一種單片式CM0S汽車電子調節器設計

2．4 溫度保護電路

　　功率器件處理的是高壓和大電流，高壓和大電流會引起器件溫度的升高，當溫度高到一定程度時器件會因過熱而損壞，所以在含有功率器件的集成電路中要設計過熱保護電路對其進行溫度保護。功率管的溫度保護電路如圖5所示。由于MOS器件的溫度特性較好，其參數(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管實現。電路中將Q5管的B，C極相連構成一個P-N結，對功率管的溫度進行檢測，當功率管的溫度達到極限溫度(此處取150℃)時通過該 P-N結電壓控制NMOS管M15(此管也是作開關管使用)導通，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，達到對功率管的過熱保護作用。

　　2．5 過流、過壓保護

　　調節器中功率管的過流、過壓保護電路如圖6所示。圖6中M17管為勵磁電流調整管(即大功率管)，電阻R9和M16組成過流保護電路，電阻R14穩壓管 DZ2和M16管組成對功率管的過壓保護電路，其中M16和M14管一樣也是作開關管使用。

3 整體電路及仿真

　　3．1 電路整合

　　根據以上對該調節器芯片各部分的設計，將它們組合在一起就是要設計的調節器整體電路，如圖7所示。

　　3．2 功能驗證

　　模擬驗證波形如圖8所示，其中橫坐標是發電機輸出電壓，縱坐標是勵磁調節管基極電壓的變化。圖8(a)為固定溫度下驗證波形，圖8(b)為全溫度下驗證波形。

　　由圖8可見，當發電機輸出端電壓未達到調節電壓時，調節器基極電位接近零電位，此時調整管截止。由圖8(b)可得，調節器在不同的工作溫度下，調節器仍能獲得良好的調節性能。

4 結語

　　提出一種單片式CMOS汽車電子調節器，該芯片主要是通過控制調整管的導通與截止來調整發電機勵磁線圈中電流的大小，進而穩定輸出端電壓。用該芯片構成的汽車發電系統具有可靠性高，外圍元件數目少，成本低，使用方便等特點，對于打破國外對汽車電子核心技術的壟斷具有重要意義。