CN109406990A - 一种芯片内置过温迟滞保护检测电路 - Google Patents

一种芯片内置过温迟滞保护检测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109406990A
CN109406990A CN201811462919.7A CN201811462919A CN109406990A CN 109406990 A CN109406990 A CN 109406990A CN 201811462919 A CN201811462919 A CN 201811462919A CN 109406990 A CN109406990 A CN 109406990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coupled
output
input terminal
pmos tube
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201811462919.7A
Other languages
English (en)
Inventor
杨燕
陈娇
何林峰
赵健雄
熊挺
王滨
陈霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu University of Information Technology
Original Assignee
Chengdu University of Information Technology
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 Chengdu University of Information Technology filed Critical Chengdu University of Information Technology
Priority to CN201811462919.7A priority Critical patent/CN109406990A/zh
Publication of CN109406990A publication Critical patent/CN109406990A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/2872—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation
    • G01R31/2874—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation related to temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，包括PTAT电压产生电路，迟滞采样电路和温度迟滞检测电路。芯片内置过温迟滞保护检测电路通过基准源产生的温度漂移，利用电阻的分压原理使迟滞采样电路在同一温度下可以输出两个不同的门限电压，而不同的温度下的基准源电压值不同，通过基本的逻辑门电路，判断是否达到过温上限，产生并输出一个带有迟滞特性的控制信号，从而在实现带迟滞特性的过温保护的同时避免产生更多的功耗。本发明的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路解决了当前现有技术的芯片工作在非正常温度的苛刻环境造成整个集成电路损坏的技术难题。进一步保护了芯片，具备很强的实用及商用价值。

Description

一种芯片内置过温迟滞保护检测电路
技术领域
本发明涉及集成电路领域，更具体但是并非排它地涉及一种芯片内置过温迟滞保护检测电路。
背景技术
随着信息技术的飞速发展，电路集成化成为满足电路小型化的重要举措，而集成电路中电源、驱动器等集成电路芯片的功耗很大，一旦发生电路内部的短接等现象，极有可能将芯片烧毁，导致不可预计的损失。为了避免芯片的损坏，常常在集成电路的内部加入过温保护电路，当温度超过预设的阈值，过温保护电路开始工作，使芯片的功能电路停止工作，这样不会在芯片正常工作时增加额外的功耗，又可以保护芯片。为了实现过温保护的功能，常常采用将温度信号转换成电压信号的方式达到对温度检测的目的，通过这个检测电路输出一个控制信号，实现对整个芯片的功能电路的关断，但引入了新的温度信号转换为电信号的检测电路，会在一定程度上增大芯片的功耗，且会增大芯片的体积，从而提高芯片的成本，并且没有迟滞特性。对过温保护来说，如果当芯片温度达到设定温度，触发过温保护，若没有温度迟滞，一旦温度低于设定就立即会恢复工作，然后又再度触发过温保护，这样，最终只会导致芯片的温度始终维持在过温保护温度附近，并不能真正实现在触发过温保护后，使芯片冷却，才恢复工作，芯片长时间的工作在高温工作状态下，会导致芯片内部电路发生不可预估的故障，从而可能导致整个***的瘫痪。如果再引入一个冷却恢复，那么，在温度保护的设计上，就需要一个温度下限做为恢复温度，用来确保当芯片的温度从高温降至低温时恢复工作，而当芯片温度从低温升至高温时此点温度却不被触发。过温保护的触发温度和恢复温度之间的区间，即为温度迟滞。如何合理的对温度进行检测并输出控制信号，是本领域技术人员面临的重大难题。解决上述问题的方法之一就是将检测电路内置入芯片电源模块中，直接在电源模块内输出关断信号关断芯片的供电，精确的控制关断信号并且实现迟滞特性这一性能的电路是本领域人员面临的问题之一。并且将过温迟滞保护检测电路内置于芯片内部，很大程度上减少了芯片面积，大大节约了成本。
发明内容
考虑到现有技术中的一个或多个问题，提供了一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，包括：
PTAT电压产生电路，具有第一电源输入端、第二电源输入端、基准电压输出端、偏置电压输出端，其第一电源输入端接收正电源，其第二电源输入端接地，其基准电压输出端提供一个与温度无关的参考电压，其偏置电压输出端为后一级的PMOS管提供一个相同的偏置电压；
迟滞采样电路，具有第一电源输入端、第二电源输入端、偏置电压输入端、第一采样输出端、第二采样输出端，其第一电源输入端接收正电源，其第二电源输入端接地，其偏置电压输入端接收PTAT电压产生电路偏置电压输出端输出的偏置电压，其第一采样输出端用于输出恢复参考电压，其第二采样输出端用于输出过温保护启动电压；
温度迟滞检测电路，具有第一参考电压输入端、第二参考电压输入端、第三参考电压输入端、使能输出端，其第一参考电压输入端接收迟滞采样电路第一采样输出端输出的恢复参考电压，其第二参考电压输入端接收PTAT电压产生电路基准电压输出端输出的与温度无关的参考电压，其第三参考电压输入端接收迟滞采样电路第二采样输出端输出的过温保护启动电压，其使能输出端输出控制信号。所述PTAT电压产生电路，包括：
第一PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至偏置电压输出端；
第一PNP双极型晶体管，具有集电极、基极和发射极，其发射极耦接至第一PMOS管的漏极，其基极耦接至第一PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端，其集电极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极和第二电源输入端；
第二PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一PMOS管的源极和第一电源输入端，其栅极耦接至第一PMOS管的栅极和偏置电压输出端；
第一电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第二PMOS管的漏极；
第二PNP双极型晶体管，具有集电极、基极和发射极，其发射极耦接至第一电阻的第二端，其基极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端，其集电极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的基极和第二电源输入端；
第一运算放大器，具有反相端，同相端和输出端，其反相端耦接至第一PMOS管的漏极和第一PNP双极型晶体管的发射极，其同相端耦接至第二PMOS管的漏极和第一电阻的第一端，其输出端耦接至第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的栅极和偏置电压输出端；
第三PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一PMOS管的源极、第二PMOS管的源极和第一电源输入端，其栅极耦接至第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的栅极和第一运算放大器的输出端和偏置电压输出端；
第二电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第三PMOS管的漏极，其第二段耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的基极、第二PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端。
所述迟滞采样电路，包括：
第四PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至偏置电压输入端；
第五PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至第四PMOS管的栅极和偏置电压输入端；
第三电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第四PMOS管的漏极，其第二端耦接至第一采样输出端；
第四电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第三电阻的第二端和第一采样输出端，其第二端耦接至第二电源输入端；
第五电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第五PMOS管的漏极，其第二端耦接至第二采样输出端；
第六电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第五电阻的第二端和第二采样输出端，其第二端耦接至第四电阻的第二端和第二电源输入端。
所述温度迟滞检测电路，包括：
第二运算放大器，具有同相端、反相端和输出端，其同相端耦接至第一参考电压输入端，其反相端耦接至第二参考电压输入端；
第三运算放大器，具有同相端、反相端和输出端，其同相端耦接至第二运算放大器的反相端和第二参考电压输入端，其反相端耦接至第三参考电压输入端；
第一反相器，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第二运算放大器的输出端；
第二反相器，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第三运算放大器的输出端；
第一基本RS触发器，具有S输入端、R输入端和Q输出端，其R输入端耦接至第一反相器的输出端，其S端耦接至第二反相器的输出端，其Q输出端耦接至使能输出端。
所述的第一运算放大器，其特征在于，采用PMOS作为输入对管的二级运算放大器。
所述的第三电阻的阻值R3、第四电阻阻值R4、第五电阻的阻值R5和第六电阻的阻值R6，实质上，满足R3+R4＝R5+R6，即第三电阻的阻值与第四电阻的阻值之和等于第五电阻的阻值和第六电阻的阻值之和。
所述的第一采样输出端为后一级的温度迟滞检测电路提供一个温度迟滞的恢复信号，所述的第二采样输出端为后一级的温度迟滞检测电路提供一个过温保护的触发信号。
所述的第二运算放大器和第三运算放大器，采用PMOS作为输入对管的二级运算放大器。
所述的第一反相器和第二反相器，用于使第二运算放大器和第三运算放大器的输出转化为高电平或低电平。
所述的使能输出端，其特征在于，高电平时处于有效态，输出的信号将控制芯片的启动或暂停。
本发明提供的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路可以通过常见基准源产生的温度漂移，利用电阻的分压原理使迟滞采样电路在同一温度下可以输出两个不同的门限电压，而不同的温度下的基准源电压值不同，通过基本的逻辑门电路，判断是否达到过温上限，产生并输出一个带有迟滞特性的控制信号，从而在实现带迟滞特性的过温保护的同时避免产生更多的功耗。解决了当前现有技术的芯片工作在非正常温度的苛刻环境造成整个集成电路损坏的技术难题。进一步保护了芯片，具备很强的实用及商用价值。
附图说明
下面将参考附图详细说明本发明的具体实施方式，其中相同的附图标记表示相同的部件或特征。
图1示出根据本发明一个实施例提出的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路模块示意图；
图2示出根据本发明一个实施例提出的PTAT电压产生电路示意图；
图3示出根据本发明一个实施例提出的迟滞采样电路示意图；
图4示出根据本发明一个实施例提出的温度迟滞检测电路示意图；
图5示出根据本发明一个实施例提出的芯片内置过温迟滞保护检测电路温度差异电压差值示意图；
图6示出根据本发明一个实施例提出的芯片内置过温迟滞保护检测电路的迟滞特性验证示意图。
具体实施方式
在下文的特定实施例代表本发明的示例性实施例，并且本质上仅为示例说明而非限制。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：这些特定细节对于本发明而言不是必需的。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在说明书中，提及“一个实施例”或者“实施例”意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施例中。术语“在一个实施例中”在说明书中各个位置出现并不全部涉及相同的实施例，也不是相互排除其他实施例或者可变实施例。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。当称“元件”“接收”某一信号时，可以使直接接收，也可以通过开关、电阻、电平位移器、信号处理单元等接收。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图1根据本发明一个实施例提出的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路模块示意图，包括：PTAT电压产生电路模块、迟滞采样电路模块、温度迟滞检测电路模块。
所述PTAT电压产生电路，具有第一电源输入端(Vdd)、第二电源输入端(GND)、基准电压输出端(Vref)、偏置电压输出端(Vb)，其第一电源输入端接收正电源，其第二电源输入端接地，其基准电压输出端提供一个与温度无关的参考电压，其偏置电压输出端为后一级的PMOS管提供一个相同的偏置电压；
所述迟滞采样电路，具有第一电源输入端(Vdd)、第二电源输入端(GND)、偏置电压输入端(Vb)、第一采样输出端(Vref_low)、第二采样输出端(Vref_high)，其第一电源输入端接收正电源，其第二电源输入端接地，其偏置电压输入端接收PTAT电压产生电路偏置电压输出端输出的偏置电压，其第一采样输出端用于输出恢复参考电压，其第二采样输出端用于输出过温保护启动电压；
所述温度迟滞检测电路，具有第一参考电压输入端(Vref_low)、第二参考电压输入端(Vref)、第三参考电压输入端(Vref_high)、使能输出端(Signal_EN)，其第一参考电压输入端接收迟滞采样电路第一采样输出端输出的恢复参考电压，其第二参考电压输入端接收PTAT电压产生电路基准电压输出端输出的与温度无关的参考电压，其第三参考电压输入端接收迟滞采样电路第二采样输出端输出的过温保护启动电压，其使能输出端输出控制信号。
其中，PTAT电压产生电路模块为整个***提供了一个参考电压的输出，并且当温度发生变化时，PTAT电压产生电路的基准源电压也会随之变化，而迟滞采样电路模块，则通过对基准源电压的不同阻值的分压，形成过温保护的翻转门限电压和恢复电压，为实现温度迟滞特性做准备，而温度迟滞检测电路模块通过对输入的信号进行比较，实现带有迟滞特性的过温保护作用。
图2根据本发明一个实施例提出的PTAT电压产生电路示意图，包括：第一PMOS管(M1)、第一PNP双极型晶体管(Q1)、第二PMOS管(M2)、第一电阻(R1)、第二PNP双极型晶体管(Q2)、第一运算放大器(OP1)、第三PMOS管(M3)、第二电阻(R2)。
所述PTAT电压产生电路，包括：第一PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至偏置电压输出端；第一PNP双极型晶体管，具有集电极、基极和发射极，其发射极耦接至第一PMOS管的漏极，其基极耦接至第一PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端，其集电极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极和第二电源输入端；第二PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一PMOS管的源极和第一电源输入端，其栅极耦接至第一PMOS管的栅极和偏置电压输出端；第一电阻，具有第一段和第二端，其第一端耦接至第二PMOS管的漏极；第二PNP双极型晶体管，具有集电极、基极和发射极，其发射极耦接至第一电阻的第二端，其基极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端，其集电极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的基极和第二电源输入端；第一运算放大器，具有反相端，同相端和输出端，其反相端耦接至第一PMOS管的漏极和第一PNP双极型晶体管的发射极，其同相端耦接至第二PMOS管的漏极和第一电阻的第一端，输出端耦接至第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的栅极和偏置电压输出端；第三PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一PMOS管的源极、第二PMOS管的源极和第一电源输入端，其栅极耦接至第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的栅极和第一运算放大器的输出端和偏置电压输出端；第二电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第三PMOS管的漏极，其第二段耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的基极、第二PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端。所述的第一运算放大器，其采用PMOS作为输入对管的二级运算放大器。
对产生负温度系数电压来说，双极晶体管的基极-发射极电压，或者更一般的说，PN节二极管的正向电压具有负温度系数。以NPN为例：
其中VT为热电压当量，VT＝kT/q；k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度，q为电子电荷量。Is为反相饱和电流，μ∝μ0Tm，m取-3/2，且，其中单质硅的导带和价带的能及差约为1.12eV。
公式(2)中，b是个固定比例的常数。Vbe对温度T求导，假设IC与温度无关，那么：
结合公式(1)，可得：
所以：
由公式(3)和公式(5)，可得：
由公式(4-6)可知，Vbe的温度系数与Vbe的大小有关。对正温度系数电压来说，如果两个晶体管工作在不相等电流密度下，那么他们的基极-发射极电压的差值就与绝对温度成正比，且与集电极电流无关，从而构成PTAT结构。
室温下，Vbe的温度系数为-1.5mV/K，ΔVbe的温度系数为0.087mV/K。那么，对正温度系数和负温度系数电压项进行加权求和：
VREF＝Vbe+αVT lnn (7)
其中，当αVTlnn≈17.2时，可以得到零温度系数的电压，此时VREF＝1.25V。
而在其基础上，通过让PTAT电流流过电阻，就可以得到一个PTAT电压。加入PMOS作为输入对管的二极运算放大器可以提高PTAT电压的性能。
图3根据本发明一个实施例提出的迟滞采样电路示意图，包括：第四PMOS管(M4)、第五PMOS管(M5)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)。
所述迟滞采样电路，包括：第四PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至偏置电压输入端；第五PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至第四PMOS管的栅极和偏置电压输入端；第三电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第四PMOS管的漏极，其第二端耦接至第一采样输出端；第四电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第三电阻的第二端和第一采样输出端，其第二端耦接至第二电源输入端；第五电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第五PMOS管的漏极，其第二端耦接至第二采样输出端；第六电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第五电阻的第二端和第二采样输出端，其第二端耦接至第四电阻的第二端和第二电源输入端。所述的第三电阻的阻值R3、第四电阻阻值R4、第五电阻的阻值R5和第六电阻的阻值R6，实质上，满足R3+R4＝R5+R6，即第三电阻的阻值与第四电阻的阻值之和等于第五电阻的阻值和第六电阻的阻值之和；所述的第一采样输出端为后一级的温度迟滞检测电路提供一个温度迟滞的恢复信号，所述的第二采样输出端为后一级的温度迟滞检测电路提供一个过温保护的触发信号。
通过PTAT电压产生电路得到的PTAT电压后，利用电阻对电压的分压作用，对PTAT电压设置合适的抽头。
从此处开始，本发明一个实施例将以标准参考电压1.2V、阈值温度85℃和迟滞温度65℃为例，详细阐述其迟滞采样的工作原理。
通过对图3中第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻设置合适的电压值，满足关系R3+R4＝R5+R6，即第三电阻的阻值与第四电阻的阻值之和等于第五电阻的阻值和第六电阻的阻值之和，以此保证在同一个偏置电压与同一个电源输入电压下，两条支路的电流值近乎相等，保证采样的准确性。
图4根据本发明一个实施例提出的温度迟滞检测电路示意图，包括：第二运算放大器(OP2)、第三运算放大器(OP3)、第一反相器(INV1)、第二反相器(INV2)、第一基本RS触发器(RS1)。
所述温度迟滞检测电路，包括：第二运算放大器，具有同相端、反相端和输出端，其同相端耦接至第一参考电压输入端，其反相端耦接至第二参考电压输入端；第三运算放大器，具有同相端、反相端和输出端，其同相端耦接至第二运算放大器的反相端和第二参考电压输入端，其反相端耦接至第三参考电压输入端；第一反相器，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第二运算放大器的输出端；第二反相器，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第三运算放大器的输出端；第一基本RS触发器，具有S输入端、R输入端和Q输出端，其R输入端耦接至第一反相器的输出端，其S端耦接至第二反相器的输出端，其Q输出端耦接至使能输出端。所述的第二运算放大器和第三运算放大器，采用PMOS作为输入对管的二级运算放大器；所述的第一反相器和第二反相器，用于使第二运算放大器和第三运算放大器的输出转化为高电平或低电平；所述的使能输出端，高电平时处于有效态，输出的信号将控制芯片的启动或暂停。
关于电路迟滞特性的实现，通常需要使用轨至轨全输入范围的运算放大器，但利用此种电路设计难度较大。故而利用基本RS触发器的保持态特性作温度迟滞特性的实现。其中，RS触发器由或非门实现。
检测电路的三个输入端信号，源自带隙基准，运算放大器采用PMOS作为输入对管的二级运放，通过足够高的增益保证比较器的灵敏度。其中，第二参考电压输入端源自PTAT电压产生电路，作为比较器翻转的门限电压。第一参考电压和第三参考电压是与温度成比例的参考电压，源自第一采样输出端和第二采样输出端，分别在65℃、85℃达到1.2V。同时因为第一参考电压和第二参考电压均为PTAT电压，具有相同的温度系数，这样可保证在65℃时，第一参考电压等于1.2V，第二参考电压小于1.2V，在85℃时，第一参考电压大于1.2V，第二参考电压等于1.2V。
在运放输出端和RS触发器输入端，***反相器，主要是对运算放大器的输出进行整形，对运放的输出做二值化处理，缩短运放输出过上升沿/下降沿温度区间，同时防止因运放的输出恰好在在门限电压附近，导致触发器陷入不定态，发生误翻。
图5根据本发明一个实施例提出的芯片内置过温迟滞保护检测电路温度差异电压差值示意图，从图4可以得到，第一参考电压在65℃时达到1.2V阈值电压，第一参考电压在85℃时达到1.2V阈值电压。
图6示出本发明一个实施例提出的芯片内置过温迟滞保护检测电路的迟滞特性验证示意图，从图5可以得到，其使能输出端在不同温度下，有很好得温度迟滞特性。芯片温度升高时，在85℃时，使能信号被拉低，芯片停止工作。当温度下降到65℃时，使能信号才重新恢复高电平，重新恢复工作。由图6可知，本发明提出的一种内置过温保护监测电路非常有效地保护电路工作在正常的温度范围内，很好地解决了当前现有技术的芯片工作在非正常温度的苛刻环境造成整个集成电路损坏的技术难题。
在本公开内容中所使用的量词“一个”、“一种”等不排除复数。文中的“第一”、“第二”等仅表示在实施例的描述中出现的先后顺序，以便于区分类似部件。“第一”、“第二”在权利要求书中的出现仅为了便于对权利要求的快速理解而不是为了对其进行限制。权利要求书中的任何附图标记都不应解释为对范围的限制。

Claims (10)

1.一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，包括：
PTAT电压产生电路，具有第一电源输入端、第二电源输入端、基准电压输出端、偏置电压输出端，其第一电源输入端接收正电源，其第二电源输入端接地，其基准电压输出端提供一个与温度无关的参考电压，其偏置电压输出端为后一级的PMOS管提供一个相同的偏置电压；
迟滞采样电路，具有第一电源输入端、第二电源输入端、偏置电压输入端、第一采样输出端、第二采样输出端，其第一电源输入端接收正电源，其第二电源输入端接地，其偏置电压输入端接收PTAT电压产生电路偏置电压输出端输出的偏置电压，其第一采样输出端用于输出恢复参考电压，其第二采样输出端用于输出过温保护启动电压；
温度迟滞检测电路，具有第一参考电压输入端、第二参考电压输入端、第三参考电压输入端、使能输出端，其第一参考电压输入端接收迟滞采样电路第一采样输出端输出的恢复参考电压，其第二参考电压输入端接收PTAT电压产生电路基准电压输出端输出的与温度无关的参考电压，其第三参考电压输入端接收迟滞采样电路第二采样输出端输出的过温保护启动电压，其使能输出端输出控制信号。
2.根据权力要求1所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述PTAT电压产生电路，包括：
第一PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至偏置电压输出端；
第一PNP双极型晶体管，具有集电极、基极和发射极，其发射极耦接至第一PMOS管的漏极，其基极耦接至第一PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端，其集电极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极和第二电源输入端；
第二PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一PMOS管的源极和第一电源输入端，其栅极耦接至第一PMOS管的栅极和偏置电压输出端；
第一电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第二PMOS管的漏极；
第二PNP双极型晶体管，具有集电极、基极和发射极，其发射极耦接至第一电阻的第二端，其基极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端，其集电极耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的基极和第二电源输入端；
第一运算放大器，具有反相端，同相端和输出端，其反相端耦接至第一PMOS管的漏极和第一PNP双极型晶体管的发射极，其同相端耦接至第二PMOS管的漏极和第一电阻的第一端，其输出端耦接至第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的栅极和偏置电压输出端；
第三PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一PMOS管的源极、第二PMOS管的源极和第一电源输入端，其栅极耦接至第一PMOS管的栅极、第二PMOS管的栅极和第一运算放大器的输出端和偏置电压输出端；
第二电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第三PMOS管的漏极，其第二段耦接至第一PNP双极型晶体管的基极、第一PNP双极型晶体管的集电极、第二PNP双极型晶体管的基极、第二PNP双极型晶体管的集电极和第二电源输入端。
3.根据权利要求1所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述迟滞采样电路，包括：
第四PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至偏置电压输入端；
第五PMOS管，具有栅极、源极和漏极，其源极耦接至第一电源输入端，其栅极耦接至第四PMOS管的栅极和偏置电压输入端；
第三电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第四PMOS管的漏极，其第二端耦接至第一采样输出端；
第四电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第三电阻的第二端和第一采样输出端，其第二端耦接至第二电源输入端；
第五电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第五PMOS管的漏极，其第二端耦接至第二采样输出端；
第六电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第五电阻的第二端和第二采样输出端，其第二端耦接至第四电阻的第二端和第二电源输入端。
4.根据权利要求1所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述温度迟滞检测电路，包括：
第二运算放大器，具有同相端、反相端和输出端，其同相端耦接至第一参考电压输入端，其反相端耦接至第二参考电压输入端；
第三运算放大器，具有同相端、反相端和输出端，其同相端耦接至第二运算放大器的反相端和第二参考电压输入端，其反相端耦接至第三参考电压输入端；
第一反相器，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第二运算放大器的输出端；
第二反相器，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第三运算放大器的输出端；
第一基本RS触发器，具有S输入端、R输入端和Q输出端，其R输入端耦接至第一反相器的输出端，其S端耦接至第二反相器的输出端，其Q输出端耦接至使能输出端。
5.根据权利要求2所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述的第一运算放大器，其特征在于，采用PMOS作为输入对管的二级运算放大器。
6.根据权利要求3所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述的第三电阻的阻值R3、第四电阻阻值R4、第五电阻的阻值R5和第六电阻的阻值R6，实质上，满足R3+R4＝R5+R6，即第三电阻的阻值与第四电阻的阻值之和等于第五电阻的阻值和第六电阻的阻值之和。
7.根据权利要求3所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述的第一采样输出端为后一级的温度迟滞检测电路提供一个温度迟滞的恢复信号，所述的第二采样输出端为后一级的温度迟滞检测电路提供一个过温保护的触发信号。
8.根据权利要求4所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述的第二运算放大器和第三运算放大器，采用PMOS作为输入对管的二级运算放大器。
9.根据权利要求4所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述的第一反相器和第二反相器，用于使第二运算放大器和第三运算放大器的输出转化为高电平或低电平。
10.根据权利要求4所述的一种芯片内置过温迟滞保护检测电路，其特征在于，所述的使能输出端，高电平时处于有效态，输出的信号将控制芯片的启动或暂停。
CN201811462919.7A 2018-12-03 2018-12-03 一种芯片内置过温迟滞保护检测电路 Withdrawn CN109406990A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811462919.7A CN109406990A (zh) 2018-12-03 2018-12-03 一种芯片内置过温迟滞保护检测电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811462919.7A CN109406990A (zh) 2018-12-03 2018-12-03 一种芯片内置过温迟滞保护检测电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109406990A true CN109406990A (zh) 2019-03-01

Family

ID=65456759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811462919.7A Withdrawn CN109406990A (zh) 2018-12-03 2018-12-03 一种芯片内置过温迟滞保护检测电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109406990A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320952A (zh) * 2019-07-22 2019-10-11 苏州欧普照明有限公司 一种过温保护电路及***
CN110365326A (zh) * 2019-08-05 2019-10-22 电子科技大学 一种星用抗辐照过温保护电路
CN110391641A (zh) * 2019-07-22 2019-10-29 金陵科技学院 电机过热保护器及电机过热保护控制方法
CN112050959A (zh) * 2020-09-04 2020-12-08 中国科学院微电子研究所 基于SiC-MOSFET的温度检测电路及电子设备
CN112165072A (zh) * 2020-09-28 2021-01-01 上海芯龙半导体技术股份有限公司 过温保护电路及电源芯片
CN113541240A (zh) * 2021-06-22 2021-10-22 青岛海信移动通信技术股份有限公司 设备充电方法、装置、终端设备及计算机存储介质
CN113985953A (zh) * 2021-10-08 2022-01-28 西安电子科技大学 具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源
CN114265467A (zh) * 2021-12-17 2022-04-01 贵州振华风光半导体股份有限公司 一种过温保护及使能控制电路
CN114389630A (zh) * 2020-10-06 2022-04-22 联发科技股份有限公司 滞后电路、接收器及芯片
CN114544017A (zh) * 2022-04-28 2022-05-27 深圳市泰德半导体有限公司 用于Buck变换器的过温检测电路及开关电源
CN115224662A (zh) * 2022-08-05 2022-10-21 龙芯中科(南京)技术有限公司 功能电路的过温保护电路及电源芯片

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110391641A (zh) * 2019-07-22 2019-10-29 金陵科技学院 电机过热保护器及电机过热保护控制方法
CN110320952B (zh) * 2019-07-22 2024-05-31 苏州欧普照明有限公司 一种过温保护电路及***
CN110391641B (zh) * 2019-07-22 2024-04-09 金陵科技学院 电机过热保护器及电机过热保护控制方法
CN110320952A (zh) * 2019-07-22 2019-10-11 苏州欧普照明有限公司 一种过温保护电路及***
CN110365326A (zh) * 2019-08-05 2019-10-22 电子科技大学 一种星用抗辐照过温保护电路
CN112050959B (zh) * 2020-09-04 2022-09-02 中国科学院微电子研究所 基于SiC-MOSFET的温度检测电路及电子设备
CN112050959A (zh) * 2020-09-04 2020-12-08 中国科学院微电子研究所 基于SiC-MOSFET的温度检测电路及电子设备
CN112165072B (zh) * 2020-09-28 2023-03-10 上海芯龙半导体技术股份有限公司 过温保护电路及电源芯片
CN112165072A (zh) * 2020-09-28 2021-01-01 上海芯龙半导体技术股份有限公司 过温保护电路及电源芯片
CN114389630A (zh) * 2020-10-06 2022-04-22 联发科技股份有限公司 滞后电路、接收器及芯片
CN114389630B (zh) * 2020-10-06 2024-05-24 联发科技股份有限公司 滞后电路、接收器及芯片
CN113541240A (zh) * 2021-06-22 2021-10-22 青岛海信移动通信技术股份有限公司 设备充电方法、装置、终端设备及计算机存储介质
CN113541240B (zh) * 2021-06-22 2024-04-26 青岛海信移动通信技术有限公司 设备充电方法、装置、终端设备及计算机存储介质
CN113985953A (zh) * 2021-10-08 2022-01-28 西安电子科技大学 具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源
CN114265467A (zh) * 2021-12-17 2022-04-01 贵州振华风光半导体股份有限公司 一种过温保护及使能控制电路
CN114544017A (zh) * 2022-04-28 2022-05-27 深圳市泰德半导体有限公司 用于Buck变换器的过温检测电路及开关电源
CN115224662A (zh) * 2022-08-05 2022-10-21 龙芯中科(南京)技术有限公司 功能电路的过温保护电路及电源芯片

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109406990A (zh) 一种芯片内置过温迟滞保护检测电路
CN106877287B (zh) 一种过温保护电路及驱动方法
CN100427908C (zh) 对电源电压和温度变化不敏感的温度检测电路
CN104967096B (zh) 用于高边功率开关的过温保护电路
CN101931211B (zh) 过热保护电路以及电源用集成电路
CN104362585B (zh) 一种过温保护电路
CN108007594A (zh) 一种温度检测电路和方法
CN104993454B (zh) 过温保护电路
CN108107344B (zh) 一种适用于igbt驱动芯片的过热保护电路
CN104111688B (zh) 一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源
CN105867511B (zh) 一种分段温度补偿电路
CN106532655A (zh) 电源管理芯片中的过热保护电路
CN104967095A (zh) 过温保护电路
CN105846397A (zh) 一种高精度过温保护电路
CN109976438A (zh) 带隙基准电压的启动电路
CN102710109B (zh) 一种dc/dc转换器的电流限制电路
CN113114210B (zh) 一种自偏置过温保护电路
CN103840434A (zh) 一种用于功率模块的过温保护电路
CN108052150A (zh) 一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源
CN110192164A (zh) 基准电压生成电路
CN114265462B (zh) 一种带隙基准、芯片、电子器件及电子设备
CN100570527C (zh) 参考电压产生电路
CN109995355A (zh) 带隙基准电路及电子设备
CN109343642A (zh) 一种带过温保护的非常规结构电压基准源
CN101320279B (zh) 电流产生器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190301

WW01 Invention patent application withdrawn after publication