本發明專利技術涉及高邊開關技術領域,公開了一種過溫檢測電路和高邊開關，過溫檢測電路包括電阻R1、電流源IREF1、電流源IREF2、比較器Comp1、比較器Comp2、用于檢測高邊開關的功率管溫度的二極管D1和放置于芯片外圍的二極管D2；在實際使用時，過溫檢測電路通過二極管D1、電流源IREF1和比較器Comp1實現了功率管的溫度檢測，通過電阻R1、二極管D2、比較器Comp2和電流源IREF2實現了芯片內外溫度差檢測，從而只通過一個過溫檢測電路就能實現兩種需求的溫度檢測。
1、智能高邊功率開關即高邊開關是智能功率集成電路的典型應用之一，其在簡單的開關結構基礎上增加了更多功能，用于代替傳統的觸電式斷路器、熱繼電器、機電斷路器等元件，避免了傳統元件帶來的電弧、觸頭磨損和熔焊等問題，其具體的應用圖如圖1所示，其中圖1中的虛線框區域為高邊開關的結構，集成有驅動電路、控制電路、檢測與保護電路和功率器件；
2、對于圖1電路，在實際使用時，輸入信號in通過接口電路轉變為芯片內部電平信號，在由邏輯控制電路控制驅動電路打開功率管m100，使out端電壓上升至接近電源電壓vbb的值，電源電壓vbb對負載進行供電，期間檢測與保護電路檢測功率管m100的過溫、過壓等情況，并在非正常工作情況發生時及時對功率管m100進行保護。
3、對于高邊開關，過溫檢測和保護是必要的重點功能之一，它能夠及時檢測功率管m100的工作溫度，在工作溫度升高到影響功率管m100的正常工作與可靠性之前將溫度信號轉換為電信號傳遞給邏輯控制電路，邏輯控制電路再調整驅動電路，使功率管m100迅速關斷從而降低溫度。
4、現有過溫檢測和保護的電路大多利用正偏pn結的導通電壓的溫度特性與一個基準電壓進行比較，以此實現檢測。在檢測過程中，控制流過pn結的電流不變，當溫度升高時，正偏pn結兩端的導通壓降降低；當導通壓降降低，比較器輸入電壓升高，且檢測點電壓高于基準電壓時，觸發比較器輸出結果翻轉，進而將過溫信號傳遞給邏輯控制電路，其原理如圖2所示。
>5、在圖2中，流過二極管d1的電流由電流源iref決定，其不隨溫度改變，根據正偏pn結的電流公式：，可以反推正向導通壓降公式：；其中i即為電流源iref，k為玻爾茲曼常數，q為元電荷量，is為反向飽和電流，通常溫度下正向導通壓降表現為負溫特性。溫度升高使二極管d1兩端壓降降低，a點電壓va升高，va電壓大基準參考電壓vref時，過溫保護觸發，比較器輸出由高變低，并將電壓信號傳輸給邏輯控制電路。6、對于圖2所示電路的檢測方式，其也稱為絕對溫度情況下的過溫保護，即檢測二極管d1的溫度高到一個絕對溫度閾值時觸發過溫保護，這就要求檢測二極管d1必須靠近功率器件，才能夠準確地反映功率器件的工作溫度，同時可以避免熱傳遞帶來的過溫關斷延時。
7、另外在高邊開關的實際使用中，影響高邊功率開關可靠性的不僅僅是功率器件工作的絕對溫度，芯片內外部的溫差同樣能夠造成電路系統整體的工作失效。隨著集成電路工藝技術的發展，現如今高邊功率開關的功率密度很高，瞬間的浪涌或者是負載短路情況都會導致功率器件的溫度迅速上升，且由于硅材料的導熱性隨溫度升高而下降，產生了熱傳遞的正反饋，功率器件的快速發熱會導致芯片內外產生很大的溫度梯度，進而形成較大的熱機械應力，由于不同材料的熱膨脹系數不匹配，使得熱機械應力更容易作用在不同材料的界面處。當熱機械應力超過一定水平，就會導致界面處的剝落分層。同時還可能會導致內部金屬結構的改變以及功率金屬（bonding材料）的退化，共同導致高邊功率開關的可靠性與壽命，因此只對絕對溫度進行檢測和并不能完全解決高邊功率開關的溫度保護問題。
技術實現思路
1、鑒于
技術介紹
的不足，本專利技術是提供了一種過溫檢測電路和高邊開關，所要解決的技術問題是現有用于高邊開關的過溫檢測電路只能進行功率管的絕對溫度檢測，不能進行芯片內外溫差的溫度檢測保護。
2、為解決以上技術問題，第一方面，本專利技術提供了如下技術方案：一種過溫檢測電路，包括電阻r1、電流源iref1、電流源iref2、比較器comp1、比較器comp2、用于檢測高邊開關的功率管溫度的二極管d1和放置于芯片外圍的二極管d2；
3、二極管d1的陽極和二極管d2的陽極用于接入電源vcc；
4、二極管d1的陰極分別與電阻r1一端和比較器comp1的負輸入端電連接，比較器comp1的正輸入端用于輸入基準電壓vref；
5、二極管d2的陰極分別與比較器comp2的正輸入端和電流源iref2電連接；
6、電阻r1另一端分別與電流源iref1和比較器comp2的負輸入端電連接。
7、在第一方面的某種實施方式中，本專利技術還包括閾值電流產生電路，所述閾值電流產生電路與電阻r1兩端電連接，用于產生從電阻r1一端流出的電流i1和輸入到電阻r1另一端的電流i2。
8、在第一方面的某種實施方式中，所述電流i1和電流i2相等，電流i1和電流i2均與高邊開關的功率管的源漏壓差成正比。
9、在第一方面的某種實施方式中，所述閾值電流產生電路包括mos管m12-mos管m18和電阻r2；
10、mos管m12的源極、mos管m13的源極、mos管m17的源極和mos管m18的源極均與電源vcc電連接，mos管m12的柵極分別與mos管m13的柵極、mos管m12的漏極和mos管m11的源極電連接，mos管m11的柵極用于輸入控制信號in_n，mos管m11的漏極通過電阻r2與高邊開關的功率管的輸出端電連接；
11、mos管m13的漏極分別與mos管m14的漏極、mos管m14的柵極、mos管m15的柵極和mos管m16的柵極電連接，mos管m14的源極、mos管m15的源極和mos管m16的源極均接地；
12、mos管m15的漏極分別與mos管m17的漏極、mos管m17的柵極和mos管m18的柵極電連接；mos管m16的漏極與電阻r1一端電連接，mos管m18的漏極與電阻r1另一端電連接。
13、在第一方面的某種實施方式中，本專利技術還包括電流調整電路，所述電流調整電路與所述電阻r1兩端電連接，用于調整流過電阻r1的電流大小。
14、在第一方面的某種實施方式中，所述電流調整電路包括mos管m1-mos管m10和電流源iref3；
15、所述mos管m9的源極和mos管m10的源極均與電源vcc電連接，mos管m9的柵極分別與mos管m10的柵極、mos管m9的漏極和mos管m8的漏極電連接，mos管m10的漏極與電阻r1另一端電連接，mos管m6的漏極與電阻r1一端電連接；
16、mos管m6的柵極與mos管m8的柵極電連接，用于輸入控制信號abc_otp_n，控制信號abc_otp_n與比較器comp1的輸出信號為相反的兩種信號；
17、mos管m6的源極與mos管m5的漏極電連接，mos管m8的源極與mos管m7的漏極電連接，mos管m5的柵極與mos管m7的柵極電連接，用于輸入比較器comp2的輸出信號dyn_otp，mos管m5的源極與mos管m2的漏極電連接，mos管m7的源極與mos管m3的漏極電連接，mos管m1的源極、mos管m2的源極、mos管m3的源極和mos管m4的源極均接地，mos管m1的柵極分別與mos管m2的柵極、mos管m3的柵極、mos管m4的柵極、mos管本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種過溫檢測電路，其特征在于，包括電阻R1、電流源IREF1、電流源IREF2、比較器Comp1、比較器Comp2、用于檢測高邊開關的功率管溫度的二極管D1和放置于芯片外圍的二極管D2；
2.根據權利要求1所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，還包括閾值電流產生電路，所述閾值電流產生電路與電阻R1兩端電連接，用于產生從電阻R1一端流出的電流I1和輸入到電阻R1另一端的電流I2。
3.根據權利要求2所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述電流I1和電流I2相等，電流I1和電流I2均與高邊開關的功率管的源漏壓差成正比。
4.根據權利要求3所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述閾值電流產生電路包括MOS管M12-MOS管M18和電阻R2；
5.根據權利要求4所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，還包括電流調整電路，所述電流調整電路與所述電阻R1兩端電連接，用于調整流過電阻R1的電流大小。
6.根據權利要求5所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述電流調整電路包括MOS管M1-MOS管M10和電流源IREF3；
7.根據權利要求6所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述比較器Coomp1包括MOS管M19-MOS管M29、反相器INV1和反相器INV2；
8.根據權利要求7所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述MOS管M24、MOS管M25和MOS管M26的長度相同，所述MOS管M25和MOS管M26的寬度之和與MOS管M24的寬度相同。
9.根據權利要求6-8任一項所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述比較器Coomp2包括MOS管M30-MOS管M37、反相器INV3和反相器INV4；
10.?一種高邊開關，其特征在于，包括權利要求1-9任一項所述的過溫檢測電路，還包括接口電路、邏輯控制電路、驅動電路和功率管，所述邏輯控制電路與接口電路電連接，通過接口電路傳入的控制信號控制驅動電路驅動功率管導通，所述邏輯控制電路與所述過溫檢測電路的比較器Comp1的輸出端和比較器Comp2的輸出端電連接，基于所述?比較器Comp1的輸出信號和比較器Comp2的輸出信號通過驅動電路控制功率管關斷。
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【技術特征摘要】
1.一種過溫檢測電路，其特征在于，包括電阻r1、電流源iref1、電流源iref2、比較器comp1、比較器comp2、用于檢測高邊開關的功率管溫度的二極管d1和放置于芯片外圍的二極管d2；
2.根據權利要求1所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，還包括閾值電流產生電路，所述閾值電流產生電路與電阻r1兩端電連接，用于產生從電阻r1一端流出的電流i1和輸入到電阻r1另一端的電流i2。
3.根據權利要求2所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述電流i1和電流i2相等，電流i1和電流i2均與高邊開關的功率管的源漏壓差成正比。
4.根據權利要求3所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述閾值電流產生電路包括mos管m12-mos管m18和電阻r2；
5.根據權利要求4所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，還包括電流調整電路，所述電流調整電路與所述電阻r1兩端電連接，用于調整流過電阻r1的電流大小。
6.根據權利要求5所述的一種過溫檢測電路，其特征在于，所述電流調整電路包括mos管m1-mos管m10和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚在超，王可攀，羅寅，丁國華，
申請(專利權)人：蘇州鍇威特半導體股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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