一种用于智能功率芯片的温度迟滞保护电路制造技术

本发明专利技术涉及集成电路技术领域，特别涉及一种新型智能功率芯片温度迟滞保护电路。本发明专利技术的一种新型温度滞回的保护电路，其特征包含了温度过热信号时输出以及温度滞回重新开启，防止了热振荡的问题。与传统的结构比较，本发明专利技术增加了减法器结构，起到了隔离缓冲的作用，使信号抗干扰能力增强，同时增加了电路灵敏性。外部正反馈实现的迟滞比较器，使阈值电压更加精确，且容易实现。本发明专利技术尤其适用于功率集成电路中的对温度要求较高的保护。

Temperature hysteresis protection circuit used for intelligent power chip

The invention relates to the technical field of integrated circuits, in particular to a novel temperature hysteresis protection circuit for an intelligent power chip. The invention relates to a novel temperature hysteresis protective circuit, which comprises the output of the temperature overtemperature signal and the temperature hysteresis re opening to prevent the thermal oscillation. Compared with the traditional structure, the invention increases the structure of the subtraction device, plays the function of isolating buffering, enhances the anti-interference ability of the signal, and increases the sensitivity of the circuit. The hysteresis comparator implemented by external positive feedback makes the threshold voltage more accurate and easy to implement. The invention is especially suitable for the protection of high temperature requirements in a power integrated circuit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种用于智能功率芯片的温度迟滞保护电路。
技术介绍
众所周知，智能功率芯片正以其体积小、功耗低、可靠性高等优点，逐渐应用于电机驱动系统中以实现节能环保和紧凑型电机驱动，然而智能功率芯片集成的功率器件通常工作于高压大电流下，具有较大的开关损耗和导通损耗，易使芯片温度上升，而芯片温度的上升，又会增加功率器件的导通电阻，进而导致损耗增加，形成正反馈，严重情况下会造成热失控，导致芯片失效，并严重影响了变频电机驱动系统的可靠性。目前过温保护的种类主要分为：保持行过热保护和迟滞型过热保护。由于迟滞型有效的避免了热振荡的问题，保证了芯片的效率与可靠性，成为了人们最常采用的保护策略。不过在传统的BTJ滞回电路中，存在对温度灵敏度不够、以及工艺要求较高等问题。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于智能功率芯片温度的迟滞保护电路。一种用于智能功率芯片的温度迟滞保护电路，包括带隙基准单元和温度感应与迟滞模块；所述带隙基准单元包括第一绝缘栅双极P型晶体管MP1、第二绝缘栅双极P型晶体管MP2、第三绝缘栅双极P型晶体管MP3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一运算放大器A1、第一电阻R1和第二电阻R2；第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一运算放大器A1的同相输入端接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的漏极，第一运算放大器A1的反相输入端接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的漏极；第一三极管Q1的发射极接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1漏极和第一运算放大器A1同相输入端的连接点，第一三极管Q1的集电极和基极接地；第二三极管Q2的发射极通过第一电阻R1后接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2漏极和第一运算放大器A1反相输入端的连接点，第二三极管Q2的集电极和基极接地；第三三极管Q3的发射极通过第二电阻R2后接第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的漏极，第三三极管Q3的集电极和基极接地；所述温度感应与迟滞模块包括第四绝缘栅双极P型晶体管MP4、第五绝缘栅双极P型晶体管MP5、第一绝缘栅双极N型晶体管MN1、第一比较器A2、第二比较器A3、第三电阻R3、输入电阻Ri、反馈电阻Rf、第一反相器INV1和第二反相器INV2；第四绝缘栅双极P型晶体管MP4的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端，其漏极通过第三电阻R3后接地；第五绝缘栅双极P型晶体管MP5的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的漏极接第五绝缘栅双极P型晶体管MP5的漏极，第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的栅极接第一反相器INV1的输出端，第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的源极通过第三电阻R3后接地；第一比较器A2的同相输入端接第四绝缘栅双极P型晶体管MP4漏极、第三电阻R3和第一绝缘栅双极N型晶体管MN1源极的连接点，第一比较器A2的反相输入端与其输出端互连；第二比较器A3的同相输入端接第三绝缘栅双极P型晶体管MP3漏极和第二电阻R2的连接点，第二比较器A3的反相输入端通过输入电阻Ri后接第一比较器A2的输出端，第二比较器A3的反相输入端还通过反馈电阻Rf后与其输出端互连；第一反相器INV1的输入端接第二比较器A3的输出端，第二反相器INV2的输入端接第一反相器INV1的输出端，第二反相器INV2的输出端为温度迟滞保护电路的输出端。本专利技术总的技术方案，在上述方案中，带隙基准单元包括正温度系数电流产生电路、运算放大器、电流镜以及负温度系数电流产生电路，产生了一个与温度无关的基准电压；所述的温度感应与迟滞模块包括温度感应单元、减法器单元、滞回控制单元，温度感应单元包括正温度系数电流产生电路、电流镜、第三电阻，构成一个与温度正相关的模块，减法器单元包括第一比较器、第二比较器、输入电阻、反馈电阻，使信号既能隔离缓冲、增加负载能力又可以提高电路对温度的灵敏度，滞回控制单元包括第五绝缘栅双极性P型晶体管、第一绝缘栅双极性N型晶体管和第三电阻，通过电流正反馈来产生温度滞回，防止热振荡；其中所述的第三电阻R3由N阱电阻和多晶硅电阻串联组成。负温度系数的N阱电阻和正温度系数的多晶硅电阻相互组合成与温度无关的电阻。本专利技术的有益效果为，与传统的结构比较，本专利技术增加了减法器结构，起到了隔离缓冲的作用，使信号抗干扰能力增强，同时增加了电路灵敏性；外部正反馈实现的迟滞比较器，使阈值电压更加精确，且容易实现；本专利技术尤其适用于功率集成电路中的对温度要求较高的保护。附图说明图1为本专利技术电路结构示意图；图2为本专利技术的减法器结构示意图；图3为本专利技术的拓扑结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术的用于智能功率芯片的温度迟滞保护电路，包括带隙基准单元和温度感应与迟滞模块；所述带隙基准单元包括第一绝缘栅双极P型晶体管MP1、第二绝缘栅双极P型晶体管MP2、第三绝缘栅双极P型晶体管MP3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一运算放大器A1、第一电阻R1和第二电阻R2；第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一运算放大器A1的同相输入端接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的漏极，第一运算放大器A1的反相输入端接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的漏极；第一三极管Q1的发射极接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1漏极和第一运算放大器A1同相输入端的连接点，第一三极管Q1的集电极和基极接地；第二三极管Q2的发射极通过第一电阻R1后接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2漏极和第一运算放大器A1反相输入端的连接点，第二三极管Q2的集电极和基极接地；第三三极管Q3的发射极通过第二电阻R2后接第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的漏极，第三三极管Q3的集电极和基极接地；所述温度感应与迟滞模块包括第四绝缘栅双极P型晶体管MP4、第五绝缘栅双极P型晶体管MP5、第一绝缘栅双极N型晶体管MN1、第一比较器A2、第二比较器A3、第三电阻R3、输入电阻Ri、反馈电阻Rf、第一反相器INV1和第二反相器INV2；第四绝缘栅双极P型晶体管MP4的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端，其漏极通过第三电阻R3后接地；第五绝缘栅双极P型晶体管MP5的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的漏极接第五绝缘栅双极P型晶体管MP5的漏极，第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的栅极接第一反相器INV1的输出端，第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的源极通过第三电阻R3后接地；第一比较器A2的同相输入端接第四绝缘栅双极P型晶体管MP4漏极、第三电阻R3和第一绝缘栅双极N型晶体管MN1源极的连接点，第一比较器A2的反相输入端与其输出端互连；第二比较器A3的同相输入端接第三绝缘栅双极P型晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于智能功率芯片的温度迟滞保护电路，包括带隙基准单元和温度感应与迟滞模块；所述带隙基准单元包括第一绝缘栅双极P型晶体管MP1、第二绝缘栅双极P型晶体管MP2、第三绝缘栅双极P型晶体管MP3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一运算放大器A1、第一电阻R1和第二电阻R2；第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一运算放大器A1的同相输入端接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的漏极，第一运算放大器A1的反相输入端接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的漏极；第一三极管Q1的发射极接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1漏极和第一运算放大器A1同相输入端的连接点，第一三极管Q1的集电极和基极接地；第二三极管Q2的发射极通过第一电阻R1后接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2漏极和第一运算放大器A1反相输入端的连接点，第二三极管Q2的集电极和基极接地；第三三极管Q3的发射极通过第二电阻R2后接第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的漏极，第三三极管Q3的集电极和基极接地；所述温度感应与迟滞模块包括第四绝缘栅双极P型晶体管MP4、第五绝缘栅双极P型晶体管MP5、第一绝缘栅双极N型晶体管MN1、第一比较器A2、第二比较器A3、第三电阻R3、输入电阻Ri、反馈电阻Rf、第一反相器INV1和第二反相器INV2；第四绝缘栅双极P型晶体管MP4的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端，其漏极通过第三电阻R3后接地；第五绝缘栅双极P型晶体管MP5的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的漏极接第五绝缘栅双极P型晶体管MP5的漏极，第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的栅极接第一反相器INV1的输出端，第一绝缘栅双极N型晶体管MN1的源极通过第三电阻R3后接地；第一比较器A2的同相输入端接第四绝缘栅双极P型晶体管MP4漏极、第三电阻R3和第一绝缘栅双极N型晶体管MN1源极的连接点，第一比较器A2的反相输入端与其输出端互连；第二比较器A3的同相输入端接第三绝缘栅双极P型晶体管MP3漏极和第二电阻R2的连接点，第二比较器A3的反相输入端通过输入电阻Ri后接第一比较器A2的输出端，第二比较器A3的反相输入端还通过反馈电阻Rf后与其输出端互连；第一反相器INV1的输入端接第二比较器A3的输出端，第二反相器INV2的输入端接第一反相器INV1的输出端，第二反相器INV2的输出端为温度迟滞保护电路的输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种用于智能功率芯片的温度迟滞保护电路，包括带隙基准单元和温度感应与迟滞模块；所述带隙基准单元包括第一绝缘栅双极P型晶体管MP1、第二绝缘栅双极P型晶体管MP2、第三绝缘栅双极P型晶体管MP3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一运算放大器A1、第一电阻R1和第二电阻R2；第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的源极接电源，其栅极接第一运算放大器A1的输出端；第一运算放大器A1的同相输入端接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1的漏极，第一运算放大器A1的反相输入端接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2的漏极；第一三极管Q1的发射极接第一绝缘栅双极P型晶体管MP1漏极和第一运算放大器A1同相输入端的连接点，第一三极管Q1的集电极和基极接地；第二三极管Q2的发射极通过第一电阻R1后接第二绝缘栅双极P型晶体管MP2漏极和第一运算放大器A1反相输入端的连接点，第二三极管Q2的集电极和基极接地；第三三极管Q3的发射极通过第二电阻R2后接第三绝缘栅双极P型晶体管MP3的漏极，第三三极管Q3的集电极和基极接地；所述温度感应与迟滞模块包括第四绝缘栅双极P型晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：方健，钟皓玥，张波，周泽坤，杨舰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51