CN105867511B - 一种分段温度补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子电路技术，具体的说是涉及一种分段温度补偿电路。本发明的电路包括恒流模块、过温触发模块和正温系数电流源模块；其中，恒流模块使流过负载的电流恒定；过温触发模块连接正温系数电流源模块，控制其开启与电流大小；电流源模块的输出端接恒流模块的反相输入端端，作补偿电流。本发明的有益效果为：芯片输入电源电压升高，芯片温度增大，芯片不会立即关断，而是通过线性降低电阻Rs上的电压，降低电流值，进而降低芯片功耗和温度；而且在不同温度范围内采用不同的温度系数，进一步提升了芯片对温度的适应范围，更好的保护了负载和器件。
Description
技术领域
本发明属于电子电路技术，具体的说是涉及一种分段温度补偿电路。
背景技术
通常为了防止芯片因为发热烧毁而失效，大多都会具备温度补偿功能，一旦超过设定温度时将通过线性降低工作电流的方式，维持其继续工作并降低温度。现有的温度补偿多为全温度补偿，即在整个温度范围内采用同一补偿系数，这使得应用环境受限，不能满足一些特殊应用的要求。
因此，对于恒流驱动的电路而言，具有分段温度补偿电路可以很好地调节电路的功耗以及保护驱动电路，可以应用在多种环境下。
发明内容
本发明的目的，就是提出一种分段温度补偿电路。
本发明技术方案：一种分段温度补偿电路，包括恒流模块、过温触发模块和正温系数电流源模块；
所述恒流模块由误差放大器EA、第一NMOS管NM1、电阻Rs和RF构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端经电阻RF接第一NMOS管NM1的源极，误差放大器EA的输出端接第一NMOS管NM1的栅级；第一NMOS管NM1的源极通过电阻Rs接地，第一NMOS管NM1的漏极接负载；
所述过温触发模块由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五PMOS管PM5和第六PMOS管PM6构成；其中，第三三极管Q3的基极通过第三电阻R3后接电源，第三三极管Q3的基极通过第四电阻R4后接地，第三三极管Q3的集电极通过第五电阻R5后接电源，第三三极管Q3的发射极接地；第五PMOS管PM5的源极接电源，其栅极通过第五电阻R5后接电源，第五PMOS管PM5的漏极通过第九电阻R9后接地；第五PMOS管PM5漏极和第九电阻R9的连接点接第一使能信号；第四三极管Q4的基极通过第六电阻R6后接电源，第四三极管Q4的基极通过第七电阻R7后接地，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8后接电源，第四三极管Q4的发射极接地；第六PMOS管PM6的源极接电源，其栅极通过第八电阻R8后接电源，第六PMOS管PM6的漏极通过第十电阻R10后接地；第六PMOS管PM6漏极和第十电阻R10的连接点接第二使能信号；
所述正温系数电流源模块由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2构成；其中，第一PMOS管PM1的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第二PMOS管PM2的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第三PMOS管PM3的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第四PMOS管PM4的源极接电源，其栅极接第一使能信号；第二NMOS管NM2的漏极接第一PMOS管PM1的漏极，第二NMOS管NM2的栅极和漏极互连；第一三极管Q1的发射极接第二NMOS管NM2的源极，第一三极管Q1的基极和集电极接地；第三NMOS管NM3的漏极接第二PMOS管PM2的漏极，第三NMOS管NM3的栅极接第一PMOS管PM1的漏极；第四NMOS管NM4的漏极通过第一电阻R1后接第三NMOS管NM3的源极，第四NMOS管NM4的栅极接第二使能信号，第四NMOS管NM4的漏极通过第二电阻R2后接其源极；第二三极管Q2的发射极接第四NMOS管NM4的源极，；第二三极管Q2的基极和集电极接地；第三PMOS管PM3的漏极为正温系数电流源模块的输出端。
本发明的有益效果为：芯片输入电源电压升高，芯片温度增大，芯片不会立即关断，而是通过线性降低电阻Rs上的电压，降低电流值，进而降低芯片功耗和温度；而且在不同温度范围内采用不同的温度系数，进一步提升了芯片对温度的适应范围，更好的保护了负载和器件。
附图说明
图1所示是本发明的一种分段温度补偿电路；
图2所示是过温触发模块；
图3所示是正温系数电流源；
图4所示是一种分段温度补偿电路整体电路图；
图5所示是一种分段温度补偿电路输出电流随温度变化曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：
如图1所示，为本发明的一种分段温度补偿电路，包括恒流模块、过温触发模块和正温系数电流源模块；其中，恒流模块使流过负载的电流恒定；过温触发模块连接正温系数电流源模块，控制其开启与电流大小；电流源模块的输出端接恒流模块的反相输入端端，作补偿电流；
所述恒流模块由误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs和RF构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端经电阻RF接驱动管NM1的源极，输出端接驱动管的栅级；驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接负载。
实施例
如图2所示，本例中温触发模块由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五PMOS管PM5和第六PMOS管PM6构成；其中，第三三极管Q3的基极通过第三电阻R3后接电源，第三三极管Q3的基极通过第四电阻R4后接地，第三三极管Q3的集电极通过第五电阻R5后接电源，第三三极管Q3的发射极接地；第五PMOS管PM5的源极接电源，其栅极通过第五电阻R5后接电源，第五PMOS管PM5的漏极通过第九电阻R9后接地；第五PMOS管PM5漏极和第九电阻R9的连接点接第一使能信号；第四三极管Q4的基极通过第六电阻R6后接电源，第四三极管Q4的基极通过第七电阻R7后接地，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8后接电源，第四三极管Q4的发射极接地；第六PMOS管PM6的源极接电源，其栅极通过第八电阻R8后接电源，第六PMOS管PM6的漏极通过第十电阻R10后接地；第六PMOS管PM6漏极和第十电阻R10的连接点接第二使能信号；
本例中正温系数电流源模块由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2构成；其中，第一PMOS管PM1的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第二PMOS管PM2的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第三PMOS管PM3的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第四PMOS管PM4的源极接电源，其栅极接第一使能信号；第二NMOS管NM2的漏极接第一PMOS管PM1的漏极，第二NMOS管NM2的栅极和漏极互连；第一三极管Q1的发射极接第二NMOS管NM2的源极，第一三极管Q1的基极和集电极接地；第三NMOS管NM3的漏极接第二PMOS管PM2的漏极，第三NMOS管NM3的栅极接第一PMOS管PM1的漏极；第四NMOS管NM4的漏极通过第一电阻R1后接第三NMOS管NM3的源极，第四NMOS管NM4的栅极接第二使能信号，第四NMOS管NM4的漏极通过第二电阻R2后接其源极；第二三极管Q2的发射极接第四NMOS管NM4的源极，；第二三极管Q2的基极和集电极接地；第三PMOS管PM3的漏极为正温系数电流源模块的输出端。
本例的工作原理为：
当芯片温度在正常范围内小于T1时，此时过温触发模块中Q3处于关断状态，PM5栅极为高而关断，输出第一使能信号EN1为低电平，电流源模块PM4开启，PM1、PM2和PM3均关断，输出电流为零。RF上的电流为零，Rs上的电压为Vref，电流大小为芯片正常工作，电流为设定值。
当温度升高到超过T1时，过温触发模块中，Q3的基极-发射极电压低于R4上的电压，此时Q3导通，PM5栅极电压为低，PM5导通，EN1电压为VDD，PM4关断，正温系数电流模块开始工作。在温度没有上升到T2之前Q4是关断的，PM6栅极为高处于关断状态，EN2输出低电位，NM4关断，R2电阻接入电路中。电流源的输出则Rs上的电压为Vs＝Vref-Iout*RF，输出电流为因为ΔVbe为正温系数，则可以得到输出电流I随温度线性下降。
当温度升高到超过T2时，过温触发模块当中，Q4的基极发射极电压减小到低于R7上的电压，Q4导通，PM6栅极电压为低且导通，输出第二使能信号EN2为高电平。EN2为高使得NM4导通，R2被短路。此时电流源输出则Rs上的电压为输出电流随温度系数相对T2之前更大，即满足在温度较高时电流下降的速度更快。
当温度上升到T3时，已经达到安全范围，此时电流降低为零，关断芯片模块，负载停止工作。
Claims (1)
1.一种分段温度补偿电路，包括恒流模块、过温触发模块和正温系数电流源模块；
所述恒流模块由误差放大器EA、第一NMOS管NM1、第十一电阻Rs和第十二电阻RF构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端经第十二电阻RF接第一NMOS管NM1的源极，误差放大器EA的输出端接第一NMOS管NM1的栅级；第一NMOS管NM1的源极通过第十一电阻Rs接地，第一NMOS管NM1的漏极接负载；
所述过温触发模块由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五PMOS管PM5和第六PMOS管PM6构成；其中，第三三极管Q3的基极通过第三电阻R3后接电源，第三三极管Q3的基极通过第四电阻R4后接地，第三三极管Q3的集电极通过第五电阻R5后接电源，第三三极管Q3的发射极接地；第五PMOS管PM5的源极接电源，其栅极通过第五电阻R5后接电源，第五PMOS管PM5的漏极通过第九电阻R9后接地；第五PMOS管PM5漏极和第九电阻R9的连接点输出第一使能信号；第四三极管Q4的基极通过第六电阻R6后接电源，第四三极管Q4的基极通过第七电阻R7后接地，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8后接电源，第四三极管Q4的发射极接地；第六PMOS管PM6的源极接电源，其栅极通过第八电阻R8后接电源，第六PMOS管PM6的漏极通过第十电阻R10后接地；第六PMOS管PM6漏极和第十电阻R10的连接点输出第二使能信号；
所述正温系数电流源模块由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2构成；其中，第一PMOS管PM1的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第二PMOS管PM2的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第三PMOS管PM3的源极接电源，其栅极接第四PMOS管PM4的漏极；第四PMOS管PM4的源极接电源，其栅极接第一使能信号；第二NMOS管NM2的漏极接第一PMOS管PM1的漏极，第二NMOS管NM2的栅极和漏极互连；第一三极管Q1的发射极接第二NMOS管NM2的源极，第一三极管Q1的基极和集电极接地；第三NMOS管NM3的漏极接第二PMOS管PM2的漏极，第三NMOS管NM3的栅极接第一PMOS管PM1的漏极；第四NMOS管NM4的漏极通过第一电阻R1后接第三NMOS管NM3的源极，第四NMOS管NM4的栅极接第二使能信号，第四NMOS管NM4的漏极通过第二电阻R2后接其源极；第二三极管Q2的发射极接第四NMOS管NM4的源极；第二三极管Q2的基极和集电极接地；第三PMOS管PM3的漏极为正温系数电流源模块的输出端。
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