一种LDO过温保护电路

本发明涉及集成电路，具体为一种ldo过温保护电路。

背景技术：

1、过温保护电路的作用是当电路温度超过电路可正常工作的范围时，自动关闭电路，降低芯片温度，以防止电路因过热而损坏。该保护电路广泛应用于各类集成电路中，用于保障电路及系统可靠稳定工作，防止出现系统损坏并进一步引发火灾等安全事故。

2、过温保护电路需要对温度进行精确测量，而集成电路内部又很难集成精确的温度传感器，所以现有集成电路过温保护技术是通过电路产生一个近似零温漂的电流，该电流通过一定电阻转换为电压信号，然后通过比较器将该电压信号与预设的阈值电压信号进行比较，当温度超过预设的阈值时，触发器会输出一个信号启动自我保护机制。

3、该技术的问题在于如果要得到较为精确的过温保护点，则需要上述零温漂电流与电阻都要比较精确，但是在集成电路中因为集成电路制造工艺的波动的原因，电阻的离散值都比较大，一般来说电阻的绝对值精度在±20％左右，这就导致现有技术的过流保护阈值点离散值较大，过高的过温保护点容易导致芯片已发生损坏而还没有正常保护，短时间内即可能对系统和安全进行造成威胁；而较低的过温保护点也可能导致正常温度范围内即进入误保护状态。这样的问题在可靠性要求较高，工作温度较高的工业级及汽车级芯片中更为明显。在此类要求较高的ldo中，通过改为高精度电阻类型或者增加修调的方式来提高电阻绝对值精度，但都会大幅提高芯片制造成本，基于此，我们研发了一种ldo过温保护电路。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ldo过温保护电路，以解决上述现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种ldo过温保护电路，包括有电阻r0、零温漂电流源电路、pnp三极管q0和比较器，所述电阻r0的一端与零温漂电流源电路的输出端iout0相连，并连接到pnp三极管q0的基极，其另一端连接到电源，所述pnp三极管q0的发射极与电源相连，所述pnp三极管q0的集电极与零温漂电流源电路的一端iout1相连，并与比较器的一个输入端相连，所述比较器的另一个输入端连接有阈值比较信号，所述比较器的输出端作为过温保护信号。

3、作为本发明所述的ldo过温保护电路的一种优选方案，所述零温漂电流源电路包括有pnp三极管q1、pnp三极管q2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、运放op0、pmos管m0、pmos管m1、pmos管m2、nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5，其中，

4、所述pnp三极管q1的基极与集电极相连，并连接到地，集电极连接到电阻r1的一端，所述pnp三极管q2的基极与集电极相连，并连接到地，集电极连接到电阻r3的一端，所述电阻r2的一端连接到地，另一端连接到运放op0的正输入端，所述电阻r3的一端连接到地，另一端连接到运放op0的负输入端，所述运放op0的正输入端分别连接到电阻r1和电阻r2的一端，以及pmos管m0的漏端，所述运放op0的负输入端分别连接到pnp三极管q2的发射极，以及电阻r3的一端，所述运放op0的输出端分别与pmos管m0、pmos管m1和pmos管m2的栅端相连，所述pmos管m0、pmos管m1和pmos管m2的源端均与电源相连，所述nmos管m3的漏端与源端短接，并连接至pmos管m2的漏端，所述nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5的栅端连接在一起，且源端连接到地。

5、作为本发明所述的ldo过温保护电路的一种优选方案，所述pnp三极管q1与pnp三极管q2的数量之比n:1，n可以但不限于为4。

6、作为本发明所述的ldo过温保护电路的一种优选方案，所述pmos管m0、pmos管m1和pmos管m2的宽长比之比可以但不限于为1:1:1。

7、作为本发明所述的ldo过温保护电路的一种优选方案，所述nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5的宽长比之比可以但不限于为1:1:1。

8、作为本发明所述的ldo过温保护电路的一种优选方案，在所述零温漂电流源电路中，所述运放op0用来确保输入端的电压平衡，使得运放op0的正负输入端vp＝vn，由于r2＝r3，流过电阻r2和电阻r3的电流相等，即为

9、ir2＝ir3 (1)；

10、由于所述pmos管m0与pmos管m1的宽长比之比为1:1，可得

11、idm0＝idm1 (2)；

12、公式(2)-公式(1)，获得电流源的输出电流为

13、iq1＝idm0-ir2＝idm1-ir3＝iq2；

14、由于所述pnp三极管q1与pnp三极管q2的数量之比为n:1，根据三极管原理

15、vr0＝vbeq2-vbeq1＝δvbe＝ln(n)·vt；

16、其中(k为玻尔兹曼常数，t为热力学温度，q为电子电荷)，可得

17、

18、

19、根据三极管物理特性，公式(3)为与温度成正比的ptat电流源，公式(4)为与温度成负比的ntat电流源，适当选择电阻r1和r2的电阻比例关系，可得零温度系数的电流源为

20、

21、假设r2＝β·r1，则idm1为

22、

23、零温度电流源输出电流为

24、

25、作为本发明所述的ldo过温保护电路的一种优选方案，若所述电阻r0与电阻r1和电阻r2为相同类型电阻，且r0＝k·r1，则

26、

27、与现有技术相比，本发明提供了一种ldo过温保护电路，通过设计的零温漂电流源与电流-电压转换电路，其过温保护阈值点不随电阻绝对值的变化而变化具有结构简单，过流保护点精准受控的特点，解决了传统过温保护电路，因集成电路工艺制造所造成的电阻绝对值偏移带来的过温保护阈值点离散性大的问题，在工业级或车用芯片中保持产品过温保护点的一致性，从而提高电路和系统的可靠性和鲁棒性。

技术特征：

1.一种ldo过温保护电路，其特征在于，包括有电阻r0、零温漂电流源电路、pnp三极管q0和比较器，所述电阻r0的一端与零温漂电流源电路的输出端iout0相连，并连接到pnp三极管q0的基极，其另一端连接到电源，所述pnp三极管q0的发射极与电源相连，所述pnp三极管q0的集电极与零温漂电流源电路的一端iout1相连，并与比较器的一个输入端相连，所述比较器的另一个输入端连接有阈值比较信号，所述比较器的输出端作为过温保护信号。

2.根据权利要求1所述的一种ldo过温保护电路，其特征在于：所述零温漂电流源电路包括有pnp三极管q1、pnp三极管q2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、运放op0、pmos管m0、pmos管m1、pmos管m2、nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5，其中，

3.根据权利要求2所述的一种ldo过温保护电路，其特征在于：所述pnp三极管q1与pnp三极管q2的数量之比n:1，n可以但不限于为4。

4.根据权利要求3所述的一种ldo过温保护电路，其特征在于：所述pmos管m0、pmos管m1和pmos管m2的宽长比之比可以但不限于为1:1:1。

5.根据权利要求4所述的一种ldo过温保护电路，其特征在于：所述nmos管m3、nmos管m4和nmos管m5的宽长比之比可以但不限于为1:1:1。

6.根据权利要求5所述的一种ldo过温保护电路，其特征在于：在所述零温漂电流源电路中，所述运放op0用来确保输入端的电压平衡，使得运放op0的正负输入端vp＝vn，由于r2＝r3，流过电阻r2和电阻r3的电流相等，

7.根据权利要求6所述的一种ldo过温保护电路，其特征在于：若所述电阻r0与电阻r1和电阻r2为相同类型电阻，且r0＝k·r1，则

技术总结本发明公开了一种LDO过温保护电路，包括有电阻R0、零温漂电流源电路、PNP三极管Q0和比较器，所述电阻R0的一端与零温漂电流源电路的输出端IOUT0相连，并连接到PNP三极管Q0的基极，其另一端连接到电源，所述PNP三极管Q0的发射极与电源相连，所述PNP三极管Q0的集电极与零温漂电流源电路的一端IOUT1相连。该LDO过温保护电路，通过设计的零温漂电流源与电流‑电压转换电路，其过温保护阈值点不随电阻绝对值的变化而变化具有结构简单，过流保护点精准受控的特点，解决了传统过温保护电路，因集成电路工艺制造所造成的电阻绝对值偏移带来的过温保护阈值点离散性大的问题，在工业级或车用芯片中保持产品过温保护点的一致性，从而提高电路和系统的可靠性和鲁棒性。技术研发人员：张天舜受保护的技术使用者：江苏信息职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/7/29