CN116048178A - 一种基于温度的限流保护电路、芯片以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请应用于集成电路技术领域，提供了一种基于温度的限流保护电路、芯片以及电子设备，其中电路包括反馈控制单元、参考电压单元、温度调节单元和功率单元，温度调节单元用于根据当前温度产生下拉信号；参考电压单元用于根据下拉信号确定参考信号；反馈控制单元用于将参考信号与对功率单元的采样信号进行比较，并根据比较结果确定对功率单元的控制信号；功率单元用于根据控制信号确定输出信号。这样，在进入限流状态后，不会立刻触发限流阈值折返，不会导致输出电流能力降低。而随着输入输出电压差增大才会进一步降低限流阈值，进而降低芯片结温，这样可使电路或芯片长时间工作在限流状态，而不会被限流产生的功耗烧毁。

Description

一种基于温度的限流保护电路、芯片以及电子设备

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种基于温度的限流保护电路、芯片以及电子设备。

背景技术

为了保护芯片在负载瞬间加重或出现短路的情况下芯片不会因为电流值过高而被烧坏，在芯片中都会加入限流保护电路。限流保护电路通常是通过采样芯片输出电路中的输出电流/电压，将采样到的输出电流/电压与参考电流/电压进行比较，再通过比较结果来限制输出电路的输出电流。

但是，目前限流保护电路的参考电流/电压都为固定值，即限流阈值为固定值。进而，使得限流保护电路在限流状态下，芯片的输出电流不变，但是随着输入电压和输出电压的差值增大，芯片功率损耗也随之增大，会导致芯片结温越来越高。而大部分芯片还会设置有过温保护电路，在芯片温度过高时会切断负载的功率路径。如果芯片结温越来越高，超过了芯片中过温保护电路阈值点，会使得过温保护电路关断连接负载的功率路径，导致负载掉电，影响设备正常运行。

发明内容

本申请提供了一种基于温度的限流保护电路、芯片以及电子设备，能在进入限流状态后，不会立刻触发限流阈值折返，不会导致输出电流能力降低。而随着输入输出电压差增大才会进一步降低限流阈值，进而降低结温，这样可使电路或芯片长时间工作在限流状态，而不会被限流产生的功耗烧毁。

第一方面，提供了一种基于温度的限流保护电路，该电路包括反馈控制单元、参考电压单元、温度调节单元和功率单元，其中，温度调节单元用于根据当前温度产生下拉信号；参考电压单元用于根据下拉信号确定参考信号；反馈控制单元用于将参考信号与对功率单元的采样信号进行比较，并根据比较结果确定对功率单元的控制信号；功率单元用于根据控制信号确定输出信号。

在上述方案中，下拉信号可以是下拉电压或下拉电流，参考信号可以是参考电压或参考电流，输出信号可以是输出电压或者输出电流，采样信号可以是采样电压或者采样电流。该电路可以根据温度来调节参考电压的大小，进而能调节限流阈值的大小，使得在进入限流状态之后，在芯片温度达到结温之后，才会调低限流阈值，这样可使电路或芯片长时间工作在限流状态，而不会被限流产生的功耗烧毁。

结合第一方面，在一些实现方式中，该电路还包括采样单元，其中，采样单元用于采集功率单元的输出信号，以得到采样信号。

结合第一方面，在一些实现方式中，反馈控制单元用于将参考信号与输出信号对应的采样信号进行比较，当采样信号未达到参考信号时，反馈控制单元将控制信号确定为第一控制信号；当采样信号达到参考信号时，反馈控制单元将控制信号确定为第二控制信号；其中，第一控制信号使得功率单元的输出信号小于设定阈值，第二控制信号使得功率单元的输出信号等于设定阈值。

结合第一方面，在一些实现方式中，温度调节单元用于根据温度产生温度参考信号；温度调节单元还用于根据温度参考信号和基准信号，确定下拉信号，下拉信号用于表示温度参考信号是否达到基准信号。

结合第一方面，在一些实现方式中，当温度参考信号未达到基准信号时，温度调节单元将下拉信号确定为第一下拉信号；当温度参考信号达到基准信号时，温度调节单元将下拉信号确定为第二下拉信号；其中，参考电压单元根据第二下拉信号确定的参考信号小于参考电压单元根据第一下拉信号确定的参考信号。

结合第一方面，在一些实现方式中，温度调节单元包括温度采集元件，温度采集元件用于产生温度参考信号，温度参考信号与当前温度成正相关或者负相关。

结合第一方面，在一些实现方式中，温度采集元件为一个或者多个三极管。

结合第一方面，在一些实现方式中，温度调节单元还包括运算放大器，运算放大器用于根据温度参考信号和基准信号，确定下拉信号。

结合第一方面，在一些实现方式中，基于采样信号达到参考信号以及温度参考信号达到基准信号，温度调节单元还用于确定下拉信号不为零。

第二方面，提供了一种芯片，芯片中形成有如第一方面任一项所述的基于温度的限流保护电路。

第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括芯片，所述芯片中形成有如第一方面任一项所述的基于温度的限流保护电路。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种固定限流阈值的限流保护电路的电路示意图；

图2是本申请实施例提供的一种场效应晶体管的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种固定限流阈值的限流保护电路的输出电流曲线示意图；

图4是本申请实施例提供的一种输出电流达到限流阈值后限流阈值降低的限流保护电路的电路示意图；

图5是本申请实施例提供的一种限流保护电路在输出电流达到限流阈值后限流阈值下降的曲线示意图；

图6是本申请实施例提供的一种基于温度的限流保护电路输出电流的曲线示意图；

图7是本申请实施例提供的一种基于温度的限流保护电路的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种基于温度的限流保护电路的电路示意图。

具体实施方式

本申请的说明性实施例包括但不限于一种基于温度的限流保护电路、芯片以及电子设备。

为了保护芯片在负载瞬间加重或出现短路的情况下不会因电流值过高而被烧坏，在芯片中都会加入限流保护电路，例如运算放大器输出短路限流电路，低压差线性稳压器等等。为了避免因电路的负载突然减小，导致芯片中电流突然增大，或者出现芯片的输出端短路等导致的芯片被损坏的情况，在芯片内部需要集成限流保护电路。限流保护电路的作用是当被保护器件上电流超过设定的限流阈值时，会进入限流状态，将功率管输出电流限制在限流阈值的大小，当功率管输出电流逐渐减小时，***自动恢复到正常工作状态，进而起到保护芯片的作用。

示例性地，如图1所示，图1示出了一种固定限流阈值的限流保护电路的电路图。该限流保护电路包括金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET，简称MOS管)M0、M1和M2，运算放大器(operationalamplifier，简称运放)csamp以及main_amp，电阻R_SET、R_L，电容C_L。其中，M0为输出管，即功率管，具体为MOS管中的N沟道MOS管(negative channel MOS，NMOS管)，NMOS管的结构如图2所示，由图2可知NMOS管包括漏极(drain极，D极)、栅极(Gate极，G极)和源极(source极，S极)。M1为采样管，具体也为NMOS管。功率管M0和采样管M1的尺寸比例系数为K:1。csamp为钳位运放，main_amp为限流调节主运放。

限流调节主运放main_amp的电源端连接输入电压V_IN，负输入端连接参考电压V_REF，正输入端和M2的D极连接电阻R_SET的一端，电阻R_SET的另一端接地。main_amp的输出端连接功率管M0和采样管M1的G极。功率管M0和采样管M1的S极连接输入电压V_IN，功率管M0的D极连接钳位运放csamp的正输入端、电阻R_L的一端、电容C_L的一端和输出电压V_OUT。电阻R_L的另一端和电容C_L的另一端接地。采样管M1的D极连接钳位运放csamp的负输入端和M2的S极。M2的G极连接钳位运放csamp的输出端。

由上述电路结构可知，M0的D极电流为输出电流I_L，该输出电流同时连接钳位运放csamp的正输入端和电阻R_L、电容C_L的一端，对应的该处输出电压为V_OUT。M0作为功率管，所在的电路部分为功率路径，当功率路径中输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值增大时，输出电流I_L增大。而钳位运放csamp和M2能使M0和M1的D极电压相等，在M0和M1的尺寸比例系数为K:1时，能使得采样电流I_SET也等比例增大，其中，I_SET＝I_L/K。进而，使得电阻R_SET上电压，即A点电压，逐渐增大，直到A点电压逐渐接近参考电压V_REF时，会引起限流调节主运放main_amp的输出端电压的变化，进而main_amp能调节功率管M0的G极的输出，使得输出电流I_L不会超过该电路的限流阈值I_LIMIT1。其中，I_LIMIT1＝K*V_REF/R_SET。

但是，随着输出电压V_OUT进一步降低，输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值继续增大，由于输出电流I_L一直维持在限流阈值I_LIMIT的大小，芯片功率损耗P＝I_LIMIT*(V_IN-V_OUT)也就随之增大，使得芯片结温越来越高，可能会烧毁芯片。一些芯片为了保护芯片不会被烧毁还会设置有过温保护电路，在芯片温度过高时会切断负载的功率路径。但是，如果芯片结温越来越高，超过了芯片中过温保护电路阈值点，会使得过温保护电路关断连接负载的功率路径，导致负载掉电，此时又会影响设备正常运行。

也即是说，如图3所示，芯片在正常工作状态下，随着输入电压和输出电压差值越来越大，输出电流也会逐渐增大。芯片的限流保护电路可以使输出电流增加到限流阈值时，维持输出电流不变，即芯片在进入限流状态后输出电流不变。

但是，芯片进行限流状态后，随着输入电压和输出电压差值越来越大，芯片功率损耗越来越大，芯片结温越来越高，可能会烧毁芯片或导致负载掉电。

在一些示例中，为了解决芯片进入限流状态后，芯片功率损耗越来越大，芯片结温越来越高的问题，还提供了一种可调节限流阈值的限流保护电路。在芯片进入限流状态后，可以降低限流阈值，使得输出电流也降低。芯片的输出电流维持在降低后的限流阈值，进而即使输入电压和输出电压差值越来越大，芯片功率损耗也不会增大。该电路能保护芯片不被过高的输出电流损坏，同时有效降低芯片发热。

示例性地，如图4所示，图4示出了一种可调节限流阈值的限流保护电路。该限流保护电路中包括反馈控制电路、钳位电路，还包括功率MOS管M_OUT、感应MOS管M_SNS、折返电阻R_FB以及参考电流源I_SET。M_OUT为大尺寸的功率MOS管，即M_OUT和M_SNS的尺寸比例系数为M:1，M为较大正数。

钳位控制电路的结构可参考图1中M2、钳位运放csamp的连接。反馈控制电路中包括功率MOS管，该MOS管的G极(连接点1)与M_OUT和M_SNS的G极连接。M_SNS的S极连接R_FB的一端，M_SNS的D极连接钳位控制电路中感应电流连接点4。R_FB的另一端连接M_OUT的S极、输入电压V_IN和电流源I_SET的输入端。电流源I_SET的输出端连接钳位控制电路中镜像电流连接点3和反馈控制电路中差值电流ΔI连接点2。M_OUT的D极连接钳位控制电路中输出电流连接点5。

由上述电路结构可知，当M_OUT的D极的输出电流I_OUT逐渐变大时，对应的V_OUT下降。又由于钳位控制电路会保持V_SNS＝V_OUT，并产生镜像电流I_SNS。当镜像电流I_SNS超过电流源I_SET后，使得△I不为零，进而促使反馈控制电路通过改变M_OUT的G极电压Vg进而不断调整M_OUT的S极和D极之间的电流(源漏电流)，最终使得输出电流I_OUT不会继续升高。

但是，因为M_OUT的尺寸较大，所以芯片能较快就达到限流阈值I_LIMIT2，其中，I_LIMIT2＝(M+N)*I_SET，N＝R_FB/R_OUT，R_OUT为M_OUT在正常工作状态时的源漏等效阻抗。而随着V_OUT进一步降低，输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值继续增大，M_OUT会进入饱和区，折返电阻R_FB会使芯片输出电流由限定阈值I_LIMIT2降低到I_LIMIT3，并一直保持恒流输出。

也即是说，如图5所示，芯片在正常工作状态下，随着输入电压V_IN和输出电压V_OUT差值越来越大，输出电流也会逐渐增大。在输出电流达到限流阈值之后，通过折返电阻，还会调低限流阈值，使得芯片的输出电流维持在降低后的限流阈值。进而，该电路能保护芯片不被过高的输出电流损坏，同时有效降低芯片发热。

但是，上述带折返特性的限流保护电路，降低后的限流阈值也为固定值。并且，为防止功率路径的输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值进一步增大而触发内部过温保护电路或者烧毁芯片，降低后的限流阈值往往较低，即I_LIMIT3的值较低，使得芯片带载能力降低。

另一方面，在一些负载中本身具备可调节限流阈值的外部开关，因此这种芯片应用在较低限流阈值的场景时，即使输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值达到极限值，比如短路情况下，芯片也不会由于功率损耗太高而烧毁。这种场景下，让通过降低限流阈值来降低输出电流，不利于充分发挥芯片带载能力，限制了芯片可应用的场景。

为了解决通过降低限流阈值来降低芯片结温会影响芯片带载能力的问题，本申请提供了一种基于温度的限流保护电路，该电路包括温度调节单元、反馈控制单元和功率单元。温度调节单元连接反馈控制单元，反馈控制单元连接功率单元。其中，温度调节单元用于根据当前温度产生下拉信号，下拉信号用于调整参考信号；反馈控制单元用于将参考信号与对功率单元的采样信号进行比较，得到比较结果，以及根据比较结果，产生调整输出信号的控制信号。

该电路中还可以包括采样单元和参考电压单元，采样单元连接功率单元和反馈控制单元，参考电压单元连接温度调节单元和反馈控制单元，其中，采样单元用于采集所述功率单元的输出信号，得到采样信号；参考电压单元用于根据所述下拉信号确定所述参考信号。

上述反馈控制单元根据比较结果，产生调整输出信号的控制信号具体包括：当采样信号未达到参考信号时，反馈控制单元将控制信号确定为第一控制信号；当采样信号达到参考信号时，反馈控制单元将控制信号确定为第二控制信号；其中，第一控制信号使得功率单元的输出信号小于设定阈值，第二控制信号使得功率单元的输出信号等于设定阈值。

上述温度调节单元用于根据当前温度产生下拉信号，具体包括：当温度参考信号未达到基准信号时，温度调节单元将下拉信号确定为第一下拉信号；当温度参考信号达到基准信号时，温度调节单元将下拉信号确定为第二下拉信号；其中，参考电压单元根据第二下拉信号确定的参考信号小于参考电压单元根据第一下拉信号确定的参考信号。

应理解，上述下拉信号可以是下拉电压或下拉电流，参考信号可以是参考电压或参考电流，输出信号可以是输出电压或者输出电流，采样信号可以是采样电压或者采样电流。

下面以下拉信号为下拉电流，参考信号为参考电压，输出信号为输出电流，采样信号为采样电流进行举例说明。

温度调节单元能根据芯片温度产生可调节参考电压大小的下拉电流，进而调整限流阈值的大小。反馈控制单元用于根据参考电压调节功率单元的输出电流大小，使得输出电流小于限流阈值。

具体地，反馈控制单元会根据对功率管的输出电流进行采样得到的采样电流，得到对应的采样电压，再通过运算放大器对采样电压与参考电压进行比较，根据比较结果调节功率管的G极电压，进而调整功率管的输出电流，使得输出电流稳定在限流阈值。同时，如果输出电流大小不变，输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值还进一步增大，使得芯片结温升高，温度调节单元还会通过三极管基极(base，B极)和发射极(emitter，E极)之间的电压差V_BE与温度呈负相关的特征来产生影响参考电压的大小的下拉电流，使得限流保护电路在输出电流达到限流阈值之后，还要芯片结温升高至足以使温度调节单元产生下拉电流时，即芯片结温达到温度阈值时，才会调节参考电压的大小，进而调节限流阈值的大小。

这样，该电路在输出电流超过限流阈值后，还需要在芯片结温升高时，该电路的限流阈值才会下降。使得芯片的输出电流在上升至限流阈值后，能先恒定在限流阈值内，在结温升高至温度阈值时，输出电流才会随限流阈值的降低而降低。

下面结合图6介绍本申请提供的基于温度的限流保护电路的工作状态，如图6所示该基于温度的限流保护电路的工作状态包括正常工作状态、固定限流状态、折返限流状态。

正常工作模式是指功率管的输出电流未达到限流阈值，此时不会触发反馈控制单元调节功率管栅极电压，芯片不会进入限流模式，此时反馈控制单元对功率管的G极输入的是第一控制信号。同时，芯片结温不足以触发温度调节单元进行工作，此时温度调节单元产生的下拉信号为第一下拉信号。

固定限流工作模式是指功率管的输出电流达到限流阈值I_LIMIT4，而触发反馈控制单元调节功率管栅极电压，此时反馈控制单元对功率管的G极输入的是第二控制信号。但是芯片结温还不足以触发温度调节单元，温度调节单元不会产生下拉电流，，此时温度调节单元产生的下拉信号为第一下拉信号，使得输出电流是维持在限流阈值I_LIMIT4的。

折返限流工作模式是指功率路径电流达到限流阈值之后，随着输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值进一步增大，芯片结温升高至触发温度调节单元工作。此时温度调节单元会通过三极管调整参考电压大小，进而限流阈值将下降，使得芯片功率损失近似恒定，芯片结温处于平衡态。此时反馈控制单元对功率管的G极输入的是第二控制信号，并且，温度调节单元产生的下拉信号为第二下拉信号。

基于温度的限流保护电路在各个工作状态的描述还将在后续结合该基于温度的限流保护电路的电路连接进行详细介绍，此处不再赘述。

综上所述，本申请提供的基于温度的限流保护电路能防止在限流状态下触发过温保护导致负载掉电的风险。本方案进入限流状态后，不会立刻触发限流阈值折返，不会导致输出电流能力降低，极大地展宽了芯片应用场景。而随着输入输出电压差增大才会进一步降低限流阈值，进而降低芯片结温，这样可使芯片长时间工作在限流状态，而不会被限流产生的功耗烧毁。

下面对本申请提供的基于温度的限流保护电路的结构进行介绍。其中如图7所示，该基于温度的限流保护电路包括采样单元、温度调节单元、反馈控制单元、参考电压单元、功率单元以及负载单元。

其中，功率单元包括功率管，功率管连接负载单元。采样单元用于采集功率单元中功率管的输出电流，并将采样电流传输给反馈控制模块。温度调节单元能根据芯片温度产生可调节参考电压大小的下拉电流。参考电压单元根据下拉电流和基准电压确定参考电压的大小。反馈控制单元用于将参考电压与采样电流对应的电压进行比较，根据比较结果，调整功率管的G极电压，进而调整电路的输出电流。

下面结合图8对上述基于温度的限流保护电路的具体电路图进行说明。

功率单元包括功率管M0，采样单元包括采样管M1，功率管M0和采样管M1的尺寸比例系数为K:1，从而，采样管M1采样得到的电流I_SET＝I_L/K。负载单元包括电阻R_L和电容C_L，反馈控制单元包括MOS管M2，电阻R_SET，运放csamp以及main_amp，其中，csamp为钳位运放，main_amp为限流调节主运放。除了main_amp的负输入端连接参考电压V_{REF_OC}之外，功率单元、采样单元、负载单元和反馈控制单元的连接可参考上述图1及其相关描述，此处不再赘述。

参考电压单元包括运放buf_amp，MOS管M2，电阻R1和R2。温度调节单元包括运放temp_amp、三极管Q1、电流源I_B、MOS管M3。

参考电压单元中的buf_amp的负输入端连接基准电压V_REF和temp_amp的正输入端，正输入端连接M2的D极和R1的一端，输出端连接M2的G极，正电源端连接输入电压V_IN和M2的S极。R1的另一端连接R2的一端、M3的D极和main_amp的负输出端，R2的另一端接地。

温度调节单元中电流源I_B的输入端连接输入电压V_IN，输出端连接三极管Q1的B极、集电极(collecting electrode，C极)和temp_amp的负输入端。三极管Q1的E极接地。temp_amp的输出端连接M3的G极，M3的S极接地。

应理解，图8只是所述基于温度的限流保护电路的一种实现方式，在其他实施例中，温度调节单元也可以添加多个三极管，以保证温度检测的准确性。或者，在其他实施例中，温度调节单元中也可以采用其他器件，例如输出信号与温度呈正相关的器件。或者，在另一些实施例中，也可以采样输出管的电压。本申请对电路的具体结构和元器件不作具体限定。

下面结合上述图6至图8对本申请提供的基于温度的限流保护电路的工作状态进行详细介绍。

(1)正常工作模式

当输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值越来越大，功率管M0的输出电流I_L也会逐渐升高。当功率管M0的输出电流I_L还没有达到限流阈值时，采样单元中采样管M1采集到的采样电流I_SET较小，其中，I_SET＝I_L/K。进而采样电流I_SET流经电阻R_SET，在A点产生的电压V_A较小，其中，V_A＝R_SET*I_SET。使得反馈控制单元中main_amp中负输入端的参考电压V_{REF_OC}始终大于V_A，其中，V_{REF_OC}＝V_REF*R2/(R1+R2)。此时不会触发反馈控制单元中的main_amp调节功率管M0的G极电压。

并且，此时芯片的结温也还不高，使得三极管输出的电压差V_BE始终大于基准电压V_REF。因此temp_amp运放输出的下拉电压V_pull始终处于较低电位，不会激活下拉管M3，则温度调节单元内下拉电流I_pull始终为零。则此状态下参考电压为恒定值，限流阈值也为恒定值。

(2)固定限流状态

当输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值进一步增大，功率管M0的输出电流I_L达到限流阈值I_LIMIT4时，I_LIMIT4＝K*V_{REF_OC}/R_SET，采样单元中采样管M1采集到的采样电流I_SET达到V_{REF_OC}/R_SET。采样电流I_SET流经电阻R_SET，在A点产生的电压V_A达到反馈控制单元中main_amp中负输入端的参考电压V_{REF_OC}，从而触发反馈控制单元中的main_amp调节功率管M0的栅极电压，使得功率管M0的输出电流I_L稳定在I_LIMIT4。

随着输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值进一步增大，芯片功率损耗P＝I_LIMIT4*(V_IN-V_OUT)随之增大，导致芯片结温上升。但是若设定的限流阈值I_LIMIT4较低时，即使V_IN和V_OUT压差达到极限(如V_OUT短路到地)，芯片结温ψ_J＝ψ_T+ψ_JA*P也不会太高，其中ψ_T为芯片工作时周围环境温度、ψ_JA为特定封装形式下芯片die到周围环境的热阻。

此时，芯片的结温也还不高，使得三极管输出的电压差V_BE始终大于基准电压V_REF。因此temp_amp运放的下拉电压V_pull始终处于较低电位，不会激活下拉管M3，温度调节单元内下拉电流I_pull始终为零。则此状态下参考电压为恒定值，限流阈值也为恒定值，输出电流I_L进而也为恒定值。

(3)折返限流状态

当输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值继续增大，由于此时输出电流一直恒定在I_LIMIT4，芯片功率损耗P＝I_LIMIT4*(V_IN-V_OUT)随之增大，导致芯片结温上升。但是若设定的限流阈值I_LIMIT4较高时，芯片结温ψ_J＝ψ_T+ψ_JA*P就会较高，其中ψ_T为芯片工作时周围环境温度、ψ_JA为特定封装形式下芯片die到周围环境的热阻。

若芯片结温升高，由于流经三极管的电流I_B固定，三极管V_BE电压随温度升高而降低，使得温度调节单元内运放temp_amp的负输入端V_BE达到正输入端参考电压V_REF，该参考电压V_REF不随温度变化，则temp_amp运放的输出电压V_pull会升高到激活下拉管M3，温度调节单元内下拉支路电流I_pull流经参考电压单元内分压电阻串中的R1，使得运放main_amp的反向端参考电压V_{REF_OC}降低。

此时V_{REF_OC}＝(V_REF*R2-I_pull*R2)/(R1+R2)，进而限流阈值变为I_LIMIT5＝K*V_{REF_OC}/R_SET＝K*(V_REF*R2-I_pull*R2)/[(R1+R2)*R_SET]。其中，I_pull＝G_m*(V_REF-V_BE)，G_m为温度调节单元内运放temp_amp的跨导。

因此，输入电压V_IN和输出电压V_OUT的差值越大，芯片结温越高，三极管V_BE电压越低，温度调节单元内下拉支路电流I_pull越大，运放main_amp的反向端参考电压V_{REF_OC}越低，芯片内部电流限I_LIMIT5便折返到更低的限流值，使得芯片功率损耗P＝I_LIMIT5*(V_IN-V_OUT)近似恒定，芯片结温ψ_J＝ψ_T+ψ_JA*P处于平衡态，经设定可使其始终低于内部过温保护阈值点。

综上所述，本申请提供的基于温度的限流保护电路能防止在限流状态下触发过温保护导致负载掉电的风险。并且，本限流保护电路进入限流状态后，不会立刻触发限流阈值折返，不会导致输出电流能力降低，极大地展宽了芯片应用场景。而随着输入输出电压差增大才会进一步降低限流阈值，进而降低芯片结温，这样可使芯片长时间工作在限流状态，而不会被限流产生的功耗烧毁。

另一方面，本发明实施例还提出一种芯片，形成有如上任一实施例中所述的基于温度的限流保护电路。所述芯片可以为模数转换芯片、接口芯片或电源管理芯片。

另一方面，本发明实施例还提出一种电子设备，该电子设备可以包括上述芯片。该电子设备可以是手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机、上网本或专门的照相机(例如单反相机、卡片式相机)等。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种基于温度的限流保护电路，其特征在于，所述电路包括反馈控制单元、参考电压单元、温度调节单元和功率单元，其中，

所述温度调节单元用于根据当前温度产生下拉信号；

所述参考电压单元用于根据所述下拉信号确定参考信号；

所述反馈控制单元用于将所述参考信号与对所述功率单元的采样信号进行比较，并根据比较结果确定对所述功率单元的控制信号；

所述功率单元用于根据所述控制信号确定输出信号。

2.根据权利要求1所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，所述电路还包括采样单元，其中，

所述采样单元用于采集所述功率单元的输出信号，以得到所述采样信号。

3.根据权利要求1所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，所述反馈控制单元用于将所述参考信号与对所述功率单元的采样信号进行比较，并根据比较结果确定对所述功率单元的控制信号，包括：

所述反馈控制单元用于将所述参考信号与所述采样信号进行比较，当所述采样信号未达到所述参考信号时，所述反馈控制单元将所述控制信号确定为第一控制信号；当所述采样信号达到所述参考信号时，所述反馈控制单元将所述控制信号确定为第二控制信号；其中，所述第一控制信号使得所述功率单元的输出信号小于设定阈值，所述第二控制信号使得所述功率单元的输出信号等于设定阈值。

4.根据权利要求1所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，所述温度调节单元用于根据温度产生下拉信号，包括：

所述温度调节单元用于根据温度产生温度参考信号；

所述温度调节单元还用于根据所述温度参考信号和基准信号，确定所述下拉信号，所述下拉信号用于表示所述温度参考信号是否达到所述基准信号。

5.根据权利要求4所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，

当所述温度参考信号未达到所述基准信号时，所述温度调节单元将所述下拉信号确定为第一下拉信号；当所述温度参考信号达到所述基准信号时，所述温度调节单元将所述下拉信号确定为第二下拉信号；

其中，所述参考电压单元根据所述第二下拉信号确定的参考信号小于所述参考电压单元根据所述第一下拉信号确定的参考信号。

6.根据权利要求5所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，

所述温度调节单元包括温度采集元件，所述温度采集元件用于产生所述温度参考信号，所述温度参考信号与当前温度成正相关或者负相关。

7.根据权利要求6所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，

所述温度采集元件为一个或者多个三极管。

8.根据权利要求7所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，所述温度调节单元还包括运算放大器，所述运算放大器用于根据所述温度参考信号和所述基准信号，确定所述下拉信号。

9.根据权利要求8所述的基于温度的限流保护电路，其特征在于，

基于所述采样信号达到所述参考信号以及所述温度参考信号达到所述基准信号，所述温度调节单元还用于确定所述下拉信号不为零。

10.一种芯片，其特征在于，所述芯片中形成有如权利要求1-9任一项所述的基于温度的限流保护电路。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括芯片，所述芯片中形成有如权利要求1-9任一项所述的基于温度的限流保护电路。

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