專利名稱：例如用于1-10v接口的溫度補(bǔ)償電流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在接口中補(bǔ)償溫度效應(yīng)的技術(shù)，所述接口例如是通常
被稱作"1-10V接口"的接口。
背景技術(shù)：
目前，l-10V接口在許多工業(yè)應(yīng)用中表示實際的標(biāo)準(zhǔn)，以便控制電 子設(shè)備。在照明設(shè)備領(lǐng)域，l-10V接口例如用來通過簡單的分壓器或經(jīng)
由外部電子控制電路對光源的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 一般而言，該設(shè)備通過接口 處的電壓來控制。
為了獲得與外部電阻器(即分壓器)的值成比例的電壓，最好的方法 是在接口電路中包括電流發(fā)生器。那樣，按照歐姆定律，接口處的電壓與 電p且值相關(guān)。簡單且廉價的電流發(fā)生器由晶體管構(gòu)成，并且電流值由用作 參考的晶體管結(jié)電壓來確定。然而，該參考電壓嚴(yán)重依賴于溫度。在多數(shù) 情況下，該依賴關(guān)系表示應(yīng)被補(bǔ)償?shù)呢?fù)面效應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是對上述問題提供一種有效的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種具有所附權(quán)利要求中闡明的特征的裝置 來實現(xiàn)。權(quán)利要求是在此提供的本發(fā)明的公開內(nèi)容的組成部分。
現(xiàn)在將參照附圖僅以示例形式描述本發(fā)明，在附圖中 畫圖l是本文中所述的裝置的第一實施例的框圖，以及 -圖2是示出本文中所述的裝置的可替選實施例的框圖。
具體實施例方式
圖1和圖2示出如本文中所述的電流發(fā)生器的第一和第二示例性實施例。
本質(zhì)上，本文中所述的裝置旨在從直流輸入電壓VI (圖1)或V2 (圖 2)開始，產(chǎn)生在輸出端10處可獲得的溫度穩(wěn)定輸出電流。本質(zhì)上，本文 中所述的裝置是溫度穩(wěn)定電流發(fā)生器，其適于同外部可變電阻器(例如， 分壓器-未示出) 一起使用來獲得與分壓器上設(shè)定的電阻值(可變的)成 比例的電壓。因而，可例如在1-10V接口的框架內(nèi)的l-10V范圍上產(chǎn)生此 電壓的"調(diào)光"(dimming)動作。
在示出的兩個實施例中，所述裝置包括經(jīng)由集電極傳送輸出電流的 (雙極的)p-n-p晶體管Ql、 Q2，所述集電極連到輸出端IO之一，而另 一輸出端子連至接地G。
在圖1中，晶體管Ql的基極經(jīng)由電阻網(wǎng)絡(luò)連至輸入電壓VI，所述 電阻網(wǎng)絡(luò)的總電阻值可,皮視為單個電阻器Reql的電阻值。
所述電阻網(wǎng)絡(luò)實際上包括下述的串聯(lián)
-第一電阻器Rl，
-第一負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻器NTC1，以及
-第二電阻器R2和第二 NTC電阻器NTC2的并聯(lián)。
此外，晶體管Q1的基級經(jīng)由電阻器R4接地G。
圖2的裝置包括第二 p-n-p型晶體管Q3。晶體管Q2的發(fā)射極和晶 體管Q3的基恢經(jīng)由電阻網(wǎng)絡(luò)連接到輸入電壓V2，所述電阻網(wǎng)絡(luò)的總電 阻值可被視為單個電阻器Req2的電阻值。
所述電阻網(wǎng)絡(luò)實際上包括下述的串聯(lián)
-第一電阻器RS,
-第一負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻器NTC3，以及
-第二電阻器R6和第二 NTC電阻器NTC4的并聯(lián)。
如所示出的，晶體管Q2的發(fā)射極連接到晶體管Q3的基極，而晶體 管Q3的集電極連接到晶體管Q2的基極。晶體管Q3的發(fā)射極連接到輸 入電壓V2，并且晶體管Q2的基極(以及與晶體管Q2的基極連接的晶體 管Q3的集電極)經(jīng)由電阻器R7接地G。為避免使描述過度復(fù)雜，在兩個示例中晶體管Ql、 Q2的基歐電流將 凈皮視為可忽略，這也適用于圖2中所示的晶體管Q3。
具體地參照圖1的裝置(如果忽略晶體管Ql的基改電流)，電阻器 R4上的電壓等于支路R4-R^上的電流與R4的乘積。此電流等于電源電 壓VI除以R4與R^的電阻值之和。換句話講，晶體管Ql的基玟電壓 取決于輸入電壓VI被包括R4和Reql的分壓器分壓后的值。
R3上的電壓等于電源電壓VI減去雙極晶體管Ql的M-發(fā)射極結(jié) 電壓以及減去R4上的電壓。來自晶體管Ql的集電極的輸出電流基本上 等于R3上的電壓除以R3的電阻值，并因此是晶體管Ql的J^L射極 結(jié)上的電壓降以及Reql的電阻值的函數(shù)。
當(dāng)溫度升高時，晶體管Ql的l^L-發(fā)射極結(jié)電壓減小，并且接口電 流趨于增大。溫度升高將同時引起兩個NTC即NTC1和NTC2的電阻值 減小。從而，R^將減小而R4上的電壓(即晶體管Q1的基歐電壓)將 增大，以便保持晶體管Ql的發(fā)射極電壓恒定；因此R3上的電壓將保持 相當(dāng)恒定，這也適用于來自晶體管Ql的集電極的輸出電流。
即使通過使用僅僅一個NTC (例如NTC1)也可實現(xiàn)這個效果。然 而，使用兩個NTC以及兩個相應(yīng)的固定值電阻器R1和R2 (R2與相關(guān) 的NTC即NTC2并聯(lián))使得可通過適當(dāng)?shù)剡x擇構(gòu)成Reql的所有元件的電 阻值以及包含在其中的NTC的溫度系數(shù)來實現(xiàn)對溫度漂移更準(zhǔn)確的補(bǔ)償 效果。
在圖2的可替選的實施例中(如果晶體管Q2、 Q3的基統(tǒng)電流又可忽 略)，來自晶體管Q2的集電極的輸出電流等于同一晶體管Q2通過其發(fā)射 極從電阻網(wǎng)絡(luò)Req2接收的電流。該電流又近似等于雙極晶體管Q3的基極
-發(fā)射極結(jié)電壓除以Req2。來自晶體管Q2的集電極的輸出電流因此是晶體 管Q3的1J^L射極結(jié)上的電壓降和Req2的電阻值的函數(shù)。通過電阻器
R7的電流是使雙極晶體管Q2和Q3極化所需的電流。
當(dāng)溫度升高時，Q3的基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降將減小，但是Req2
也將減小，所以輸出電流將保持相當(dāng)恒定。
同樣地，可通過使用僅僅一個NTC (例如NTC3)來象征性地實現(xiàn) 這個效果。然而，使用兩個NTC以及兩個相應(yīng)的電阻器R5和R6 (R6 與相關(guān)的NTC即NTC4并聯(lián))使得可通過適當(dāng)?shù)剡x擇構(gòu)成Req2的所有元 件的電阻值以及包含在其中的NTC的溫度系數(shù)來實現(xiàn)對溫度漂移更準(zhǔn)確
6的凈M嘗效果。
圖2的實施例與圖i的實施例相比的主JH^點在于輸出電流不依賴于
電源電壓V2。
當(dāng)然，在不背離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，對于 僅作為示例已經(jīng)描述和圖示的內(nèi)容，可以對細(xì)節(jié)和實施例進(jìn)行甚至顯著的 改變，而不損害本發(fā)明的基本原理。
權(quán)利要求
1. 一種用于從輸入電壓(V1，V2)產(chǎn)生輸出電流的裝置，所述裝置包括-至少一個具有基極-發(fā)射極結(jié)的晶體管(Q1；Q3)，其中所述基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降確定所述輸出電流的強(qiáng)度并遭受溫度漂移，-耦接至所述至少一個晶體管(Q1；Q3)的電阻網(wǎng)絡(luò)(Req1，Req2)，由此所述輸出電流的強(qiáng)度是所述至少一個晶體管(Q1，Q3)的所述基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降和所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Req1，Req2)的電阻值的函數(shù)，-其中所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Req1，Req2)包括至少一個電阻器元件(NTC1，NTC2；NTC3，NTC4)，所述電阻器元件的電阻值隨溫度改變以使所述輸出電流保持恒定，而與所述基極-發(fā)射極結(jié)上的所述電壓降的任何溫度漂移無關(guān)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Reqi, Req2)包括至少一個第一 (NTC1; NTC3)和至少一個第二 (NTC2; NTC4) 電阻器元件(NTCl, NTC2; NTC3， NTC4 )，所述電阻器元件的電阻值 隨溫度改變。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于電阻值隨溫度改變的所述 至少一個第一 (NTC1; NTC3)和至少一個第二 (NTC2; NTC4)電阻 器元件各自具有相關(guān)的固定值電阻器(Rl， R5; R2, R6)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于電阻值隨溫度改變的所述 至少一個第一 (NTC1; NTC3)電阻器元件各自具有相關(guān)的與所述電阻 器元件串聯(lián)的固定值電阻器(Rl， R5)。
5. 如權(quán)利要求3或4任一項所述的裝置，其特征在于電阻值隨溫度 改變的所述至少一個第二 (NTC2; NTC4)電阻器元件各自具有相關(guān)的 與所述電阻器元件并聯(lián)的固定值電阻器(R2， R6)。
6. 如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于電阻值隨溫度改變 的所述至少一個電阻器元件(NTC1， NTC2; NTC3， NTC4)是負(fù)溫度 系數(shù)電阻器。
7. 如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述電阻網(wǎng)絡(luò)(R^) 包含在設(shè)定所述至少一個晶體管(Ql)的^電壓的分壓器(R4， Reql) 中，由此電阻值隨溫度改變的所述至少一個電阻器元件(NTC1， NTC2;NTC3， NTC4)的電阻變化產(chǎn)生所述至少一個晶體管(Ql)的基極電壓 =變化，所述基極電壓的變化抵消所述基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降的溫度
8. 如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述至少一個晶體 管(Ql)的發(fā)射極經(jīng)由固定值電阻器(R3)連接到所述輸入電壓(Vl)。
9. 如上述權(quán)利要求1-6中任一項所述的裝置，其特征在于所述電阻 網(wǎng)絡(luò)(Req2)跨接到所述至少一個晶體管(Q3)的基極-發(fā)射極結(jié)上，由 此由所述至少一個晶體管(Q3)的所述g-發(fā)射極結(jié)上的所述電壓降與 所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Req2)的電阻值的比值給出的電流通過所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Req2)，由此電阻值隨溫度改變的所述至少一個電阻器元件(NTC3， NTC4 )的電阻變化通過抵消所述M-發(fā)射極結(jié)上的電壓降的溫度漂移來 保持所述比值恒定。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述裝置包括另外的晶體 管(Q2)，其被供給通過所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Req2)的電流并且從中產(chǎn)生所述 輸出電流。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述另外的晶體管(Q2 ) 分別經(jīng)由它的發(fā)射極和集電極接收通過所述電阻網(wǎng)絡(luò)(Req2)的電流并且 從中產(chǎn)生所述輸出電流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的裝置作為用于l-10V接口的補(bǔ)償 電流發(fā)生器的應(yīng)用。
全文摘要
一種例如在用于照明系統(tǒng)的1-10V接口中使用的電流發(fā)生器裝置，包括至少一個具有基極-發(fā)射極結(jié)的晶體管(Q3)，其中所述基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降限定所述輸出電流的強(qiáng)度并其中所述基極-發(fā)射極結(jié)遭受溫度漂移。電阻網(wǎng)絡(luò)(R<sub>eq2</sub>)耦接至所述晶體管(Q3)，由此所述輸出電流的強(qiáng)度是所述晶體管(Q3)的基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降和所述電阻網(wǎng)絡(luò)(R<sub>eq2</sub>)的電阻值的函數(shù)。所述電阻網(wǎng)絡(luò)(R<sub>eq2</sub>)包括至少一個電阻器元件(NTC3；NTC4)，其電阻值隨溫度改變，從而使所述輸出電流保持恒定，而與所述晶體管(Q3)的基極-發(fā)射極結(jié)上的電壓降的任何溫度漂移無關(guān)。
文檔編號G05F3/22GK101460904SQ200780020713
公開日2009年6月17日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者阿爾貝托·費羅 申請人:奧斯蘭姆有限公司