度臨界值；其中，該判斷電路根據該第二感測電流來產生一第二感測電壓，且比較該第二感測電壓與該參考電壓以產生該第二比較結果信號。
如申請專利範圍第5項所述的電源管理電路，其中，該第一溫度感測器以及該第二溫度感測器的每一者透過一第一輸出節點以及一第二輸出節點耦接該判斷電路，且包括：一第一電晶體，具有耦接一接地端的一控制端、耦接一第一節點的一第一端、以及耦接該接地端的一第二端；一第二電晶體，具有耦接該接地端的一控制端、耦接一第二節點的一第一端、以及耦接該接地端的一第二端；一第三電晶體，具有一控制端、耦接該第一輸出節點的一第一端、以及耦接該第一節點的一第二端；一電阻器，耦接於該第二節點與一第三節點之間；以及一第四電晶體，具有一控制端、耦接該第二輸出節點的一第一端、以及耦接該第三節點的一第二端；其中，對於該第一溫度感測器而言，該第三電晶體的該控制端以及該第四電晶體的該控制端耦接該第一時脈信號，且該第一感測電流流經該電阻器；其中，對於該第二溫度感測器而言，該第三電晶體的該控制端以及該第四電晶體的該控制端耦接該第二時脈信號，且該第二感測電流流經該電阻器。