具有过温保护功能的温度传感器电路及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种具有过温保护功能的温度传感器电路及其驱动方法，涉及微电子技术领域，包括：参考电平生成模块；阈值温度选择逻辑模块；阈值温度选择模块，与参考电平生成模块和阈值温度选择逻辑模块均电连接，阈值温度选择模块响应于不同的控制逻辑信号传输不同的参考电压；PTAT电压基准源模块，用于输出基准电压；过温告警输出模块，包括比较器，比较器的同相端与PTAT电压基准源模块电连接，用于比较参考电压与基准电压的大小，并根据比较结果向过温告警端输出过温告警信号；实时温度监测模块，用于输出芯片内实时温度。本发明专利技术能够提高温度传感器电路的可编程性，同时能够改善电路复杂度和运行稳定性。复杂度和运行稳定性。复杂度和运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
具有过温保护功能的温度传感器电路及其驱动方法


[0001]本专利技术属于微电子
，具体涉及一种具有过温保护功能的温度传感器电路及其驱动方法。

技术介绍

[0002]在高压高功率芯片以及其它对工作温度有较高要求的芯片中，为了确保芯片能够安全正常工作，通常需要过温保护电路。当芯片温度高过某一个阈值温度时，过温保护电路就会关断芯片中大功率电路或者降低输出功率，待芯片温度降到过温保护的低阈值温度时再开启相应的电路或者关断功率限制，进而达到片内温度保护的功能。
[0003]现有技术中，芯片中的过温保护电路普遍都是设定恒定的阈值温度，不能根据实际工作环境供用户选择；其常用的基于二极管接法的三极管基极发射极电压设定的过温保护电路，温度特性具有高阶影响因子，温度曲线呈现非线性变化特点，导致通过电压变化跟随温度变化非常困难；而基于三极管基极发射极压差设定的过温保护电路面积大，电路更加复杂，操控更加困难。
[0004]因此，亟需改善芯片中过温保护电路的灵活性，以及电路的复杂性。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有过温保护功能的温度传感器电路及其驱动方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种具有过温保护功能的温度传感器电路，包括：
[0007]参考电平生成模块，用于生成不同的参考电压，且不同的参考电压对应不同的温度；
[0008]阈值温度选择逻辑模块，用于根据用户自定义的过温保护参数输出控制逻辑信号；
[0009]阈值温度选择模块，与参考电平生成模块和阈值温度选择逻辑模块均电连接，阈值温度选择模块响应于不同的控制逻辑信号传输不同的参考电压；
[0010]PTAT电压基准源模块，用于输出基准电压，基准电压与芯片内温度成正相关；
[0011]过温告警输出模块，包括比较器，比较器的同相端与PTAT电压基准源模块电连接，用于输入所述基准电压，比较器的反相端与阈值温度选择模块电连接，用于输入参考电压；比较器用于比较参考电压与基准电压的大小，并根据比较结果输出过温告警信号；
[0012]实时温度监测模块，包括依次连接的单位增益运算放大器、模数转换器和第一LOGIC，单位增益运算放大器的同相端与PTAT电压基准源模块电连接，单位增益运算放大器的反相端与其输出端电连接，单位增益运算放大器的输出端与模数转换器的输入端电连接，模数转换器的输出端与第一LOGIC的输入端电连接，第一LOGIC的输出端用于输出芯片内实时温度。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种具有过温保护功能的温度传感器电路的驱动方法，包
括：
[0014]参考电平生成模块生成不同的参考电压，其中，不同的参考电压对应不同的温度；
[0015]阈值温度选择逻辑模块根据用户自定义的过温保护参数输出控制逻辑信号；
[0016]阈值温度选择模块接收参考信号，响应于不同的控制逻辑信号传输不同的参考电压，并将其传输至比较器的反相端；
[0017]PTAT电压基准源模块输出基准电压，并将其传输至比较器的同相端和单位增益运算放大器的同相端；
[0018]过温告警输出模块的比较器将基准电压与参考电压进行比较，并根据比较结果输出过温告警信号；
[0019]实时温度监测模块的单位增益运算放大器接收基准电压，并通过模数转换器和第一LOGIC，转换成对应的芯片内温度，以实时监测。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术提供的一种具有过温保护功能的温度传感器电路及其驱动方法，包括参考电平生成模块、阈值温度选择逻辑模块、阈值温度选择模块、PTAT电压基准源模块、过温告警输出模块和实时温度监测模块；其中，过温保护功能主要结合芯片外部工作环境选择合适的阈值温度，利用PTAT电压基准源模块输出的基准电压具有高线性的特点，比较基准电压与参考电压的大小，并根据比较结果输出过温告警信号；其中，通过参考电平生成模块生成的参考电压，不同的参考电压对应不同的温度，其包括阈值温度和限制温度，阈值温度减去限制温度为迟滞温度，采用芯片内实时温度回落至限制温度的降温方案，能够有效的限制片内温度反复触发过温保护导致的电路功能异常；其中，PTAT电压基准源模块的线性电压温度特性，具有更好的PVT特性和线性度，还具有更简单的方程表达，和在温度尺度上更小的分辨率，便于设计温度传感器计算逻辑模块，提高温度传感器精确度；此外，本实施例中还设置有实时温度监测模块，能够将PTAT电压基准源模块输出的高线性的基准电压进行解算，获取芯片内实时温度，达到监测的效果；采用本实施例提供的具有过温保护功能的温度传感器电路，既能提高了整体电路运行稳定性，又能很好的通过外部逻辑电路接口与自动化设备结合，很大程度减小芯片外部电路设计难度。
[0022]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例提供的具有过温保护功能的温度传感器电路的一种结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例提供的具有过温保护功能的温度传感器电路的另一种结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例提供的PTAT电压基准源模块40的一种结构示意图；
[0026]图4是本专利技术实施例提供的具有过温保护功能的温度传感器电路驱动方法的一种流程图；
[0027]图5是本专利技术实施例提供的过温告警端TEMP_ALM输出信号的一种示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0029]请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的具有过温保护功能的温度传感器电路的一种结构示意图，本申请所提供的一种具有过温保护功能的温度传感器电路，包括：
[0030]参考电平生成模块10，用于生成不同的参考电压，且不同的参考电压对应不同的温度；
[0031]阈值温度选择逻辑模块20，用于根据用户自定义的过温保护参数输出控制逻辑信号；
[0032]阈值温度选择模块30，与参考电平生成模块10和阈值温度选择逻辑模块20均电连接，阈值温度选择模块30响应于不同的控制逻辑信号传输不同的参考电压；
[0033]PTAT电压基准源模块40，用于输出基准电压，基准电压与芯片内温度成正相关；
[0034]过温告警输出模块50，包括比较器51，比较器51的同相端与PTAT电压基准源模块40电连接，用于输入基准电压，比较器51的反相端与阈值温度选择模块30电连接，用于输入参考电压；比较器51用于比较参考电压与基准电压的大小，并根据比较结果输出过温告警信号；
[0035]实时温度监测模块60，包括依次连接的单位增益运算放大器61、模数转换器62和第一LOGIC63，单位增益运算放大器61的同相端与PTAT电压基准源模块40电连接，单位增益运算放大器61的反相端与其输出端电连接，单位增益运算放大器61的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有过温保护功能的温度传感器电路，其特征在于，包括：参考电平生成模块，用于生成不同的参考电压，且不同的参考电压对应不同的温度；阈值温度选择逻辑模块，用于根据用户自定义的过温保护参数输出控制逻辑信号；阈值温度选择模块，与所述参考电平生成模块和所述阈值温度选择逻辑模块均电连接，所述阈值温度选择模块响应于不同的所述控制逻辑信号传输不同的所述参考电压；PTAT电压基准源模块，用于输出基准电压，所述基准电压与芯片内温度成正相关；过温告警输出模块，包括比较器，所述比较器的同相端与所述PTAT电压基准源模块电连接，用于输入所述基准电压，所述比较器的反相端与所述阈值温度选择模块电连接，用于输入参考电压；所述比较器用于比较所述参考电压与所述基准电压的大小，并根据比较结果输出过温告警信号；实时温度监测模块，包括依次连接的单位增益运算放大器、模数转换器和第一LOGIC，所述单位增益运算放大器的同相端与所述PTAT电压基准源模块电连接，所述单位增益运算放大器的反相端与其输出端电连接，所述单位增益运算放大器的输出端与所述模数转换器的输入端电连接，所述模数转换器的输出端与第一LOGIC的输入端电连接，所述第一LOGIC的输出端用于输出芯片内实时温度。2.根据权利要求1所述的具有过温保护功能的温度传感器电路，其特征在于，所述参考电平生成模块包括第一运算放大器、第一晶体管和多个串联的电阻，所述第一运算放大器的同相端电连接外部参考电压，所述第一运算放大器的反相端与所述第一晶体管的源端电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第一晶体管的栅端电连接，所述第一晶体管的漏端电连接第一电压信号端，所述第一晶体管的源端还与所述电阻电连接，所述电阻还电连接第二电压信号端；所述外部参考电压经过不同数量的所述电阻输出不同的参考电压。3.根据权利要求1所述的具有过温保护功能的温度传感器电路，其特征在于，所述阈值温度选择逻辑模块包括第二LOGIC和与所述第二LOGIC电连接的寄存器，所述第二LOGIC用于输出控制逻辑信号，并传输至所述寄存器。4.根据权利要求1所述的具有过温保护功能的温度传感器电路，其特征在于，所述过温告警输出模块还包括第一反相器和第二反相器，所述第一反相器和所述第二反相器串联于所述比较器的输出端与所述过温告警端之间；其中，所述比较器的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：励勇远，陈俊英，过伟，朱光前，钱力波，朱樟明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学重庆集成电路创新研究院，
类型：发明
国别省市：