CN105318984A - 过温度检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过温度检测电路，包含有一第一分压电路、一第二分压电路以及一比较器。该第一分压电路包含有多个电阻，用来输出一第一电压，多个电阻中的一个电阻为热敏电阻；该第二分压电路包含有多个电阻，用来输出一第二电压；该比较器包含有一第一输入端、一第二输入端及一输出端。该第一输入端用来接收该第一电压；该第二输入端用来接收该第二电压。该比较器根据该第一电压与该第二电压产生一输出信号至该输出端。本发明的过温度检测电路能检测特定元件的周围温度是否已超过正常范围，避免特定元件因制作工艺不良因素造成过温现象而烧毁。

Description

过温度检测电路

技术领域

本发明是关于一种过温度检测电路，尤指一种可检测特定元件过温度现象的过温度检测电路。

背景技术

在现有电源管理技术中，过电流保护与短路保护的机制均存在于电源管理芯片中。然而，个别元件如金属氧化物半导体场效应晶体管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，MOSFET)的不良因素，如制作工艺不良、来料不良或吃锡不良等，并未包含于现有过电流保护机制的预期范围内。详细来说，如MOSFET等元件因制作工艺不良等因素会造成该元件与印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)之间出现过高阻抗，而使得正常电流流经该元件时会造成异常温度。换句话说，当流经该元件的电流尚未足以启动电源管理芯片的过电流保护机制时，因制作工艺不良等因素造成的过高阻抗可能使得该元件的温度仍不断地升高。久而久之，该元件在正常电流运作的情况下，仍可能因温度过高而烧毁。此现象不但使相关电路系统无法正常运作，甚至造成印刷电路板更严重的损坏。

有鉴于此，针对特定元件提供一种过温度检测电路，以检测该特定元件的周围温度是否已超过正常范围，已成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，本发明提供一种过温度检测电路，以针对特定元件检测该特定元件的周围温度是否已超过正常范围。

本发明揭露一种过温度检测电路，包含有一第一分压电路、一第二分压电路以及一比较器。该第一分压电路包含有多个电阻，用来输出一第一电压，该多个电阻中的一个电阻为热敏电阻；该第二分压电路包含有多个电阻，用来输出一第二电压；该比较器包含有一第一输入端、一第二输入端及一输出端。该第一输入端耦接于第一分压电路，用来接收该第一电压；该第二输入端耦接于第二分压电路，用来接收该第二电压。该比较器根据该第一电压与该第二电压产生一输出信号至该输出端。其中，当该过温度检测电路的一周围温度高于一第一温度时，该比较器转态使得该比较器所输出的该输出信号由一第一电位转变成为一第二电位。

综上所述技术方案，本发明的过温度检测电路能检测特定元件的周围温度是否已超过正常范围，避免特定元件因制作工艺不良等因素造成过温现象而烧毁。

附图说明

图1为本发明实施例一过温度检测电路的示意图。

图2为本发明实施例另一过温度检测电路的示意图。

图3为图2的过温度检测电路的一等效电路的示意图。

图4A为图2的过温度检测电路的操作状态的示意图。

图4B为图2的过温度检测电路的一输出信号及一周围温度对时间变化的示意图。

图中符号说明：

10、20过温度检测电路

100第一分压电路

102第二分压电路

200迟滞电路

R1～R4、R41、R5电阻

RT热敏电阻

R2_eq、R4_eq等效电路

D二极管

V1第一电压

V2第二电压

Vcc系统电压

Vout输出信号

COMP比较器

GND接地端

N1、N2节点

V_H高电位

V_L低电位

T周围温度

T1第一温度

T2第二温度

p1、p2路径

c1、c2曲线

t时间变数

t1、t2时间

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例一过温度检测电路10的示意图。过温度检测电路10可检测一特定元件104的温度是否超过正常范围，其包含有一第一分压电路100、一第二分压电路102及一比较器COMP。第一分压电路100包含电阻R1～R2及一热敏电阻RT，其可接收一系统电压Vcc，由电阻R1～R2及热敏电阻RT的分压后，经由一节点N1输出一第一电压V1至比较器COMP。其中，热敏电阻RT的阻值根据温度而变化，且其设置于一特定元件104旁，以检测特定元件104的一周围温度T是否已超过正常范围。第二分压电路102包含电阻R3～R4、R41，其可接收系统电压Vcc，由电阻R3～R4、R41的分压后，经由一节点N2输出一第二电压V2至比较器COMP。比较器COMP由两(正、负)输入端接收第一分压电路100输出的第一电压V1及第二分压电路102输出的第二电压V2后，对第一电压V1与第二电压V2进行比较，而产生一输出信号Vout。详细来说，当第一电压V1大于第二电压V2时，比较器COMP产生具有一高电位V_H的输出信号Vout；反之，当第一电压V1小于第二电压V2时，比较器COMP产生具有一低电位V_L的输出信号Vout。其中，低电位V_L可为一接地端GND的电位，但不限于此，也可视实际设计需求而据以变化。

为便于说明，在本实施例中，电阻R1的阻值与电阻R3的阻值相同，电阻R2的阻值与电阻R4的阻值相同，且电阻R1～R4的阻值远大于热敏电阻RT的阻值及电阻R41的阻值。在此情形下，第一电压V1与第二电压V2的相对大小可视为大致取决于热敏电阻RT与电阻R41的阻值的相对大小，即当热敏电阻RT的阻值小于电阻R41的阻值时，第一电压V1小于第二电压V2；当热敏电阻RT的阻值大于电阻R41的阻值时，第一电压V1大于第二电压V2。而在本实施例中，热敏电阻RT在室温环境下的阻值大于电阻R41的阻值，且热敏电阻RT为具有负温度系数(NegativeTemperatureCoefficient)的热敏电阻，即热敏电阻RT的阻值随温度上升而降低，但不限与此，也可视实际设计需求而使用正温度系数的热敏电阻。

由负温度系数的热敏电阻RT，当过温度检测电路10的周围温度T高于一第一温度T1时，热敏电阻RT的阻值下降而小于电阻R41的阻值，使得第一电压V1小于第二电压V2，比较器COMP产生输出信号Vout为低电位V_L，以指示后端电路启动过温度保护相关动作。

在流经特定元件104的电流为正常，即未启动过电流保护机制时，若特定元件104的制作工艺不良或因其它非理想因素，将造成特定元件104产生高阻抗而使其温度仍不断地升高。在此情形下，由过温度检测电路10，本发明可预先检测周围温度，以指示后端电路启动过温度保护动作，如关机或停止供电等动作。

需注意的是，在此实施例中，若周围温度T由高于第一温度T1转变为略低于第一温度T1时，过温度检测电路10输出的输出信号Vout立刻恢复为高电位V_H。然而，当周围温度T略低于第一温度T1时，此时周围温度T仍接近警戒范围，若恢复输出信号Vout为高电位V_H，显示此时温度为正常，使用者可能马上再度开机，而在短时间内周围温度T有可能再度超过第一温度T1，因此可能导致频繁地开机关机，不利于整体电路系统运作。在此情形下，可进一步加入缓冲机制。

请进一步参考图2，图2为本发明实施例一过温度检测电路20的示意图。过温度检测电路20与过温度检测电路10结构类似，故相同元件沿用相同符号表示，相较于过温度检测电路10，过温度检测电路20增加了一迟滞电路200，耦接于比较器COMP的正输入端与输出端之间，并包含有串接于一序列的一电阻R5及一二极管D。关于迟滞电路200的运作可进一步参考图3，图3为当输出信号Vout输出为低电位V_L时，过温度检测电路20的节点N1、N2与接地端GND之间的等效电路的示意图。首先，当比较器COMP产生的输出信号Vout因温度过高而拉低成为低电位V_L，且低电位V_L为接地端GND的电位时，可视为将二极管D接至接地端GND而导通，此时节点N1与接地端GND之间可视为一等效电路R2_eq，如图3所示。等效电路R2_eq为电阻R2串接热敏电阻RT于节点N1与接地端GND之间后，再并联迟滞电路200于节点N1与接地端GND之间。同样地，节点N2与接地端GND之间可视为一等效电路R4_eq。因等效电路R2_eq中包含有并联迟滞电路200的结构，故热敏电阻RT需大于电阻R41一特定阻值才能使第一电压V1大于第二电压V2。换句话说，待周围温度T下降至一第二温度T2时(第二温度T2低于第一温度T1)，使得第一电压V1大于第二电压V2，此时比较器COMP所产生输出信号Vout才恢复为高电位V_H。

具体来说，迟滞电路200所达成的迟滞效果可参考图4A，图4A为本发明实施例输出信号Vout对周围温度T变化的示意图。在图4A中，路径p1为周围温度递增时，输出信号Vout的对应变化路径，以实线表示；路径p2为周围温度递减时，输出信号Vout的对应变化路径，以虚线表示。在室温环境下，比较器COMP产生的输出信号Vout为高电位V_H。当周围温度T上升而高于第一温度T1时，比较器COMP转态以输出低电位V_L的输出信号Vout，其输出信号Vout的变化方式如路径p1所示。待周围温度T下降而低于第二温度T2时，比较器COM输出高电位V_H的输出信号Vout，其输出信号Vout的变化方式如路径p2所示。而输出信号Vout及周围温度T对时间t的关系曲线可进一步参考图4B。在图4B中，曲线c1表示周围温度T对时间t的关系曲线，曲线c2表示输出信号Vout对时间t的关系曲线，如图4B中曲线c1、c2所示，同样的，当周围温度T上升至于高于第一温度T1时，比较器COMP输出的输出信号Vout由高电位V_H转态成为低电位V_L，待周围温度T下降而低于第二温度T2时，比较器COMP输出的输出信号Vout才得以由低电位V_L恢复成为高电位V_H。迟滞电路200的目的在于确认特定元件的温度以降至正常范围之后，才恢复输出信号Vout为高电位V_H。

因此，除了在周围温度T大于第一温度T1时将输出信号Vout拉低为低电位V_L之外，过温度检测电路20更利用迟滞电路200，待周围温度T降至正常范围(低于第二温度T2)之后，才恢复输出信号Vout为高电位V_H。如此可避免频繁地开关机，免得造成系统电路更多的损耗。另外，在迟滞电路200中，二极管D作为开关单元，但不限于此，凡可于输出信号Vout为低电位V_L时导通，并于输出信号Vout为高电位V_H时关闭的电子元件皆可用于迟滞电路200。另外，电阻R1～R4、R41的阻值并不限于上述的实施例，可视实际情况据以变化或修饰。

综上所述，本发明的过温度检测电路设置于特定元件附近，以检测特定元件的周围温度是否已超过正常范围，避免特定元件因制作工艺不良等因素造成过温现象而烧毁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种过温度检测电路，其特征在于，该过温度检测电路包含有：

一第一分压电路，包含有多个电阻，用来输出一第一电压，所述多个电阻中的一个电阻为热敏电阻；

一第二分压电路，包含有多个电阻，用来输出一第二电压；以及

一比较器，包含有：

一第一输入端，耦接于第一分压电路，用来接收该第一电压；

一第二输入端，耦接于第二分压电路，用来接收该第二电压；以及

一输出端，该比较器根据该第一电压与该第二电压由该输出端输出一输出信号；

其中，当该过温度检测电路的一周围温度高于一第一温度时，该比较器所输出的该输出信号由一第一电位转变成为一第二电位。

2.如权利要求1所述的过温度检测电路，其特征在于，该过温度检测电路还包含一迟滞电路，该迟滞电路包含有一第一端及一第二端，该迟滞电路的该第一端耦接于该比较器的该第一输入端，该迟滞电路的该第二端耦接于该比较器的该输出端。

3.如权利要求2所述的过温度检测电路，其特征在于，该迟滞电路包含有一迟滞电阻及一开关单元，该迟滞电阻与该开关单元串接于一序列。

4.如权利要求3所述的过温度检测电路，其特征在于，当该过温度检测电路的该周围温度高于该第一温度时，该第一电压小于该第二电压，该比较器的该输出信号为该第二电位时，该开关单元导通。

5.如权利要求3所述的过温度检测电路，其特征在于，当该过温度检测电路的该周围温度低于一第二温度时，该第一电压大于该第二电压，该比较器的该输出信号为该第一电位，该开关单元关闭。

6.如权利要求5所述的过温度检测电路，其特征在于，该第二温度低于该第一温度。

7.如权利要求3所述的过温度检测电路，其特征在于，该开关单元为一二极管。