[发明专利]一种过温保护电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及电路设计领域，特别涉及一种集成于芯片中的过温保护电路。

【背景技术】

在各种电路系统中，特别是功率较大的系统，可能会出现温度过高的情况。为了提高电路和器件的可靠性，一般功率电路都设置有过温度保护电路，通常过温保护电路的功能为检测电路的温度，当超过预设温度阈值时，其控制电路停止工作或减小电路输出电流。

在集成电路(或芯片)中，集成了功率器件的电路，例如充电器、稳压器等都在芯片上集成了过温保护电路。然而现有的集成于芯片中的过温保护电路在结构和性能上还存在很多不足。

因此，有必要提供一种改进的过温保护电路的技术方案。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种过温保护电路，其可实现当芯片温度过高时，输出过温保护信号，控制芯片进入温度保护状态。

为了解决上述问题，本发明提供一种过温保护电路，其包括过温检测电路和信号输出电路。所述过温检测电路生成第一电流和第二电流，并比较第一电流和第二电流，基于第一电流和第二电流的比较结果输出表示温度是否超过温度保护阈值的过温检测信号，其中第一电流的温度系数与第二电流的温度系数不同，所述信号输出电路在所述过温检测信号的驱动下输出表示温度是否超过温度保护阈值的过温保护信号。

进一步的，在所述信号输出电路输出的过温保护信号由表示温度未超过温度保护阈值的状态跳变为表示温度超过温度保护阈值的状态时，将所述第二电流的电流值由第一值减小至第二值，在所述信号输出电路输出的过温保护信号由表示温度超过温度保护阈值的状态跳变为表示温度未超过温度保护阈值的状态时，将所述第二电流的电流值由第二值增加至第一值。

进一步的，所述过温检测电路包括PMOS晶体管MP1、MP2、MP3、MP4，NMOS晶体管MN1、MN2、MN3、MN4，双极型晶体管Q1、Q2，电阻R1、R2。PMOS晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的源极均与电源端VIN相连，PMOS晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的栅极互相连接，PMOS晶体管MP1的栅极与其漏极相连；NMOS晶体管MN1、MN2、MN3和MN4的漏极分别与PMOS晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的漏极相连，NMOS晶体管MN2、MN3和MN4的栅极互连，NMOS晶体管MN1的栅极与NMOS晶体管MN2的漏极相连；NMOS晶体管MN2的源极与双极晶体管Q1的发射极相连，双极晶体管Q1的集电极与地节点GND相连，NMOS晶体管MN3的源极经电阻R1和双极晶体管Q2的发射极相连，双极晶体管Q2的集电极与地节点GND，NMOS晶体管MN4的源极经电阻R2与地节点GND相连；双极晶体管Q1的基极与Q2的基极相连后连接至地节点GND；NMOS晶体管MN1的源极与NMOS晶体管MN3的源级相连。PMOS晶体管MP4上的电流为第一电流；NMOS晶体管MN4上的电流为第二电流；PMOS晶体管MP4和NMOS晶体管MN4之间的连接节点为所述过温检测电路的输出端。

进一步的，所述信号输出电路包括PMOS晶体管MP5、电流源I3和反相器INV1。PMOS晶体管MP5的栅极与所述过温检测电路的输出端相连，其源极与所述电源端VIN相连，其漏极与所述电流源I3的输入端相连，电流源I3的输出端与地节点GND相连；反相器INV1的输入端与PMOS晶体管和电流源I3之间的连接节点相连，其输出端与所述信号输出电路的输出端相连。

进一步的，当第一电流大于第二电流时，所述过温检测电路的输出端变为高电平信号，此时PMOS晶体管MP5关断，反相器INV1输出高电平信号，表示温度超过温度保护阈值。

进一步的，所述过温检测电路还包括电阻R3和与所述电阻R3并联的开关器件。所述电阻R3与所述电阻R2串联于NMOS晶体管MN4的源级和地节点GND之间；所述开关器件的控制端与所述信号输出电路的输出端相连，在所述信号输出电路输出的过温保护信号表示温度超过温度保护阈值时，所述开关器件截止，在所述信号输出电路输出的过温保护信号表示未温度超过温度保护阈值时，所述开关器件导通。

进一步的，所述过温保护电路还包括启动电路，所述启动电路的输出端与过温检测电路中的NMOS晶体管MN1的栅极相连，所述启动电路通过向NMOS晶体管MN1的栅极注入电流以启动所述过温度检测电路。