CN106444958A - 温度补偿的分压器电路 - Google Patents

Abstract

提供了一种对分压的非线性进行抑制的温度补偿的分压器电路。温度补偿的分压器电路包括第一分压器单元和第二分压器单元，多个二极管串联连接在第一分压器单元中，第一分压器单元的一端是阳极端，并且第一分压器单元的另一端是阴极端，第二分压器单元连接至第一分压器单元，第二分压器单元包括并联连接的电阻器和温度补偿器，温度补偿器具有基本上线性的温度特性并且抑制电阻器的温度变化。

Description

温度补偿的分压器电路

相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求2015年8月7日提交的第2015-156965号日本专利申请的优先权的权益，其公开内容通过整体引用合并于此。

技术领域

本发明涉及经温度补偿的温度补偿的分压器电路。

背景技术

电阻器的电阻值取决于温度而变化。然而，在一些情况下，要求不管温度如何变化而维持恒定的电阻值。在这样的情况下，使用温度补偿的分压器电路。

图8图示出这样的温度补偿的分压器电路100的示例。在温度补偿的分压器电路100中，第一分压器单元101A和第二分压器单元101B串联连接，并且电源电压V在分压点P处被分压(分压被描述为Vp)。第一分压器单元101A包括分压电阻器102A和并联连接至分压电阻器102A的温度补偿器103A。第二分压器单元101B包括分压电阻器102B和并联连接至分压电阻器102B的温度补偿器103B。温度补偿器103A和温度补偿器103B被设置为分别补偿电阻器102A和电阻器102B的非线性温度特性。电源电压V在示例中是负电压。

分压Vp由第一分压器单元101A与第二分压器单元101B之间的电阻比来确定。如果第一分压器单元101A和第二分压器单元101B具有非线性温度特性，则分压Vp也是非线性的。

图9图示出负温度系数热敏电阻器的电阻-温度特性，图10图示出正温度系数热敏电阻器的电阻-温度特性。在图8中，使用图9的负温度系数热敏电阻器作为温度补偿器103A，并且使用图10的正温度系数热敏电阻器作为温度补偿器103B。在这种情况下，分压点P处的分压Vp具有如图11中图示出的非线性温度特性。

在其中基于这样的分压来控制增益的设备中，增益相对于温度非线性地变化，如图12中所示。

例如，第Hei 8-272465号日本专利申请公开提出了如图13所示的分压器电路110。在分压器电路110中，二极管电路111通过串联连接多个二极管111_1至111_n来配置，并且电阻器112串联连接至二极管电路111。跨分压器电路110的两端产生的电压用作分压Vp。分压Vp通过调节待连接的二极管的数目和/或电阻器的电阻值来控制。

在第Hei 8-272465号日本专利申请公开的配置中，即使二极管电路111的温度依赖性很小，仍然产生分压Vp的温度依赖性，这是因为电阻器112具有温度依赖性。如果电阻器112具有非线性温度特性，则分压点P处的分压Vp变为非线性。

第Sho 61-90597号日本实用新型申请(公开号Sho 62-203511)的请求的说明书和附图的微缩胶片(microfilm)涉及温度补偿电路，并且提出了将放大器的增益相对于温度变化保持恒定。第2003-78358号日本专利申请公开涉及FET(场效应晶体管)放大器，并且提出了有效地补偿FET增益的温度变化。

发明内容

本发明提供了温度补偿的分压器电路，该温度补偿的分压器电路抑制了分压的非线性。

【用于解决问题的装置】

为了实现以上提及的目的，根据本发明的温度补偿的分压器电路：对包括高电势端和低电势端的端子部分中的高电势端与低电势端之间的电势差进行分压，低电势端的电势低于高电势端的电势；执行温度补偿以使得分压相对于温度变化至少线性地变化；并且输出分压。温度补偿的分压器电路包括：

第一分压器单元，其中多个二极管串联连接，第一分压器单元的一端是阳极侧端，并且第一分压器单元的另一端是阴极侧端；以及

连接至第一分压器单元的第二分压器单元，第二分压器单元包括并联连接的电阻器和温度补偿器，温度补偿器具有基本上线性的温度特性并且抑制电阻器的温度变化。

【本发明的有益效果】

在本发明中，温度补偿的分压器电路包括第一分压器单元和第二分压器单元，第一分压器单元具有线性的温度依赖性，第二分压器单元中电阻器的温度依赖性通过具有线性的温度依赖性的温度补偿器来补偿。因此，电路能够输出其中非线性得到抑制的分压。

附图说明

本发明的示例性特征和优点在在结合附图时根据以下详细描述将会变得很清楚，在附图中：

图1图示出示例性实施例的温度补偿的分压器电路；

图2图示出指示表示二极管中的温度与正向电压之间的关系的温度系数的曲线图；

图3图示出在正方向上被线性补偿的分压特性；

图4图示出不取决于增益控制元件中的温度的理想增益特性；

图5图示出温度补偿的分压器电路，其中第二分压器单元布置在电源侧并且第一分压器单元布置在接地侧；

图6图示出温度补偿的分压器电路，其中图1中示出的温度补偿的分压器电路中的第一分压器单元与第二分压器单元的连接被反转；

图7图示出温度补偿的分压器电路，其中图5中示出的温度补偿的分压器电路中的第一分压器单元与第二分压器单元的连接被反转；

图8图示出将要用于解释相关技术的温度补偿的分压器电路的配置；

图9图示出负温度系数热敏电阻器的电阻温度特性；

图10图示出正温度系数热敏电阻器的电阻温度特性；

图11图示出在使用正温度系数热敏电阻器时产生的分压；

图12图示出基于图11所示的分压进行控制的增益特性；以及

图13图示出用于解释相关领域的技术的分压器电路。

具体实施方式

下面，将参考附图给出本发明的示例性实施例的详细解释。

图1图示出根据本示例性实施例的温度补偿的分压器电路2。在温度补偿的分压器电路2中，第一分压器单元10布置在低电势端侧，而第二分压器电路20布置在高电势端侧。第一分压器单元10和第二分压器单元20的连接点P是分压点。在以下解释中，假定电源在低电势端，而接地在高电势端。电源的电压是负的，电源的电压值是-V，并且连接点P处的电压(分压)是Vp。

第一分压器单元10包括串联连接的多个二极管11(11_1至n)。“n”是正整数。二极管11均被连接以便在正向方向上排列，并且二极管11的正向电压的温度特性在正向电流恒定的情况下具有负温度系数。

多个二极管11串联连接，二极管11的一端形成阳极侧端部分，而二极管11的另一端形成阴极侧端部分。在图1中，阴极侧端连接至形成低电势端的电源，而阳极侧端连接至第二分压器单元20。正向偏置因此被施加至二极管11。

图2图示出指示表示二极管中的温度T与正向电压Vf之间的关系的温度系数的曲线图。图2公开了其中温度系数α等于-0.002(V/℃)的情况作为示例。

在第二分压器单元20中，电阻器21和温度补偿器22并联连接。例如，热敏电阻器可以用作温度补偿器22。在这种情况下，如果电阻器21的电阻值随着温度上升而增加(正特性)，则其电阻值随着温度随着温度上升而降低(负特性)的热敏电阻器可用作温度补偿器22。如果电阻器21的电阻值随着温度上升而降低(负特性)，则其电阻值随着温度上升而增加(正特性)的热敏电阻器可用作温度补偿器22。

从而，可以抑制电阻器21和温度补偿器22的组合电阻值Rc的温度依赖性。分压Vp鉴于第一分压器单元10的组合电阻值来确定。因此，温度依赖性可以在分压Vp中出现，即使第二分压器单元20的组合电阻Rc没有温度依赖性。在本发明的示例性实施例中，多个二极管11串联连接以使得能够抑制第二分压器单元20的温度依赖性。

分压点P处的分压Vp可以如下描述。分压被表示为Vp[T]以便表示分压Vp的值等是温度的函数。分压Vp[25]表示在室温(25℃)处的值。

当温度补偿器22的电阻值被表示为Rt[25]时，电阻器21的电阻值被表示为R[25]，并且温度补偿器22和电阻器21的组合电阻值被表示为Rc[25]，给出以下等式。

Rc[25]＝1/(1/R[25]+1/Rt[25])

因此，在分压点P处流动的电流I可以如下描述：

I＝Vp[25]/Rc[25]

＝(Vp[25]xR[25]xRt[25])/(R[25]+Rt[25])...(2)

如果当电流I在二极管11_1至11_n中流动时的正向电压被表示为Vf_i(I)[25]，则分压点P处的分压Vp[25]给出为：

Vp＝V+ΣVf_i(I)[25]...(1)

其中Σ表示i＝l,2,…,n上的和。

接着，解释在温度T(T≥25℃)处的分压Vp[T]。使用典型值-0.002(V/℃)作为二极管11中的正向电压的温度系数α(α＝-0.002(V/℃))。使用5000(ppm/℃)作为温度补偿器22中的电阻值Rt的电阻温度系数β(β＝5000(ppm/℃))。以上描述的值是示例。

在这种情况下，在温度T处的分压Vp[T]被表示为：

Vp[T]＝(V+ΣVf_i(I))x(l+α)x(T-25)

＝(V+ΣVf_i(I))x(l+-0.002)x(T-25)...(3)

其中Σ表示i＝l,2,…,n上的和。

电流I如下给出。

I＝Vp[T]/Rc[T]

＝(Vp[T]xR[T]xRt[T])/(R[T]+Rt[T])...(4)

温度补偿器22的电阻Rt[T]如下给出。

Rt[T]＝Rt[25]+(βxRt[25]x(T-25))/10⁶

＝Rt[25]+(5000xRt[25]x(T-25))/10⁶...(5)

等式(3)至(5)示出，分压Vp[T]是温度T的正线性函数。从而，如图3中例示的，能够相对于温度T在正方向上线性地补偿分压Vp。在理想情况下，如图4所示，增益控制元件的增益可以是恒定的而不取决于温度。

应当注意，分压Vp的变化相对于温度变化被充分地抑制并且其余温度依赖性相对于温度线性地变化。这使得分压Vp能够线性地变化，从而能够抑制增益控制元件的增益温度特性的恶化。

因此，通过串联连接多个二极管11并且使用每个二极管11中的正向电压线性温度特性，可以以使得分压Vp相对于温度线性地变化的方式来执行温度补偿。

在实施例的以上解释中，第一分压器单元10布置在电源侧并且第二分压器单元20布置在接地侧。然而，也可以使用其他电路配置。例如，第二分压器单元20可以布置在电源侧并且第一分压器单元10可以布置在接地侧，如图5中图示出的。

以上使用和解释具有负电压的电源。然而，也可以使用正电压作为电源。在这种情况下，如图6和7所示，以使得向形成第一分压器单元10的二极管施加正向电压的方式形成了与图1和图5所示的连接相反的反转的电路连接。

提供实施例的先前描述以使得本领域技术人员能够做出和使用本发明。另外，本领域技术人员将很容易清楚对这些示例性实施例的各种修改，并且本文中定义的一般性原理和具体示例可以在不使用创造能力的情况下应用于其他实施例。因此，本发明并非意图限于本文中描述的示例性实施例，而是被给予由权利要求的限制和等同方案限定的最宽范围。

另外，注意，发明人的意图是保持要求保护的发明的所有等同方案，即使权利要求在审查期间被修改。

【附图标记列表】

2 温度补偿的分压器电路

10 第一分压器单元

11 (11_1至11_n)二极管

20 第二分压器单元

21 电阻器

22 温度补偿器

Claims (9)

1.一种温度补偿的分压器电路，所述温度补偿的分压器电路对高电势端与低电势端之间的电势差进行分压，并且输出温度补偿的分压，所述温度补偿的分压器电路包括：

第一分压器单元，其中多个二极管串联连接，所述第一分压器单元的一端是阳极侧端，并且所述第一分压器单元的另一端是阴极侧端；以及

第二分压器单元，所述第二分压单元连接至所述第一分压器单元，所述第二分压器单元包括并联连接的电阻器和温度补偿器，所述温度补偿器具有基本上线性的温度特性并且抑制所述电阻器的温度变化。

2.根据权利要求1所述的温度补偿的分压器电路，其中：

所述高电势端和所述低电势端构成端子部分，所述低电势端的电势低于所述高电势端的电势，并且温度补偿以使得所述温度补偿的分压相对于温度变化至少线性地变化的方式被执行。

3.根据权利要求2所述的温度补偿的分压器电路，其中所述第一分压器单元的所述阴极侧端以使得正向偏置被施加至所述多个二极管的方式被布置在低电势端侧上。

4.根据权利要求3所述的温度补偿的分压器电路，其中所述温度补偿器在所述电阻器的温度特性具有正温度系数的情况下具有负特性，并且在所述电阻器的温度特性具有负温度系数的情况下具有正特性。

5.根据权利要求3所述的温度补偿的分压器电路，其中所述温度补偿器是热敏电阻器。

6.根据权利要求4所述的温度补偿的分压器电路，其中所述温度补偿器是热敏电阻器。

7.根据权利要求2所述的温度补偿的分压器电路，其中所述温度补偿器在所述电阻器的温度特性具有正温度系数的情况下具有负特性，并且在所述电阻器的温度特性具有负温度系数的情况下具有正特性。

8.根据权利要求7所述的温度补偿的分压器电路，其中所述温度补偿器是热敏电阻器。

9.根据权利要求2所述的温度补偿的分压器电路，其中所述温度补偿器是热敏电阻器。