一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路制造技术

一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，由电压转换电路、过温控制信号转换电路组成，过温控制信号转换电路中的热传感元件为PNP三极管，当PNP三极管所检测的温度未超过设定值时，电路为其预置的发射结电压未达到其导通的最低电压，其处于关断状态，比较器输出高电平以控制所需保护模块正常工作；当PNP三极管所检测的温度超过设定值时，由于PNP三极管发射结PN结正向电压具有负温度特性的特点,热检测三极管的发射结导通电压下降到电路预置电压，使其导通，比较器翻转输出低电平以控制关断所需保护的模块，起到热保护作用。本发明专利技术的电压转换电路采用高精度、低温漂的基准电路，作为过温控制信号转换电路的供电电源，从而提高了过热保护的准确性。

Overheat protection circuit based on temperature characteristic of forward voltage drop of PN junction

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于过热保护电路
，具体涉及一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路。
技术介绍
在开关电源和功率驱动电子模块中，由于耗散功率往往比较大，当环境温度过高或出现内部短路的情况下，功耗会急剧增大，致使内部器件因温度过高而损坏。为了防止上述情况的发生，一般在模块内部都增加了过热保护电路。常用的过热保护线路主要是通过热敏电阻、温度开关和温度熔断器等来实现。现有的过温保护方法中，热敏电阻及温度开关检测方法都存在阻值与温度的关系非线性严重、元件一致性与互换性差、元件易老化、稳定性差等缺点。而温度熔断器除具有热敏电阻及温度开关的上述缺点外，还存在过温消失后不可恢复的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种基于PN结正向压降具有负温度特性的原理而设计的基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，本专利技术电路的电压转换电路采用高精度、低温漂的基准电路，作为过温控制信号转换电路的供电电源，保证了温度检测PNP三极管发射极所预置电压的稳定性，从而提高了过热保护的准确性。为解决本专利技术的技术问题采用如下技术方案：一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，由电压转换电路、过温控制信号转换电路组成，过温控制信号转换电路中的热传感元件为一PNP三极管，当PNP三极管所检测的温度未超过设定值时，电路为其预置的发射结电压未达到其导通的最低电压，其处于关断状态，比较器输出高电平以控制所需保护模块正常工作；当PNP三极管所检测的温度超过设定值时，由于PNP三极管发射结PN结正向电压具有负温度特性的特点,热检测三极管的发射结导通电压下降到电路预置电压，使其导通，比较器翻转输出低电平以控制关断所需保护的模块，起到热保护作用。所述电压转换电路是由第一集成电路IC1、第一电容C1、第二电容C2组成，第一电容C1的一端接第一集成电路IC1的1脚至电源电压输入端，第一集成电路IC1的2脚接第二电容C2的一端，第一电容C1、第二电容C2的另一端及第一集成电路IC1的3脚接地。所述过温控制信号转换电路是由PNP三极管T1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3*、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3、第四电容C4、第二集成电路IC2、第六电阻R6组成；PNP三极管T1的发射极与第三电阻R3*的一端、第二集成电路IC2的8脚、第六电阻R6的一端相连接至第一集成电路IC1的2脚，第六电阻R6的另一端接至第一集成电路IC1的1脚至控制信号输出端，PNP三极管T1的集电极接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端、第四电容C4的一端相接至第二集成电路IC2的2脚，PNP三极管T1的基极相接于第三电阻R3*的另一端和第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端相接至第二集成电路IC2的3脚，第二电阻R2的另一端与第五电阻R5的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端相连接至地。所述PNP三极管温度每上升1℃，PN结导通电压下降2mV。所述第一集成电路IC1为基准电路，其型号为AD581,第一集成电路IC2为比较器，其型号为LM193。本专利技术电路的过温控制信号转换电路中，过温检测元件选用工艺稳定性高的PNP三极管半导体器件，利用其发射极（PN结）导通电压具有负温度特性的原理来实现过温的检测，采用这种方案应用于模块的过热保护使其具有保护灵敏、精度高、一致性好、稳定性好等特点。本专利技术中热传感元件为一PNP三极管，当其所检测的温度未超过设定值时，因电路为其预置的发射结电压未达到其导通的最低电压，所以其处于关断状态，比较器输出高电平以控制所需保护模块正常工作，当三极管所检测的温度超过设定值时，由于PNP三极管发射结（PN结）正向电压具有负温度特性的特点（温度每上升1℃，PN结导通电压下降2mV）,热检测三极管的发射结导通电压下降到电路预置电压，使其导通，比较器翻转输出低电平以控制关断所需保护的模块，起到热保护作用。同时为了保证热检测三极管发射结预置电压的稳定性，我们采用了输出电压精度高、低温漂的基准电路为电路供电，从而提高温度过温保护的准确度。本专利技术电路的电压转换电路采用高精度、低温漂的基准电路，作为过温控制信号转换电路的供电电源，这种方案保证了温度检测PNP三极管发射极所预置电压的稳定性，从而提高了过热保护的准确性。附图说明图1为本专利技术原理框图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术专利的技术方案进行详细说明。如图1所示，一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，由电压转换电路、过温控制信号转换电路组成。所述电压转换电路是由第一集成电路IC1、第一电容C1、第二电容C2组成:第一电容C1的一端接第一集成电路IC1的1脚至电源电压输入端，第一集成电路IC1的2脚接第二电容C2的一端，第一电容C1、第二电容C2的另一端及第一集成电路IC1的3脚接地。所述过温控制信号转换电路是由第一三极管T1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3*、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3、第四电容C4、第二集成电路IC2、第六电阻R6组成：第一三极管T1的发射极与第三电阻R3*的一端、第二集成电路IC2的8脚、第六电阻R6的一端相连接至第一集成电路IC1的2脚，第六电阻R6的另一端接至第一集成电路IC1的1脚至控制信号输出端，第一三极管T1的集电极接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端、第四电容C4的一端相接至第二集成电路IC2的2脚，第一三极管T1的基极相接于第三电阻R3*的另一端和第四电阻R4的一端，第四电阻的另一端与第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端相接至第二集成电路IC2的3脚，第二电阻R2的另一端与第五电阻R5的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容的另一端相连接至地。专利技术专利的工作原理：首先电源输入15V-30V的直流电压经高精度基准电路变为精准的10V电压以给后级过温控制信号转换电路提供电源。在过温控制信号转换电路中，首先经R3*、R4、R5分别给温度检测PNP三极管T1的发射极、比较器IC2的反相输入端2脚预置电压，给PNP三极管T1的发射结所预置的电压（即电阻R3*两端的电压）即为所设定的过热保护温度点时PNP三极管T1发射结导通时所需要的最低电压，而给IC2的2脚所预置的电压（即R5上的电压）为发生过热保护时比较器发生翻转时的门限电压。在未达到所设定的过热保护温度点时，因电路为温度检测PNP三极管T1发射极所预置的发射极电压未达到其导通的最低电压，所以其处于关断状态，比较器输出高电平以控制所需保护模块正常工作，当温度检测PNP三极管T1所采集的温度超过设定的过热保护温度点时，由于PN结正向电压具有负温度特性的特点（温度每上升1℃，PN结导通电压下降2mV）,热检测PNP三极管T1发射极导通电压下降到电路所预置的电压，使其导通，从而使比较器IC2的3脚上得到的电压大于比较器IC2的2脚的预置门限电压，比较器发生翻转输出低电平以控制关断所需保护的模块，起到热保护作用。本专利技术专利元件器件的选择：第一集成电路IC1为基准电路，其型号为AD581,第二集成电路IC2为比较器，其型号为LM193，三极管T1，型号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，其特征在于：由电压转换电路、过温控制信号转换电路组成，过温控制信号转换电路中的热传感元件为一PNP三极管，当PNP三极管所检测的温度未超过设定值时，电路为其预置的发射结电压未达到其导通的最低电压，其处于关断状态，比较器输出高电平以控制所需保护模块正常工作；当PNP三极管所检测的温度超过设定值时，由于PNP三极管发射结PN结正向电压具有负温度特性的特点，热检测三极管的发射结导通电压下降到电路预置电压，使其导通，比较器翻转输出低电平以控制关断所需保护的模块，起到热保护作用。

【技术特征摘要】
1.一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，其特征在于：由电压转换电路、过温控制信号转换电路组成，过温控制信号转换电路中的热传感元件为一PNP三极管，当PNP三极管所检测的温度未超过设定值时，电路为其预置的发射结电压未达到其导通的最低电压，其处于关断状态，比较器输出高电平以控制所需保护模块正常工作；当PNP三极管所检测的温度超过设定值时，由于PNP三极管发射结PN结正向电压具有负温度特性的特点，热检测三极管的发射结导通电压下降到电路预置电压，使其导通，比较器翻转输出低电平以控制关断所需保护的模块，起到热保护作用。2.根据权利要求1所述的一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，其特征在于：所述电压转换电路是由第一集成电路IC1、第一电容C1、第二电容C2组成，第一电容C1的一端接第一集成电路IC1的1脚至电源电压输入端，第一集成电路IC1的2脚接第二电容C2的一端，第一电容C1、第二电容C2的另一端及第一集成电路IC1的3脚接地。3.根据权利要求1或2所述的一种基于PN结正向压降温度特性的过热保护电路，其特征在于：所述过温控制信号转换电路是由PNP三极管T1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：文绍光，
申请(专利权)人：天水七四九电子有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62