用于Buck变换器的过温检测电路及开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种过温检测电路及开关电源，该电路通过带隙基准电路基于供电电源电压生成基准电压，并输出至温度检测电路的控制端，触发温度检测电路工作，并通过其检测端采集Buck变换器的热电压，利用信号比较电路判断热电压是否大于温度检测的临界点对应的临界电压；若大于，则输出高逻辑翻转信号，并通过检测信号输出电路发送至Buck变换器的控制器，以控制所述控制器进行过温控制；若否，则通过检测信号输出电路向Buck变换器的控制器输出低逻辑信号；通过基准电压的控制电路实现对Buck变换器中的温度转换为电压信号的变相检测，并基于检测的结果进行过温控制，解决了由于芯片温度过高而影响控制器正常运作的问题。温度过高而影响控制器正常运作的问题。温度过高而影响控制器正常运作的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于Buck变换器的过温检测电路及开关电源


[0001]本专利技术涉及电源管理
，尤其涉及一种用于Buck变换器的过温检测电路及开关电源。

技术介绍

[0002]近年来，随着电力电子及电子技术的迅猛发展，Buck变换器在计算机、通信、工业自动化、电子或电工仪器等领域应用更加广泛。在Buck变换器中，大功率MOSFET管在技术和应用上也有了更新的突破，由于其高效率，带载能力强等特点，广泛的应用于各种电源管理场景，随着应用场景的多样化，宽压大电流Buck的需要日益增加。由于高压应用下功率管同样需要耐高压，而集成高压MOS（LDMOS）的面积往往与耐压成正比，因此传统宽范围应用的Buck变换器通常仅集成控制器，而将开关功率管置于片外。而外置功率管存在一定的优势，但是其缺点也比较明显，例如功率密度降低，信号检测难实现。
[0003]基于上述的外置功率管的缺点，近年来功率管集成的宽范围应用的Buck产品不断问世，如Linear公司推出的86系列产品，将功率管全集成到芯片以后，转换器的引脚大大减少而功率密度进一步提升。但功率管集成之后，芯片的热问题变得更加敏感，如图1所示，随着负载电流I
load
的增加，功率管的导通损耗急剧增加（~I
load2
R
ds,on
），这些损耗以热的形式在整个芯片上传递，尽管芯片通常具备散热结构，但在某些状态下，芯片的温度依然难以控制。当芯片温度过高时，功率管的导致阻抗R
ds,on
进一步增加，使得芯片进一步发热，这种温度正循环容易导致芯片直接烧毁；另一方面由于整颗芯片共用衬底，太高的芯片温度也容易干扰控制器的正常运作，从而影响转换器正常的电压管理功能。由上所述，精确的检测芯片温度，并输出控制信号是功率管集成Buck变换器的重要功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种用于Buck变换器的过温检测电路及开关电源，以解决现有技术中功率管集成之后，由于整颗芯片共用衬底，而导致芯片温度过高难以控制影响控制器正常运作的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于Buck变换器的过温检测电路，所述过温检测电路包括：带隙基准电路、设有控制端和检测端的温度检测电路、信号比较电路和检测信号输出电路；所述带隙基准电路与所述温度检测电路的控制端连接，用于基于供电电源电压生成基准电压，并输出所述控制端；所述信号比较电路与所述温度检测电路的检测端连接，用于通过采集所述检测端上的热电压，并判断所述热电压是否大于温度检测的临界点对应的临界电压；若是，则输出高逻辑翻转信号，并通过所述检测信号输出电路发送至所述Buck变换器的控制器，以控制所述控制器进行过温控制；若否，则通过所述检测信号输出电路向所述Buck变换器的控制器输出低逻辑信
号。
[0006]可选的，所述温度检测电路包括串联连接的第一三极管、第一电阻和第二电阻，以及与所述第二电阻并联连接的第一电容和第二三极管；所述温度检测电路通过所述第一三极管的基极与所述带隙基准电路连接，以及通过所述二三极管的集电极与所述信号比较电路连接。
[0007]可选的，所述信号比较电路包括第三电阻和比较迟滞电路，所述比较迟滞电路的一端与供电电压连接，另一端与第三电阻连接，所述第三电阻与所述第二三极管的集电极连接；所述比较迟滞电路基于所述Buck变换器的实时工作温度输出比较电压，基于所述比较电压控制所述第二三极管的导通，输出高逻辑翻转信号。
[0008]可选的，所述比较迟滞电路包括第四电阻和第一PMOS管的漏极与所述第三电阻连接；若所述第二三极管的集电极上产生的热电压达到所述临界电压时，所述第一PMOS管关闭，所述第三电阻和所述第四电阻等效串联，并向所述检测信号输出电路输出高逻辑翻转信号。
[0009]可选的，所述检测信号输出电路为第一施密特反相器，所述第一施密特反相器的输入端与所述第二三极管的集电极连接，用于基于所述热电压输出高逻辑信号或者低逻辑信号。
[0010]可选的，所述过温检测电路还包括设置所述检测信号输出电路与所述检测端之间的第一预放大级电路，用于将从所述检测端输出的热电压进行增益放大。
[0011]可选的，所述第一预放大级电路包括第二PMOS管和第五电阻，所述第二PMOS管的源极和栅极与所述信号比较电路并联连接，所述第五电阻与所述第二PMOS管的漏极和所述检测信号输出电路连接后接地。
[0012]可选的，所述过温检测电路还包括设置所述第一预放大级电路与所述检测信号输出电路之间的第二预放大级电路，用于将所述第一预放大级电路输出的信号进行增益放大。
[0013]可选的，所述第二预放大级电路包括第一NMOS管和第六电阻；所述第六电阻一端与供电电压连接，另一端与所述第一NMOS管的漏极和所述检测信号输出电路连接；所述第一NMOS管的栅极与所述第二PMOS管的漏极连接，所述第一NMOS管的源极接地。
[0014]为了解决上述的问题，本专利技术还提供了一种开关电源，所述开关电源包括Buck变换器和如上任一项所述的过温检测电路，所述过温检测电路设于所述Buck变换器的衬底上，用于采集所述衬底上的温度，并基于所述温度输出高逻辑信号或者低逻辑信号，以控制所述Buck变换器中的控制器进行过温控制。
[0015]采用本专利技术实施例，具有如下有益效果：通过对本专利技术提供的过温检测电路的实施，该电路包括带隙基准电路、设有控制端和检测端的温度检测电路、信号比较电路和检测信号输出电路；所述带隙基准电路基于供电电源电压生成基准电压，并输出至温度检测电路的控制端，触发温度检测电路工作，并
通过其检测端采集Buck变换器的热电压，利用信号比较电路判断热电压是否大于温度检测的临界点对应的临界电压；若大于，则输出高逻辑翻转信号，并通过检测信号输出电路发送至Buck变换器的控制器，以控制所述控制器进行过温控制；若否，则通过检测信号输出电路向Buck变换器的控制器输出低逻辑信号；通过基准电压的控制电路实现对Buck变换器中的温度转换为电压信号的变相检测，并基于检测的结果进行过温控制，解决了由于芯片温度过高而影响控制器正常运作的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]其中：图1为本专利技术实施例提供的过温检测电路的一种结构框图；图2为本专利技术实施例提供的过温检测电路的一种结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的过温检测电路的具体电路原理图；图4为本专利技术实施例提供的过温检测电路的仿真波形图；图5为本专利技术实施例提供的开关电源的结构框图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于Buck变换器的过温检测电路，其特征在于，所述过温检测电路包括：带隙基准电路、设有控制端和检测端的温度检测电路、信号比较电路和检测信号输出电路；所述带隙基准电路与所述温度检测电路的控制端连接，用于基于供电电源电压生成基准电压，并输出所述控制端；所述信号比较电路与所述温度检测电路的检测端连接，用于通过采集所述检测端上的热电压，并判断所述热电压是否大于温度检测的临界点对应的临界电压；若是，则输出高逻辑翻转信号，并通过所述检测信号输出电路发送至所述Buck变换器的控制器，以控制所述控制器进行过温控制；若否，则通过所述检测信号输出电路向所述Buck变换器的控制器输出低逻辑信号。2.根据权利要求1所述的过温检测电路，其特征在于，所述温度检测电路包括串联连接的第一三极管、第一电阻和第二电阻，以及与所述第二电阻并联连接的第一电容和第二三极管；所述温度检测电路通过所述第一三极管的基极与所述带隙基准电路连接，以及通过所述二三极管的集电极与所述信号比较电路连接。3.根据权利要求2所述的过温检测电路，其特征在于，所述信号比较电路包括第三电阻和比较迟滞电路，所述比较迟滞电路的一端与供电电压连接，另一端与第三电阻连接，所述第三电阻与所述第二三极管的集电极连接；所述比较迟滞电路基于所述Buck变换器的实时工作温度输出比较电压，基于所述比较电压控制所述第二三极管的导通，输出高逻辑翻转信号。4.根据权利要求3所述的过温检测电路，其特征在于，所述比较迟滞电路包括第四电阻和第一PMOS管的漏极与所述第三电阻连接；若所述第二三极管的集电极上产生的热电压达到所述临界电压时，所述第一PMOS管关闭，所述第三电阻和所述第四电阻等效串联，并向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕强，贺策林，邝建军，明鑫，
申请(专利权)人：深圳市泰德半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：