一種穩(wěn)壓管及其過熱保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種穩(wěn)壓管及其過熱保護(hù)電路，公開了一種過熱保護(hù)電路，用于以功率三極管作為輸出的集成器件，包括測溫單元和控制單元。此外，本實(shí)用新型還公開了一種集成穩(wěn)壓管，用于穩(wěn)壓電路，包括調(diào)整管、恒流源和如上所述的過熱保護(hù)電路，本實(shí)用新型利用三極管的結(jié)溫升作為測溫元件，讓它們靠近調(diào)整管，從而反映調(diào)整管的溫升情況。當(dāng)調(diào)整管溫升超過允許值時，測溫三極管啟動一個電路，減小其電流，使芯片溫度下降至安全值，鏡像電流源確保輸出電流穩(wěn)定。
【專利說明】 一種穩(wěn)壓管及其過熱保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種保護(hù)電路，尤其是一種用于集成穩(wěn)壓管的過熱保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各式各樣的電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，根據(jù)其不同用途對其供電系統(tǒng)的要求也不同。芯片損壞的重要原因之一是長期通過過大電流而引起結(jié)溫超過允許值。在集成穩(wěn)壓管中，調(diào)整管由兩個功率三極管構(gòu)成，作為輸出的功率三極管，其PN結(jié)會因工作時間長而發(fā)熱，其結(jié)溫決定芯片的溫度。集成穩(wěn)壓管的保護(hù)電路對提高穩(wěn)壓器的使用壽命、工作穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。但是目前許多以功率三極管作為輸出的集成器件都不具備這種保護(hù)電路，例如穩(wěn)壓管LM7805中就缺少一種過熱保護(hù)電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型一方面提供一種過熱保護(hù)電路，用于以功率三極管作為輸出的集成器件，其特征在于:包括:
[0004]測溫單元，耦接于外部功率三極管，以調(diào)整流過功率三極管的電流；
[0005]控制單元，耦接于測溫單元，以控制測溫單元動作。
[0006]所述的過熱保護(hù)電路(I)由測溫單元(10)和控制單元(11)組成。其電路原理圖如圖1所示。
[0007]所述的測溫單元(10)由第四電阻(R4)和第二 NPN三極管(T2)構(gòu)成，所述的第四電阻(R4)的一端耦接于第三電阻(R3)，另一端耦接于外部輸出端(Uo)，所述的第二 NPN三極管(T2)的基極耦接于第四電阻(R4)，發(fā)射極耦接于外部輸出端，集電極耦接于恒流源的輸出端。
[0008]所述的控制單元(11)由第一電阻(R1)，穩(wěn)壓管(Dzl)，第二電阻(R2)，第一 NPN三極管(Tl)和第三電阻(R3)構(gòu)成。所述的第一電阻(Rl)的一端耦接于外部輸入端(Ui)，另一端耦接于穩(wěn)壓管(Dzl)的陰極，所述的第二電阻(R2)的一端耦接于外部輸入端(Ui)，另一端耦接于第一 NPN三極管(Tl)的集電極，所述的第一 NPN三極管(Tl)的基極耦接于第一電阻(Rl)與穩(wěn)壓管(Dzl)的陰極之間，所述的第三電阻(R3)的一端耦接于第一 NPN三極管(Tl)的發(fā)射極。
[0009]本實(shí)用新型另一方面提供一種集成穩(wěn)壓管，其電路原理圖如圖2所示，包括上述的過熱保護(hù)電路(I)、調(diào)整管(2)和恒流源(3)，所述的恒流源(2)為鏡像電流源，其電路原理圖如圖3所示。
[0010]所述的調(diào)整管(2 )由第三NPN三極管(T3 )、第四NPN三極管(T4)和第五電阻(R5 )構(gòu)成，所述的第三NPN三極管(T3)的基極耦接于鏡像電流源的輸出端與第二 NPN三極管(T2)的集電極之間，其集電極耦接于外部輸入端(Ui)，所述的第四NPN三極管(T4)的基極耦接于第三NPN三極管(T3)的發(fā)射極，其集電極耦接于外部輸入端(Ui)，所述的第五電阻(R5)的一端耦接于第四NPN三極管(T4)的發(fā)射極，另一端耦接于外部輸出端。
[0011]所述的鏡像電流源(3)由第六電阻(R6)、第五NPN三極管(T5)和第六NPN三極管(Τ6)構(gòu)成,所述的第六電阻(R6)的一端稱接于外部輸入端(Ui),另一端稱接于第五NPN三極管(Τ5)的集電極，所述的第五NPN三極管(Τ5)的集電極耦接于其基極，其發(fā)射極接地，所述的第六NPN三極管(Τ6)的基極耦接于第五NPN三極管(Τ5)的基極，其發(fā)射極接地。
[0012]當(dāng)調(diào)整管長期工作，溫度升高，控制單元控制測溫單元動作，對調(diào)整管進(jìn)行分流，因?yàn)镼=I~2*Rt，所以調(diào)整管產(chǎn)生的熱量降低，所述的集成穩(wěn)壓管的溫度也隨之降低，其具備以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單，防護(hù)功能齊全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的過熱保護(hù)電路原理圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的集成穩(wěn)壓管的部分電路原理圖；
[0015]圖3為鏡像電流源的電路原理圖。
[0016]圖中:1、熱保護(hù)電路；10、測溫單元；11、控制單元；2、調(diào)整管；3、鏡像電路源；R1、第一電阻；R2、第二電阻；R3、第三電阻；R4、第四電阻；R5、第五電阻；R6、第六電阻；T1、第一 NPN三極管；Τ2、第二 NPN三極管；Τ3、第三NPN三極管；Τ4、第四NPN三極管；Τ5、第五NPN三極管；Τ6、第六NPN三極管；Dzl、穩(wěn)壓管；U1、外部輸入端；Uo、外部輸出端。

【具體實(shí)施方式】
[0017]在圖1所示的電路中，這里的測溫單元(10)、控制單元(11)與外部功率三極管集成到一個芯片內(nèi)，其中第四電阻(R4)與第二 NPN三極管(T2)為測溫元件，它們與第一電阻(Rl )，第三電阻(R3)和穩(wěn)壓管(Dzl)組成芯片過熱保護(hù)電路。第二 NPN三極管(T2)b-e間電壓為Ube2=Ur4=(R4/(R3+R4))*(Uzl-Ubel),其中穩(wěn)壓管(Dzl)具有正溫度系數(shù)(溫度升高，穩(wěn)壓管Dzl陰極電位升高)，而三極管b-e間電壓具有負(fù)溫度系數(shù)(溫度升高，第二NPN三極管的基極導(dǎo)通電壓降低)。芯片未過熱時，第二 NPN三極管(T2)截止。當(dāng)芯片溫度上升時，Uzl增大，Ubel減小，S卩(Uzl-Ubel)增大，而第二 NPN三極管(T2)的b_e間的開啟電壓(Uon)卻減小。當(dāng)芯片溫度上升到一定數(shù)值(通常在150?175°C)時，T2導(dǎo)通，對功率三極管的基極分流，輸出電流減小，功率三極管的功耗下降，使芯片溫度被限制在一定數(shù)值下。
[0018]在圖2所示電路中，其中第四電阻(R4)、第二 NPN三極管(T2)、第一電阻(R1)、第三電阻(R3)和穩(wěn)壓管(Dzl)組成穩(wěn)壓器件的過熱保護(hù)電路。如上述所描述，第二 NPN三極管(T2)b-e間電壓為Ube2=Ur4=(R4/(R3+R4))* (Uzl-Ubel),其中穩(wěn)壓管(Dzl)具有正溫度系數(shù)，而三極管b-e間電壓具有負(fù)溫度系數(shù)。當(dāng)穩(wěn)壓器件未過熱時，第二 NPN三極管(T2)截止。當(dāng)穩(wěn)壓器件溫度上升時，Uzl增大，Ubel減小，即(Uzl-Ubel)增大，而第二 NPN三極管(T2)的b-e間的開啟電壓(Uon)卻減小。當(dāng)穩(wěn)壓器件溫度上升到一定數(shù)值時，T2導(dǎo)通，鏡像電流源提供一部分電流至第二 NPN三極管(T2)，導(dǎo)致分在第三NPN三極管(T3)的基極電流減小，從而導(dǎo)致第三NPN三極管(T3)發(fā)射極電流減小，而其發(fā)射極電流作為第四NPN三極管(T4)的基極電流，同理導(dǎo)致第四NPN三極管(T4)的集電極電流成倍下降，Q=I~2*Rt,所以調(diào)整管的功耗整體下降，其所產(chǎn)生的熱量降低。
[0019]在圖3所示的電路中，鏡像電流源由兩只特性完全相同的第五NPN三極管(T5)和第六NPN三極管(T6)構(gòu)成，由于第五NPN三極管(T5)的管壓降Uceo與其b_e間電壓Ubeo相等，從而保證第五NPN三極管(T5)工作在放大狀態(tài)，而不可能進(jìn)入飽和狀態(tài)，故其集電極電流Ic5=0 5*Ib5，圖中第五NPN三極管(T5)和第六NPN三極管(T6)的b_e間電壓相等，故它們的基極電流Ib5=Ib6=Ib,而由于電流放大系數(shù)β 5=β 6=β ,故集電極電流Ic5=Ic6=Ic=i3*Ib?？梢姡捎陔娐返倪@種特殊接法，使Ic6和Ic5呈鏡像關(guān)系，第六電阻(R6)中的電流為基準(zhǔn)電流，其表達(dá)式為Ir= (Vcc-Ube)/R6=Ic+2*Ib=Ic+2*Ic/0。所以集電極電流Ic= ( β / ( β+2) ) *Ir。當(dāng)β遠(yuǎn)大于2時,輸出電流Ic6 ^ Ir= (Vcc-Ube)/R6。當(dāng)Vcc與第六電阻(R6)的數(shù)值一定時，Ic6也就隨之確定，并且穩(wěn)定輸出。
[0020]綜上所述，利用三極管的結(jié)溫升作為測溫元件，讓它們靠近調(diào)整管，從而反映調(diào)整管的溫升情況。當(dāng)調(diào)整管溫升超過允許值時，測溫三極管啟動一個電路，減小其電流，使芯片溫度下降至安全值，鏡像電流源確保輸出電流穩(wěn)定。
[0021]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種過熱保護(hù)電路，用于以功率三極管作為輸出的集成器件， 其特征在于:包括: 測溫單元，耦接于外部功率三極管，以調(diào)整流過功率三極管的電流； 控制單元，耦接于測溫單元，以控制測溫單元動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱保護(hù)電路，其特征在于:所述的控 制單元包括: 第一電阻，稱接于外部輸入端； 穩(wěn)壓管，耦接于第一電阻； 第二電阻，耦接于外部輸入端； 第一 NPN三極管，其集電極耦接于第二電阻，基極耦接于第一電 阻與穩(wěn)壓管之間； 第三電阻，耦接于第一 NPN三極管的發(fā)射極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱保護(hù)電路，其特征在于:所述的測 溫單元包括: 第四電阻，耦接于第三電阻； 第二 NPN三極管，其基極耦接于第三電阻與第四電阻之間，發(fā)射極耦接于第四電阻，集電極耦接于外部功率三極管的基極。
4.一種集成穩(wěn)壓管，用于穩(wěn)壓電路，其特征在于:包括: 調(diào)整管，耦接于外部負(fù)載端，以輸出電壓； 恒流源，耦接于調(diào)整管與過熱保護(hù)電路之間，為其提供穩(wěn)定的電流； 如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的過熱保護(hù)電路，耦接于調(diào)整管與恒流源之間，以調(diào)整流經(jīng)調(diào)整管的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成穩(wěn)壓管，其特征在于:所述的調(diào)整 管包括: 第三NPN三極管，其基極耦接于恒流源的輸出端； 第四NPN三極管，其基極耦接于第三NPN三極管的發(fā)射極，集電極與第三NPN三極管的集電極、恒流源的輸入端、第二電阻、第一電阻共接外部輸入端； 第五電阻，耦接于第四NPN三極管的發(fā)射極，并與第四電阻、第二 NPN三極管的發(fā)射極共接外部輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成穩(wěn)壓管，其特征在于:所述的恒流 源為鏡像電流源，包括: 第六電阻，耦接于外部輸入端； 第五NPN三極管，其集電極耦接于第六電阻，并耦接于基極，發(fā)射極接地； 第六NPN三極管，其基極耦接于第五NPN三極管的基極，發(fā)射極接地。
【文檔編號】G05F1/569GK204044656SQ201420472632
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】鄭石磊, 鄭振軍, 吳建國, 潘逸龍, 毛維琴 申請人:浙江東和電子科技有限公司