[發明專利]一種基于PN結正向壓降溫度特性的過熱保護電路

在審

• 申請號: 201611261403.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106602512A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 文紹光
• 申請（專利權）人: 天水七四九電子有限公司
• 主分類號: H02H5/04
• 分類號: H02H5/04;H02H7/22
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心62100
• 代理人: 孫惠娜

技術領域

本發明屬于過熱保護電路技術領域，具體涉及一種基于PN結正向壓降溫度特性的過熱保護電路。

背景技術

在開關電源和功率驅動電子模塊中，由于耗散功率往往比較大，當環境溫度過高或出現內部短路的情況下，功耗會急劇增大，致使內部器件因溫度過高而損壞。為了防止上述情況的發生，一般在模塊內部都增加了過熱保護電路。常用的過熱保護線路主要是通過熱敏電阻、溫度開關和溫度熔斷器等來實現。現有的過溫保護方法中，熱敏電阻及溫度開關檢測方法都存在阻值與溫度的關系非線性嚴重、元件一致性與互換性差、元件易老化、穩定性差等缺點。而溫度熔斷器除具有熱敏電阻及溫度開關的上述缺點外，還存在過溫消失后不可恢復的缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中的缺點而提供一種基于PN結正向壓降具有負溫度特性的原理而設計的基于PN結正向壓降溫度特性的過熱保護電路，本發明電路的電壓轉換電路采用高精度、低溫漂的基準電路，作為過溫控制信號轉換電路的供電電源，保證了溫度檢測PNP三極管發射極所預置電壓的穩定性，從而提高了過熱保護的準確性。

為解決本發明的技術問題采用如下技術方案：

一種基于PN結正向壓降溫度特性的過熱保護電路，由電壓轉換電路、過溫控制信號轉換電路組成，過溫控制信號轉換電路中的熱傳感元件為一PNP三極管，當PNP三極管所檢測的溫度未超過設定值時，電路為其預置的發射結電壓未達到其導通的最低電壓，其處于關斷狀態，比較器輸出高電平以控制所需保護模塊正常工作；當PNP三極管所檢測的溫度超過設定值時，由于PNP三極管發射結PN結正向電壓具有負溫度特性的特點,熱檢測三極管的發射結導通電壓下降到電路預置電壓，使其導通，比較器翻轉輸出低電平以控制關斷所需保護的模塊，起到熱保護作用。

所述電壓轉換電路是由第一集成電路IC1、第一電容C1、第二電容C2組成，第一電容C1的一端接第一集成電路IC1的1腳至電源電壓輸入端，第一集成電路IC1的2腳接第二電容C2的一端，第一電容C1、第二電容C2的另一端及第一集成電路IC1的3腳接地。

所述過溫控制信號轉換電路是由PNP三極管T1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3*、第四電阻R4、第五電阻R5、第三電容C3、第四電容C4、第二集成電路IC2、第六電阻R6組成；PNP三極管T1的發射極與第三電阻R3*的一端、第二集成電路IC2的8腳、第六電阻R6的一端相連接至第一集成電路IC1的2腳，第六電阻R6的另一端接至第一集成電路IC1的1腳至控制信號輸出端，PNP三極管T1的集電極接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端與第二電阻R2的一端、第四電容C4的一端相接至第二集成電路IC2的2腳，PNP三極管T1的基極相接于第三電阻R3*的另一端和第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端與第五電阻R5的一端、第三電容C3的一端相接至第二集成電路IC2的3腳，第二電阻R2的另一端與第五電阻R5的另一端、第三電容C3的另一端、第四電容C4的另一端相連接至地。

所述PNP三極管溫度每上升1℃，PN結導通電壓下降2mV。

所述第一集成電路IC1為基準電路，其型號為AD581, 第一集成電路IC2為比較器，其型號為LM193。

本發明電路的過溫控制信號轉換電路中，過溫檢測元件選用工藝穩定性高的PNP三極管半導體器件，利用其發射極（PN結）導通電壓具有負溫度特性的原理來實現過溫的檢測，采用這種方案應用于模塊的過熱保護使其具有保護靈敏、精度高、一致性好、穩定性好等特點。本發明中熱傳感元件為一PNP三極管，當其所檢測的溫度未超過設定值時，因電路為其預置的發射結電壓未達到其導通的最低電壓，所以其處于關斷狀態，比較器輸出高電平以控制所需保護模塊正常工作，當三極管所檢測的溫度超過設定值時，由于PNP三極管發射結（PN結）正向電壓具有負溫度特性的特點（溫度每上升1℃，PN結導通電壓下降2mV）,熱檢測三極管的發射結導通電壓下降到電路預置電壓，使其導通，比較器翻轉輸出低電平以控制關斷所需保護的模塊，起到熱保護作用。同時為了保證熱檢測三極管發射結預置電壓的穩定性，我們采用了輸出電壓精度高、低溫漂的基準電路為電路供電，從而提高溫度過溫保護的準確度。本發明電路的電壓轉換電路采用高精度、低溫漂的基準電路，作為過溫控制信號轉換電路的供電電源，這種方案保證了溫度檢測PNP三極管發射極所預置電壓的穩定性，從而提高了過熱保護的準確性。

附圖說明

圖1為本發明原理框圖。

具體實施方式