开关电源过温保护设计

　　在开关电源芯片中，温度是一个非常关键的性能指标。这是因为芯片中往往集成了高电压和大电流的功率开关电路，会产生很大的功耗。而随着功耗的增加，芯片的温度变化也会较大。过高的温升将会导致对温度敏感的半导体器件（M0S管、三极管），电容等元器件的失效。当温度超过一定值时，失效率呈指数规律增加。有统计资料表明，电子元器件温度每升高2C，可靠性会下降10%;而温升50C时的寿命只有温升25C时的1/6。除了电应力之外，温度是影响开关电源芯片可靠性和稳定性的最重要的因素。高频开关电源芯片内置有大功率发、热器件，温度更是其最重要的影响因素之一。因此必须使用过温保护电路，使开关电源芯片的温升控制在允许的范围之内，才能保证它的可靠性和稳定性。但就笔者所知，目前国内极少有文献对开关电源芯片中的过温保护技术进行全面的分析并给出具体的电路实现。

　　本文的目标就是分析温度对开关电源芯片的影响，然后在电路设计上，利用与绝对温度成正比的电流源（PTAT电流源）和： 三极管、MOS管，实现了一个具有迟滞功能（关断和开启阈值可调），输人电压（Vw）变化对温度门限影响很小的过温保护电路。

　　原理分析

　　PTAT电流源的lc是一个与绝对温度成正比的参数，随着温度的升高，流过电阻Ra.Rz的电甑增大，其上消耗电压也增大，利用这个特性，设计原理如图1所示的电路。

　　当温度处于正常水平时，比较器负输人端的电位大于比较器正输人端的电位V _THERMAL，因此，比较器输出端SHDN_EN输出低电平，功率器件正常工作;当温度超过门限时，负输人端的电位将从原来的大于V-THERMAL下降到小于V-THER-MAL，SHDN-EN输出高电平，关断功率器件，实现了过温保护

　　

　　电路实现

　　图二中：vn是输入电源信号；vbuas是电流镜偏置信号；shdn-en是过温关断使能信号