一種單片式CM0S汽車電子調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

2．4 溫度保護(hù)電路

　　功率器件處理的是高壓和大電流，高壓和大電流會(huì)引起器件溫度的升高，當(dāng)溫度高到一定程度時(shí)器件會(huì)因過熱而損壞，所以在含有功率器件的集成電路中要設(shè)計(jì)過熱保護(hù)電路對(duì)其進(jìn)行溫度保護(hù)。功率管的溫度保護(hù)電路如圖5所示。由于MOS器件的溫度特性較好，其參數(shù)(主要是閾值電壓)隨溫度的變化都很小，所以這部分電路采用PNP管實(shí)現(xiàn)。電路中將Q5管的B，C極相連構(gòu)成一個(gè)P-N結(jié)，對(duì)功率管的溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)功率管的溫度達(dá)到極限溫度(此處取150℃)時(shí)通過該 P-N結(jié)電壓控制NMOS管M15(此管也是作開關(guān)管使用)導(dǎo)通，分走功率管柵極的輸入電流，使流過功率管的電流降低，從而降低功率管的溫度，達(dá)到對(duì)功率管的過熱保護(hù)作用。

　　2．5 過流、過壓保護(hù)

　　調(diào)節(jié)器中功率管的過流、過壓保護(hù)電路如圖6所示。圖6中M17管為勵(lì)磁電流調(diào)整管(即大功率管)，電阻R9和M16組成過流保護(hù)電路，電阻R14穩(wěn)壓管 DZ2和M16管組成對(duì)功率管的過壓保護(hù)電路，其中M16和M14管一樣也是作開關(guān)管使用。

3 整體電路及仿真

　　3．1 電路整合

　　根據(jù)以上對(duì)該調(diào)節(jié)器芯片各部分的設(shè)計(jì)，將它們組合在一起就是要設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)器整體電路，如圖7所示。

　　3．2 功能驗(yàn)證

　　模擬驗(yàn)證波形如圖8所示，其中橫坐標(biāo)是發(fā)電機(jī)輸出電壓，縱坐標(biāo)是勵(lì)磁調(diào)節(jié)管基極電壓的變化。圖8(a)為固定溫度下驗(yàn)證波形，圖8(b)為全溫度下驗(yàn)證波形。

　　由圖8可見，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出端電壓未達(dá)到調(diào)節(jié)電壓時(shí)，調(diào)節(jié)器基極電位接近零電位，此時(shí)調(diào)整管截止。由圖8(b)可得，調(diào)節(jié)器在不同的工作溫度下，調(diào)節(jié)器仍能獲得良好的調(diào)節(jié)性能。

4 結(jié)語

　　提出一種單片式CMOS汽車電子調(diào)節(jié)器，該芯片主要是通過控制調(diào)整管的導(dǎo)通與截止來調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中電流的大小，進(jìn)而穩(wěn)定輸出端電壓。用該芯片構(gòu)成的汽車發(fā)電系統(tǒng)具有可靠性高，外圍元件數(shù)目少，成本低，使用方便等特點(diǎn)，對(duì)于打破國(guó)外對(duì)汽車電子核心技術(shù)的壟斷具有重要意義。