CN201138738Y - 过温保护电路及其防误触发逻辑控制模块 - Google Patents

过温保护电路及其防误触发逻辑控制模块 Download PDF

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张美玲
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李东
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Abstract

本实用新型揭示了一种过温保护电路的防误触发逻辑控制模块，连接到过温保护电路的输出OTSD’，接收偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；第一与非门，接收偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；第二与非门，接收偏置电流监测及延迟电路的输出和第一与非门的输出作为输出，第二与非门的输出作为防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。该防误触发逻辑控制模块可以避免过温保护电路在回温点和温度保护点之间的温度范围内可能发生的误操作。

Description

过温保护电路及其防误触发逻辑控制模块
技术领域
本实用新型涉及过温保护电路，更具体地说，涉及过温保护电路及其防低温误触发的逻辑控制模块。
背景技术
过温保护电路(OTSD)广泛应用在电源电路中，防止芯片温度过高引起电路工作不正常甚至烧毁。其原理是利用温度敏感器件对芯片温度进行监控，当芯片温度高于温度保护点时，输出一个控制信号以关断电路；而当温度降低至回温点时，输出另一个信号使电路继续工作。
参考图1所示，揭示了现有技术中使用的传统的过温保护电路的结构。过温保护电路基本可以分为如下的几个部分：
负温度系数电压产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生负温度系数电压VBE。在图1所示的实例中，负温度系数电压产生电路包括MOS管M1、MOS管M2和三极管Q1，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
零温度或正温度系数产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生零温度或正温度系数电压VR。在图1所示的实例中，零温度或正温度系数产生电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R2和电阻R3，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
整形电路，接收负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR进行整形。在图1所示的实例中，整形电路包括级联的一级比较器和两级反相器，所述比较器的正、负输入端分别接收负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR。
开关管，连接负温度系数电压产生电路、零温度或正温度系数产生电路，还连接到整形电路的输出端。在图1所示的实例中，开关管为一个MOS管Q7。
图1所示的过温保护电路的工作原理如下：MOS管M1、MOS管M2与偏置电流Pbias连接，得到两路与温度无关的电流。一路电流流过三极管Q1得到一个负温度系数的电压VBE(即由负温度系数电压产生电路产生)。另一路流过电阻R2和电阻R3，得到零温度或正温度系数电压VR(即由正温度系数电压产生电路产生)。负温度系数的电压VBE和零温度或正温度系数电压VR这两个电压信号经过一级比较器C，再经过两级反相器X1和X2的整形，输出OTSD控制信号。常温下负温度系数的电压VBE大于零温度或正温度系数电压VR，OTSD为高电平，开关管NMOS管M7导通，VR等于电阻R2上的电压。随着温度上升，VBE下降，VR保持不变或上升。当温度超过温度保护点，VBE降至VR以下，比较器C翻转，使得OTSD输出为低电平，此时开关管M7截止，VR由电阻R2和电阻R3上的压降组成，大于初始状态，称之为VR’。由于OTSD输出为低电平关闭了所监控的电路，使芯片温度下降，使VBE开始回升，当温度降至回温点以下，VBE超过VR’，比较器C再次翻转，OTSD又输出高电平，使得芯片重新开始工作。
这一电路结构存在的问题在于：由于偏置电流需要一定的建立时间，以及比较器的输入到输出之间有一定的延迟，因此OTSD的输出在刚开始的一段时间内的状态是不定的，这就带来了过温保护误操作的可能性。如果比较器的初始输出为低并在电路正常工作之前一直保持低电平状态，导致用于调控回温窗口的开关管M7处于截止，如果此时电路的温度上升到回温点而低于设定的温度保护点，比较器的输出将置为低，从而在到达温度保护点之前发生了过温保护，使得电路无法正常工作，图1所示的电路的工作波形如图2所示。
实用新型内容
为了消除OTSD输出状态在电路正常工作之前是不定的而造成误触发的可能性，本实用新型提供一种防误触发的逻辑控制技术。
根据本实用新型的第一方面，提供一种过温保护电路的防误触发逻辑控制模块，该防误触发逻辑控制模块连接到过温保护电路的输出OTSD’，该防误触发逻辑控制模块还接收偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：
偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；
第一与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；
第二与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和第一与非门的输出作为输出，第二与非门的输出作为所述防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。
根据一实施例，NMOS管M12的源极和漏极接地。
根据本实用新型的第二方面，提供一种过温保护电路，包括：
负温度系数电压产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生负温度系数电压VBE；
零温度或正温度系数产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生零温度或正温度系数电压VR；
整形电路，接收所述负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR进行整形；
开关管，连接负温度系数电压产生电路、零温度或正温度系数产生电路，还连接到整形电路的输出端；
还包括防误触发逻辑控制模块，该防误触发逻辑控制模块接收整形电路的输出OTSD’和偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：
偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；
第一与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；
第二与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和第一与非门的输出作为输出，第二与非门的输出作为所述防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。
根据一实施例，NMOS管M12的源极和漏极接地。
根据一实施例，负温度系数电压产生电路包括MOS管M1、MOS管M2和三极管Q1，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
根据一实施例，零温度或正温度系数产生电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R2和电阻R3，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
根据一实施例，整形电路包括级联的一级比较器和两级反相器，比较器的正、负输入端分别接收负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR。
根据一实施例，开关管为一个MOS管Q7。
本实用新型所揭示的过温保护电路及其防误触发逻辑控制模块可以避免过温保护电路在回温点和温度保护点之间的温度范围内可能发生的误操作，消除电路启动时可能不定的逻辑状态，保证了电路的正常工作。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了现有技术中的过温保护电路的电路图；
图2揭示了图1所示的电路图的工作波形；
图3揭示了本实用新型提供的具有防误触发逻辑控制模块的过温保护电路的电路图；
图4揭示了本实用新型提供的防误触发逻辑控制模块的电路图；
图5A和图5B揭示了图3所示的过温保护电路的工作波形。
具体实施方式
分析图1所示的电路的结构，产生问题的原因在于OTSD输出状态在电路正常工作之前是不定的。为了避免这一情况的发生，本实用新型提供一种防止误触发的逻辑控制模块，这一模块的具体电路实现如图4所示。
该防误触发逻辑控制模块连接到过温保护电路(比如图1所示的过温保护电路)的输出OTSD’(传统的过温保护电路的输出OTSD被作为此处的OTSD’)，该防误触发逻辑控制模块还接收偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：
偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；
第一与非门G1，接收偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；
第二与非门G2，接收偏置电流监测及延迟电路的输出OTSD’和第一与非门G2的输出作为输出，第二与非门G2的输出作为防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。
其中，NMOS管M12的源极和漏极接地。
上述的电路结构中，PMOS管M11和耗尽型NMOS管M12以及电容C0构成的电路，实现偏置电流的监测和延迟的功能。NMOS管M12的源端和漏端接地，起到下拉电阻的作用，在偏置电流Pbias建立之前，保持A点为低电平，此时不管OTSD′的状态如何，输出端OTSD始终为高电平。当偏置电流Pbias建立之后，下拉管NMOS管M12的拉电流能力不足以维持A点为低电平，A点将被拉高，但由于延迟电容CO的存在，A点出现高电平将在偏置电流Pbias建立之后的一段时间，对C0的大小进行设计，可以保证在比较器也正常工作后，A点才为高电平，此时OTSD信号取决于OTSD′，其逻辑关系如下：
OTSD＝A+OTSD′。
参考图3，其揭示了本实用新型提供的具有防误触发逻辑控制模块的过温保护电路的电路图。
图3所示的具有防误触发逻辑控制模块的过温保护电路包括两个大部分，首先是与现有技术中的过温保护电路类似结构的过温保护电路，包括：
负温度系数电压产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生负温度系数电压VBE。在图3所示的实例中，负温度系数电压产生电路包括MOS管M1、MOS管M2和三极管Q1，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
零温度或正温度系数产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生零温度或正温度系数电压VR。在图3所示的实例中，零温度或正温度系数产生电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R2和电阻R3，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
整形电路，接收负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR进行整形。在图3所示的实例中，整形电路包括级联的一级比较器和两级反相器，所述比较器的正、负输入端分别接收负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR。
开关管，连接负温度系数电压产生电路、零温度或正温度系数产生电路，还连接到整形电路的输出端。在图3所示的实例中，开关管为一个MOS管Q7。
第二个部分是具有如图4所示结构的防误触发逻辑控制模块LC，该防误触发逻辑控制模块接收整形电路的输出OTSD’和偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：
偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；
第一与非门G1，接收偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；
第二与非门G2，接收偏置电流监测及延迟电路的输出OTSD’和第一与非门G2的输出作为输出，第二与非门G2的输出作为防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。
其中，NMOS管M12的源极和漏极接地。
图5A和图5B揭示了图3所示的过温保护电路的工作波形。
其中，图5A所示的情况表明，电路工作在过温保护点以上，OTSD起作用。图5B所示的情况表明，电路工左在回温点以上，过温保护点以下，OTSD不会误操作。
本实用新型所揭示的过温保护电路及其防误触发逻辑控制模块可以避免过温保护电路在回温点和温度保护点之间的温度范围内可能发生的误操作，消除电路启动时可能不定的逻辑状态，保证了电路的正常工作。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (8)

1.一种过温保护电路的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，该防误触发逻辑控制模块连接到过温保护电路的输出OTSD’，该防误触发逻辑控制模块还接收偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：
偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；
第一与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；
第二与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和第一与非门的输出作为输出，第二与非门的输出作为所述防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。
2.如权利要求1所述的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，
所述NMOS管M12的源极和漏极接地。
3.一种过温保护电路，包括：
负温度系数电压产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生负温度系数电压VBE；
零温度或正温度系数产生电路，连接到偏置电流Pbias，产生零温度或正温度系数电压VR；
整形电路，接收所述负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR进行整形；
开关管，连接负温度系数电压产生电路、零温度或正温度系数产生电路，还连接到整形电路的输出端；
其特征在于，还包括防误触发逻辑控制模块，该防误触发逻辑控制模块接收整形电路的输出OTSD’和偏置电流Pbias作为输入，该防误触发逻辑控制模块包括：
偏置电流监测及延迟电路，包括PMOS管M11、NMOS管M12和电容C0，其中，偏置电流Pbias连接到PMOS管M11的栅极，PMOS管M11还连接到高电平，NMOS管M12和电容C0还接地；
第一与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和过温保护电路的输出OTSD’作为输入；
第二与非门，接收所述偏置电流监测及延迟电路的输出和第一与非门的输出作为输出，第二与非门的输出作为所述防误触发逻辑控制模块的输出OTSD。
4.如权利要求3所述的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，
所述NMOS管M12的源极和漏极接地。
5.如权利要求3所述的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，
所述负温度系数电压产生电路包括MOS管M1、MOS管M2和三极管Q1，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
6.如权利要求3所述的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，
所述零温度或正温度系数产生电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R2和电阻R3，其中偏置电流Pbias连接到MOS管M1和MOS管M2的栅极。
7.如权利要求3所述的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，
所述整形电路包括级联的一级比较器和两级反相器，所述比较器的正、负输入端分别接收负温度系数电压VBE和零温度或正温度系数电压VR。
8.如权利要求3所述的防误触发逻辑控制模块，其特征在于，
所述开关管为一个MOS管Q7。
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