[發明專利]一種三端穩定電路過熱保護單元及三端穩壓電路

在審

• 申請號: 202011035788.1
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112462837A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 居水容;夏華秋;李健;呂文生;談益民
• 申請（專利權）人: 江蘇東海半導體科技有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 閆日旭

本申請涉及集成電路設計技術領域，具體涉及一種三端穩壓電路過熱保護結構及三端穩壓電路，旨在解決現有技術中當發生過熱現象時，輸出無法立即被關斷、過熱保護不是瞬間發生的，而是有一個過程，且發生過熱的溫度無法精確控制等問題，其技術要點在于：所述三端穩定電路過熱保護單元包括并聯設置的R10、N9、N10及N11，所述R10、N9及N10上分別串聯有IS3、IS4、IS5，所述IS3、IS4、IS5串聯設置在輸入端上。通過過熱保護單元的設計，使用過程中，可實現快速而穩定的溫度保護；能保證電路在較寬溫度范圍內獲得穩定的輸出；通過調整兩個電阻的阻值來調節各個管子的電流，從而實現不同關斷溫度的選擇；只增加了5個器件，結構非常簡單。

技術領域

本申請涉及集成電路設計技術領域，具體涉及一種三端穩定電路過熱保護單元及三端穩壓電路。

背景技術

低壓差三端穩壓電路是一類用途廣泛的電源管理電路；其主要功能是針對一個范圍內的輸入電壓，最終能夠得到穩定的輸出電壓，而輸出電壓也可以通過調整電路內部或者外部的元器件得到一個系列的穩定輸出電壓。這類電路被廣泛使用在電池充電、筆記本電腦及很多便攜式設備中。請參閱圖1，圖1為目前常見的一種低壓差三端穩壓電路的結構圖，其原理為：當由于輸入電壓或負載的變化而引起輸出電壓變化時，由帶隙基準BGR產生一個參考電壓Vref和該輸出電壓Vout利用比較器CMP進行比較，然后經過N1放大；然后通過N2、N3和P1構成的跟隨電路，送到推動管N4基極，進行放大；控制由P2、N5構成的達林頓調整管的基極注入電流，從而改變調整管的Vce壓降，使輸出電壓趨于穩定。這種三端穩壓電路穩壓的過程實質上是通過負反饋使輸出電壓維持穩定的過程。圖中Is1和Is2是兩個電流源，分別為帶隙基準和P1管提供電流偏置。

上述常見的三端穩壓電路的輸出電流范圍可以大到幾個安培，并且內部有大功率的發熱器件，如圖1中的調整管等，因此電路所產生的功耗將導致芯片溫度的升高，尤其在電路使用環境溫度過高、散熱較差的情況下，因此通常三端穩壓電路中都要設計一個過熱保護電路結構，當溫度超過某一閾值時就啟動該過熱保護結構，通過關斷輸出等方法，使得芯片的功耗和溫度降低，以防止芯片溫度不斷升高導致的芯片燒毀。對三端穩壓電路中的過熱保護結構來說通常有以下幾個方面的要求：(1)當發生過熱現象時，過熱保護結構要使輸出盡快關斷，以確保電路不被燒毀；(2)過熱保護過程中的輸出要基本維持不變；(3)過熱保護結構盡量簡單，這樣確保其本身產生的功耗足夠小，不會額外增加整個三端穩壓電路的功耗；(4)由于受加工工藝、使用環境等因素影響，三端穩壓電路的過熱溫度點即過熱保護溫度閾值需要能夠精確調節，以便在不同應用場合下過熱保護結構都能起到精確的保護作用。