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Abstract

一种例如在用于照明系统的1-10V接口中使用的电流发生器装置，包括至少一个具有基极-发射极结的晶体管(Q3)，其中所述基极-发射极结上的电压降限定所述输出电流的强度并其中所述基极-发射极结遭受温度漂移。电阻网络(Req2)耦接至所述晶体管(Q3)，由此所述输出电流的强度是所述晶体管(Q3)的基极-发射极结上的电压降和所述电阻网络(Req2)的电阻值的函数。所述电阻网络(Req2)包括至少一个电阻器元件(NTC3；NTC4)，其电阻值随温度改变，从而使所述输出电流保持恒定，而与所述晶体管(Q3)的基极-发射极结上的电压降的任何温度漂移无关。

Description

例如用于1-10V接口的温度补偿电流发生器
技术领域
本发明涉及用于在接口中补偿温度效应的技术，所述接口例如是通常被称作“1-10V接口”的接口。
背景技术
目前，1-10V接口在许多工业应用中表示实际的标准，以便控制电子设备。在照明设备领域，1-10V接口例如用来通过简单的分压器或经由外部电子控制电路对光源的强度进行调节。一般而言，该设备通过接口处的电压来控制。
为了获得与外部电阻器(即分压器)的值成比例的电压，最好的方法是在接口电路中包括电流发生器。那样，按照欧姆定律，接口处的电压与电阻值相关。简单且廉价的电流发生器由晶体管构成，并且电流值由用作参考的晶体管结电压来确定。然而，该参考电压严重依赖于温度。在多数情况下，该依赖关系表示应被补偿的负面效应。
发明内容
因而，本发明的目的是对上述问题提供一种有效的解决方案。
根据本发明，该目的通过一种具有所附权利要求中阐明的特征的装置来实现。权利要求是在此提供的本发明的公开内容的组成部分。
附图说明
现在将参照附图仅以示例形式描述本发明，在附图中：
-图1是本文中所述的装置的第一实施例的框图，以及
-图2是示出本文中所述的装置的可替选实施例的框图。
具体实施方式
图1和图2示出如本文中所述的电流发生器的第一和第二示例性实施例。
本质上，本文中所述的装置旨在从直流输入电压V1(图1)或V2(图2)开始，产生在输出端10处可获得的温度稳定输出电流。本质上，本文中所述的装置是温度稳定电流发生器，其适于同外部可变电阻器(例如，分压器-未示出)一起使用来获得与分压器上设定的电阻值(可变的)成比例的电压。因而，可例如在1-10V接口的框架内的1-10V范围上产生此电压的“调光”(dimming)动作。
在示出的两个实施例中，所述装置包括经由集电极传送输出电流的(双极的)p-n-p晶体管Q1、Q2，所述集电极连到输出端10之一，而另一输出端子连至接地G。
在图1中，晶体管Q1的基极经由电阻网络连至输入电压V1，所述电阻网络的总电阻值可被视为单个电阻器Req1的电阻值。
所述电阻网络实际上包括下述的串联：
-第一电阻器R1，
-第一负温度系数(NTC)电阻器NTC1，以及
-第二电阻器R2和第二NTC电阻器NTC2的并联。
此外，晶体管Q1的基极经由电阻器R4接地G。
图2的装置包括第二p-n-p型晶体管Q3。晶体管Q2的发射极和晶体管Q3的基极经由电阻网络连接到输入电压V2，所述电阻网络的总电阻值可被视为单个电阻器Req2的电阻值。
所述电阻网络实际上包括下述的串联：
-第一电阻器R5，
-第一负温度系数(NTC)电阻器NTC3，以及
-第二电阻器R6和第二NTC电阻器NTC4的并联。
如所示出的，晶体管Q2的发射极连接到晶体管Q3的基极，而晶体管Q3的集电极连接到晶体管Q2的基极。晶体管Q3的发射极连接到输入电压V2，并且晶体管Q2的基极(以及与晶体管Q2的基极连接的晶体管Q3的集电极)经由电阻器R7接地G。
为避免使描述过度复杂，在两个示例中晶体管Q1、Q2的基极电流将被视为可忽略，这也适用于图2中所示的晶体管Q3。
具体地参照图1的装置(如果忽略晶体管Q1的基极电流)，电阻器R4上的电压等于支路R4-Req1上的电流与R4的乘积。此电流等于电源电压V1除以R4与Req1的电阻值之和。换句话讲，晶体管Q1的基极电压取决于输入电压V1被包括R4和Req1的分压器分压后的值。
R3上的电压等于电源电压V1减去双极晶体管Q1的基极-发射极结电压以及减去R4上的电压。来自晶体管Q1的集电极的输出电流基本上等于R3上的电压除以R3的电阻值，并因此是晶体管Q1的基极发射极结上的电压降以及Req1的电阻值的函数。
当温度升高时，晶体管Q1的基极-发射极结电压减小，并且接口电流趋于增大。温度升高将同时引起两个NTC即NTC1和NTC2的电阻值减小。从而，Req1将减小而R4上的电压(即晶体管Q1的基极电压)将增大，以便保持晶体管Q1的发射极电压恒定；因此R3上的电压将保持相当恒定，这也适用于来自晶体管Q1的集电极的输出电流。
即使通过使用仅仅一个NTC(例如NTC1)也可实现这个效果。然而，使用两个NTC以及两个相应的固定值电阻器R1和R2(R2与相关的NTC即NTC2并联)使得可通过适当地选择构成Req1的所有元件的电阻值以及包含在其中的NTC的温度系数来实现对温度漂移更准确的补偿效果。
在图2的可替选的实施例中(如果晶体管Q2、Q3的基极电流又可忽略)，来自晶体管Q2的集电极的输出电流等于同一晶体管Q2通过其发射极从电阻网络Req2接收的电流。该电流又近似等于双极晶体管Q3的基极-发射极结电压除以Req2。来自晶体管Q2的集电极的输出电流因此是晶体管Q3的基极发射极结上的电压降和Req2的电阻值的函数。通过电阻器R7的电流是使双极晶体管Q2和Q3极化所需的电流。
当温度升高时，Q3的基极-发射极结上的电压降将减小，但是Req2也将减小，所以输出电流将保持相当恒定。
同样地，可通过使用仅仅一个NTC(例如NTC3)来象征性地实现这个效果。然而，使用两个NTC以及两个相应的电阻器R5和R6(R6与相关的NTC即NTC4并联)使得可通过适当地选择构成Req2的所有元件的电阻值以及包含在其中的NTC的温度系数来实现对温度漂移更准确的补偿效果。
图2的实施例与图1的实施例相比的主要优点在于输出电流不依赖于电源电压V2。
当然，在不背离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，对于仅作为示例已经描述和图示的内容，可以对细节和实施例进行甚至显著的改变，而不损害本发明的基本原理。

Claims (9)

1.一种用于从输入电压(V1，V2)产生输出电流的装置，所述装置包括：
-至少一个具有基极-发射极结的晶体管(Q1；Q3)，其中所述基极-发射极结上的电压降确定所述输出电流的强度并遭受温度漂移，
-耦接至所述至少一个晶体管(Q1；Q3)的电阻网络(Req1，Req2)，由此所述输出电流的强度是所述至少一个晶体管(Q1，Q3)的所述基极-发射极结上的电压降和所述电阻网络(Req1，Req2)的电阻值的函数，
-其中所述电阻网络(Req1，Req2)包括至少一个电阻器元件(NTC1，NTC2；NTC3，NTC4)，所述电阻器元件的电阻值随温度改变以使所述输出电流保持恒定，而与所述基极-发射极结上的所述电压降的任何温度漂移无关；
所述至少一个电阻器元件包括至少一个第一(NTC1；NTC3)和至少一个第二(NTC2；NTC4)电阻器元件(NTC1，NTC2；NTC3，NTC4)，所述电阻器元件的电阻值随温度改变；
电阻值随温度改变的所述至少一个第一(NTC1；NTC3)和至少一个第二(NTC2；NTC4)电阻器元件各自具有相关的固定值电阻器(R1，R5；R2，R6)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于电阻值随温度改变的所述至少一个第一(NTC1；NTC3)电阻器元件各自具有相关的与所述至少一个第一电阻器元件串联的固定值电阻器(R1，R5)。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于电阻值随温度改变的所述至少一个第二(NTC2；NTC4)电阻器元件各自具有相关的与所述至少一个第二电阻器元件并联的固定值电阻器(R2，R6)。
4.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于电阻值随温度改变的所述至少一个电阻器元件(NTC1，NTC2；NTC3，NTC4)是负温度系数电阻器。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述电阻网络(Req1)包含在设定所述至少一个晶体管(Q1)的基极电压的分压器(R4，Req1)中，由此电阻值随温度改变的所述至少一个电阻器元件(NTC1，NTC2；NTC3，NTC4)的电阻变化产生所述至少一个晶体管(Q1)的基极电压的变化，所述基极电压的变化抵消所述基极-发射极结上的电压降的温度漂移。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述至少一个晶体管(Q1)的发射极经由固定值电阻器(R3)连接到所述输入电压(V1)。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述电阻网络(Req2)跨接到所述至少一个晶体管(Q3)的基极-发射极结上，由此由所述至少一个晶体管(Q3)的所述基极-发射板结上的所述电压降与所述电阻网络(Req2)的电阻值的比值给出的电流通过所述电阻网络(Req2)，由此电阻值随温度改变的所述至少一个电阻器元件(NTC3，NTC4)的电阻变化通过抵消所述基极-发射极结上的电压降的温度漂移来保持所述比值恒定。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述装置包括另外的晶体管(Q2)，其被供给通过所述电阻网络(Req2)的电流并且从中产生所述输出电流。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于所述另外的晶体管(Q2)分别经由它的发射极和集电极接收通过所述电阻网络(Req2)的电流并且从中产生所述输出电流。
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