DE19961500B4 - Konstantspannungsschaltung - Google Patents

Konstantspannungsschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE19961500B4
DE19961500B4 DE19961500A DE19961500A DE19961500B4 DE 19961500 B4 DE19961500 B4 DE 19961500B4 DE 19961500 A DE19961500 A DE 19961500A DE 19961500 A DE19961500 A DE 19961500A DE 19961500 B4 DE19961500 B4 DE 19961500B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
circuit
voltage
temperature characteristic
series
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19961500A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19961500A1 (de
Inventor
Ryuji Tohyama
Naruki Suetake
Minoru Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE19961500A1 publication Critical patent/DE19961500A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19961500B4 publication Critical patent/DE19961500B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/18Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using Zener diodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Konstantspannungsschaltung, umfassend eine Brückenschaltung, die eine Reihenschaltung hat, die auf einer Seite gebildet wird durch Verbindung von Widerständen (101, 102) in Reihe, und eine Reihenschaltung hat, die auf der anderen Seite gebildet wird, durch Verbindung eines Widerstands (103), eines temperaturabhängigen Halbleiterelements (104) und einer Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung (200) in Reihe, welche ein Temperaturcharakteristik-Korrekturelement (203) enthält, das eine entgegengesetzte Temperaturcharakteristik zu jener des temperaturabhängigen Halbleiterelements (104) hat, und das zwischen dem Widerstand (103) und dem temperaturabhängigen Halbleiterelement (104) vorgesehen ist, und einen Differenzverstärker (100), wobei
der Ausgang (V–) des Verbindungspunkt der Reihenschaltung auf einer Seite der Brückenschaltung und der Ausgang (V+) der Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung (200) auf der anderen Seite mit dem Eingangsanschluss des Differenzverstärkers (100) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet dass,
die Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung (200) ein Temperaturcharakteristik- Korrekturelement (203) und eine Spannungsteilerschaltung (210) umfasst, mit einer Reihenschaltung (201, 202), die parallel geschaltet ist zum Temperaturcharakteristik-Korrekturelement (203), und der Ausgang (V+) des Teilungspunkts der...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Konstantspannungsschaltung, die in einem breiten Temperaturbereich verwendet werden kann, wie eine Konstantspannungsschaltung, die in einer Fahrzeugsteuerschaltung oder dergleichen verwendet wird.
  • Konstantspannungsschaltungen sind im Stand der Technik bekannt aus DE 18 13 326 B2 , JP 5422552 A und JP 4349513 A . DE 18 13 326 B2 beschreibt gemäß 3 eine Brückenschaltung in deren einem Zweig zwei Widerstände in Reihe geschaltet sind und in deren anderem Zweig ein Widerstand, ein Transistor und eine Zener-Diode, in Reihe geschaltet sind. Im einen Zweig der Brücke wird der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen und im anderen Zweig der Brücke wird der Verbindungspunkt zwischen dem Transistor und der Zener-Diode auf einen Differenzverstärker geschaltet. Der Transistor dient dabei als Kompensationselement, um die Temperaturabhängigkeit der Zener-Diode zu kompensieren. Diese Schaltungsanordnung dient zur Regelung der Sperrdurchbruchspannung der Zener Diode, durch Stabilisierung des durch sie durchfließenden Stromes gegen den Einfluss von Temperaturschwankungen (Sp. 8, Z. 21–25).
  • JP-5422552 A beschreibt eine Schaltung zum Stabilisieren einer Spannung gegenüber Temperaturveränderungen. Zu diesem Zweck wird eine Brückenschaltung beschrieben, in deren einen Zweig zwei Widerstände in Reihe geschaltet sind und in deren anderem Zweig eine Diode, ein Widerstand und einer Zener-Diode in Reihe geschaltet sind. Als Eingangsspannung eines Differenzverstärkers dient die Spannung, die im einen Zweig zwischen den beiden Widerständen abgegriffen wird und im anderen Zweig zwischen dem Widerstand und der Zener-Diode abgegriffen wird.
  • JP 4 349513 A beschreibt eine Schaltung zum Erzeugen einer konstanten Spannung. Zu diesem Zweck ist eine Brückenschaltung gezeigt, in deren einem Zweig ein Widerstand und eine Diode in Reihe geschaltet sind, wobei in einem Parallelzweig zu der Diode zwei weitere Widerstände in Reihe geschaltet sind. Im anderen Zweig der Brückenschaltung ist eine Impedanz und ein Transistor in Serie geschaltet. Als Ansteuerspannung für den Transistor dient die Spannung, die zwischen den parallel zu der Diode geschalteten Widerständen abgegriffen wird.
  • 5 ist ein Schaltbild einer Konstantspannungsschaltung des Standes der Technik zur Stabilisierung einer Spannung aus einer Gleichspannungsquelle. In 5 bezeichnet die Bezugsziffer 100 einen Differenzverstärker, 101, 102 und 103 bezeichnen feste Widerstände mit jeweiligen Widerstandswerten R11, R12 und R13, und 104 bezeichnet eine Zener-Diode, welche ein temperaturabhängiges Halbleiterelement ist. In dieser Konstantspannungsschaltung bilden eine Reihenhaltung, die auf einer Seite durch Verbindung der festen Widerstände 101 und 102 in Reihe gebildet wird, und eine Reihenschaltung, die auf der anderen Seite durch Schaltung der festen Widerstände 103 und der Zener-Diode 104 in Reihe gebildet wird, eine Brückenschaltung, wobei ein Verbindungspunkt zwischen dem festen Widerstand 101 und dem festen Widerstand 103 der Brückenschaltung mit dem Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 100 verbunden ist, und ein Verbindungspunkt zwischen dem festen Widerstand 102 und der Zener-Diode 104 mit der Erde verbunden ist. Ferner ist der Ausgang bzw. die Ausgabe des Verbindungspunkts der Reihenschaltung auf einer Seite an den invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 100 angeschlossen, und der Ausgang bzw. die Ausgabe des Verbindungspunkts der Reihenschaltung auf der anderen Seite ist an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 100 angelegt, so daß aus dem Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 100 eine Konstantspannung ausgegeben wird.
  • Nun wird der Betrieb der obigen Konstantspannungsschaltung beschrieben.
  • Die Spannung V+ des nicht-invertierenden Eingangsanschlusses des Differenzverstärkers 100 ist gleich der Spannung Vz an beiden Ende der Zener-Diode 104. Daher wird die Spannung V des invertierenden Eingangsanschlusses des Differenzverstärkers 100 gleich V+ und Vz. Folglich wird die Ausgangsspannung V6 des Differenzverstärkers 100 durch die folgende Gleichung (1) dargestellt. V6 = {(R11 + R12)/R12}·Vz (1)
  • Die obige Ausgangsspannung V6 hat einen konstanten Wert, der bestimmt wird von den Widerstandswerten R11 und R12 der festen Widerstände 101 und 102, und von der Zener-Spannung Vz der Zener-Diode 104. Die Ausgangsspannung V6 des Differenzverstärkers 100 wird im folgenden als "Konstantspannung" bezeichnet.
  • Da die Zener-Diode 104 ein temperaturabhängiges Element ist, ändert sich die Spannung Vz an beiden Enden der Zener-Diode 104 mit der Temperatur. Die Spannung Vz an beiden Enden der Zener-Diode 104 wird durch einen Strom Iz bestimmt, der durch die Zener-Diode 104 fließt, und Veränderungen ΔVz in der Spannung Vz, die von Temperaturveränderungen verursacht werden (im folgenden als "Temperaturcharakteristiken" bezeichnet) werden von der Spannung Vz bestimmt. Das bedeutet, daß die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 von dem durch die Zener-Diode 104 fließenden Strom Iz bestimmt werden.
  • Die Temperaturcharakteristiken der Konstantspannungsschaltung des Standes der Technik werden in folgenden beschrieben.
  • Der Strom Iz, der durch die Zener-Diode 104 fließt, wird durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. Iz = (V6 – Vz)/R13 (2)
  • Wenn die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104, welche von dem in einem bestimmten Temperaturbereich durch die Zener-Diode 104 fließenden Strom Iz bestimmt werden, berücksichtigt werden, wird die Spannung V des invertierenden Eingangsanschlusses des Differenzverstärkers 100 durch die Gleichung V = Vz + ΔVz bestimmt. Daher wird die Konstantspannung V6 durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt, wenn die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 berücksichtigt werden. V6 = {(R11 + R12)/R12}·(Vz + ΔVz) (3)
  • Die Temperaturcharakteristiken ΔV6 der Konstantspannung V6 werden durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt. ΔV6 = {(R11 + R12)/R12}·ΔVz (4)
  • Daher ist verständlich, daß die Temperaturcharakteristiken ΔV6 der Konstantspannung V6 proportional zu den Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 sind.
  • Allgemein gesprochen wird der Wert der Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 am kleinsten, wenn die Zener-Spannung bei ungefähr 5V liegt, positiv wenn die Zener-Spannung höher als 5V liegt, und negativ wenn die Zener-Spannung niedriger als 5V ist, wie in 6 gezeigt. Daher wird in der Konstantspannungsschaltung des Standes der Technik in den meisten Fällen eine 5.1V Zener-Diode als Zener-Diode 104 verwendet. Da jedoch die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 im Bereich von 5V sich wie eine quadratische Funktion verändern, wie in
  • 7 gezeigt, ist ΔVz im normalen Verwendungsbereich (–10 bis 80°C) klein, aber die Temperaturcharakteristiken ΔV6 der Konstantspannung V6 werden an beiden Enden eines breiten Temperaturbereichs (–40 bis 120°C) groß, d.h. auf einer Hochtemperaturseite und einer Niedertemperaturseite, wenn die Konstantspannungsschaltung in einer Fahrzeugsteuerung verwendet wird, wodurch es unmöglich wird hochgenaue Konstantspannungs-Charakteristiken zu erhalten.
  • Es ist e Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zur Lösung der oben angeführten Probleme, eine Konstantspannungsschaltung bereitzustellen, welche eine exzellente Temperaturcharakteristik über einen breiten Temperaturbereich hat.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung geschaffen, welche eine Brückenschaltung umfaßt, die auf einer Seite eine Reihenschaltung hat, die durch Reihenschaltung von Widerständen gebildet wird, und auf der anderen Seite eine Reihenschaltung hat, die durch Reihenschaltung eines Widerstands, eines temperaturabhängigen Halbleiterelements und einer Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung gebildet wird, einschließlich eines Temperaturcharakteristik-Korrekturelements, das eine Temperaturcharakteristik hat, die jener des temperaturabhängigen Halbleiterelements entgegengesetzt ist und das zwischen dem Widerstand und dem temperaturabhängigen Halbleiterelement vorgesehen ist, und einen Differenzverstärker, wobei der Ausgang des Verbindungspunkts der Reihenschaltung auf einer Seite der Brückenschaltung und der Ausgang der Steuereinrichtung auf der anderen Seite mit dem Eingangsanschluß des Differenzverstärkers verbunden sind.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung bereitgestellt, bei welcher die Steuereinrichtung ein Temperaturcharakteristik-Korrekturelement und eine Spannungsteilerschaltung umfaßt, welche eine Reihenschaltung hat, die parallel zu dem Temperaturcharakteristik-Korrekturelement geschaltet ist, und wobei der Ausgang des Teilungspunkts der Spannungsteilerschaltung an den Differenzverstärker angelegt wird.
  • Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung geschaffen, bei welcher das temperaturabhängige Halbleiterelement eine Zener-Diode ist, die einen positiven Temperaturkoeffizienten hat, und das Temperaturcharakteristik-Korrekturelement eine Diode ist.
  • Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung geschaffen, bei welcher die Zener-Diode eine Zener-Spannung von ungefähr 5V hat.
  • Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung geschaffen, bei welcher der Zener-Strom der Zener-Diode eingestellt wird, damit sichergestellt wird, daß die Temperaturveränderung der Zener-Spannung kleiner wird als die Temperaturveränderung an beiden Enden der Diode.
  • Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung geschaffen, welche in einer Fahrzeugsteuerschaltung verwendet wird.
  • Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Konstantspannungsschaltung geschaffen, welche in einem wärmeempfindlichen Durchflußsensor bzw. Strömungssensor verwendet wird.
  • Die obige und weitere Aufgaben, Merkmalen und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung klarer hervor, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen.
  • 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Konstantspannungsschaltung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Diagramm, das Temperaturveränderungen in der Spannung an beiden Enden einer Diode nach der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein Diagramm, das Temperaturveränderungen in der Zener-Spannung zeigt;
  • 4 ist ein Diagramm, das Temperaturveränderungen in der Konstantspannung nach der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Konstantspannungsschaltung des Standes der Technik zeigt;
  • 6 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Zener-Spannung und den Temperaturcharakteristiken einer Zener-Diode zeigt; und
  • 7 ist ein Diagramm, das Temperaturveränderungen in der Zener-Spannung zeigt.
  • Eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Konstantspannungsschaltung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 100 einen Differenzverstärker, 101, 102, 103, 201 und 202 bezeichnen feste Widerstände mit jeweiligen Widerstandswerten R11, R12, R13, R21 und R22, 104 bezeichnet eine Zener-Diode, welche ein temperaturabhängiges Halbleiterelement ist, und 203 bezeichnet eine Diode, welche ein Temperaturcharakteristik-Korrekturelement ist. Eine Parallelschaltung, welche aufgebaut wird durch parallele Verbindung einer Spannungsteilerschaltung 210, welche durch Reihenschaltung der festen Widerstände 201 und 202 gebildet wird, mit der Diode 203, wird als Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung 200 verwendet.
  • In der Konstantspannungsschaltung dieser Ausführung bilden eine Reihenschaltung, die auf einer Seite durch Verbindung der festen Widerstände 101 und 102 in Reihe gebildet wird, und eine Reihenschaltung, die auf der anderen Seite durch Verbindung des festen Widerstands 103, der Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung 200 und der Zener-Diode 104 in Reihe gebildet wird, eine Brückenschaltung, wobei der feste Widerstand 101 und der feste Widerstand 103 mit dem Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 100 verbunden werden, und der feste Widerstand 102 und die Zener-Diode 104 mit der Erde verbunden werden. Ferner wird der Ausgang des Verbindungspunkts der Reihenschaltung auf einer Seite mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 100 , verbunden, und der Ausgang eines Verbindungspunkts (Teilungspunkts) zwischen dem festen Widerstand 201 und dem festen Widerstand 202 der Spannungsteilerschaltung 210, die auf der anderen Seite die Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung 200 bildet, an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 100 angelegt, und eine Konstantspannung (Festspannung) V6 wird stabil aus dem Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 100 ausgegeben.
  • Die Temperaturcharakteristik der Diode 203, welche eine Temperaturcharakteristik-Korrekturelement ist, wird im folgenden beschrieben. Allgemein gesprochen fällt mit steigender Temperatur die Durchlaßspannung bzw. Durchlaßrichtungsspannung Vd einer Diode beinahe linear ab. Daher sind Veränderungen ΔVd in der Spannung Vd an beiden Enden der Diode 203, die durch Temperaturveränderungen (Temperaturcharakteristiken) verursacht werden, im allgemeinen mit exzellenter Linearität negativ. Daher kann die Diode 203 als Temperaturcharakteristik-Korrekturelement für die Zener-Diode 104 verwendet werden, welche ein positiv temperaturabhängiges Element ist.
  • Die Zener-Diode 104 wird so gewählt, daß eine Zener-Spannung erhalten wird, welche bei relativ guter Linearität kleine Temperaturcharakteristiken bzw. Temperaturveränderlichkeiten hat. Die Temperaturcharakteristiken der Zener-Diode 104 wurden bereits in dem Abschnitt über den Stand der Technik beschrieben.
  • Nun werden die Temperaturcharakteristiken der Konstantspannungsschaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Wenn die Ausgangsspannung (Konstantspannung) des Differenzverstärkers 100 durch V6 dargestellt wird, die Zener-Spannung der Zener-Diode 104 durch Vz dargestellt wird, und die Durchlaßspannung bzw. Durchlaßrichtungsspannung der Diode 203 durch Vd dargestellt wird, wird ein Strom Iz, der durch Zener-Diode 104 fließt, durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt. Iz = (V6 – Vz – Vd)/R13 (5)
  • Da der Teilungspunkt der Spannungsteilerschaltung 210 mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 100 verbunden ist, wird die Spannung V+ des nichtinvertierenden Eingangsanschlusses durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt. V+ = Vz + {R22/(R21 + R22)}·Vd (6)
  • Daher wird die Spannung V des invertierenden Eingangsanschlusses des Differenzverstärkers 100 durch die folgende Gleichung (7) ausgedrückt. V_ = V+ = Vz + {R22/(R21 + R22)}·Vd (7)
  • Wenn die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 und Temperaturcharakteristiken ΔVd der Diode 203 bei einem bestimmten Temperaturbereich berücksichtigt werden, kann die Spannung V_ des invertierenden Eingangsanschlusses des Differenzverstärkers 100 durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt werden. V_ = (Vz + ΔVz) + {R22/(R21 + R22) }·(Vd + ΔVd) (8)
  • Daher wird die Konstantspannung V6 durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückt. V6 = {(R11 + R12)/R12}·(Vz + ΔVz) + {R22(R11 + R12)/ R12(R21 + R22)}·(Vd + ΔVd) (9)
  • Die Temperaturcharakteristiken ΔV6 der Konstantspannung V6 können aus der folgenden Gleichung (10) berechnet werden. ΔV6 = {(R11 + R12)/R12}·ΔVz + {R22(R11 + R12)/ R12(R21 + R22) }·ΔVd (10)
  • Wenn der Wert der Temperaturcharakteristiken ΔV6 der Konstantspannung V6 am kleinsten wird, d.h. ΔV6 = 0, wird aus Gleichung (10) die folgende Gleichung (11) erhalten. ΔVz = – {R22/(R21 + R22)}·ΔVd (11)
  • Bei dieser Ausführung wird eine Diode 203 als Temperaturcharakteristik-Korrekturelement verwendet, welche negative Temperaturcharakteristiken ΔVd mit exzellenter Linearität hat, eine Zener-Diode 104, welche positive Temperaturcharakteristiken ΔVz mit relativ exzellenter Linearität hat, wird als temperaturabhängiges Element verwendet, und der durch die Zener-Diode 104 fließende Strom Iz wird so bestimmt, daß die Beziehung zwischen den Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 und den Temperaturcharakteristiken ΔVd der Diode 203 den folgenden Ausdruck (12) erfüllt, um so die Temperaturcharakteristiken der Konstantspannung V6 zu verbessern. |ΔVz| ≤ |ΔVd| (12)
  • Eine ausführliche Beschreibung der Korrektur der Temperaturcharakteristiken durch die Diode 203 wird im folgenden vorgenommen.
  • Allgemein gesprochen sind die Temperaturcharakteristiken ΔVd des Temperaturcharakteristik-Korrekturelements negativ, und haben eine exzellente Linearität, wie durch Zeichen ❍ in 2 gezeigt. Wenn die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 eine exzellente Linearität haben, wie in 3 gezeigt, und ΔVz und ΔVd die Beziehung der obigen Gleichung (12) erfüllen, kann die Beziehung der obigen Gleichung (11) erfüllt werden, und eine Konstantspannung V6 mit exzellenten Temperaturcharakteristiken kann erhalten werden durch Teilung der obigen ΔVd durch die festen Widerstände 201 und 202, welche jeweils Widerstandswerte R21 und R22 haben.
  • Das bedeutet, daß wenn die Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 und die Temperaturcharakteristiken ΔVd der Diode 203 berücksichtigt werden, und die Spannung an beiden Enden des festen Widerstands 202 der Spannungsteilerschaltung 210 durch Vk dargestellt wird, Vk durch die Gleichung Vk = {R22/(R21 + R22)}·(Vd + ΔVd) = αk·(Vd + ΔVd) dargestellt werden kann.
  • Daher werden die Widerstandswerte R21 und R22 der festen Widerstände 201 und 202 so eingestellt, und der Korrekturkoeffizient αk wird so bestimmt, daß sichergestellt wird, daß ΔV6 = 0, durch Korrektur der Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 mit dem obigen Vk. Die obige Gleichung (9) kann unter Verwendung des obigen Korrekturkoeffizienten αk wie folgt verändert werden. V6 = {(R11 + R12)/R12}·{(Vz + ΔVz) + αk·(Vd + Δvd)} (13)
  • Wenn der optimale Korrekturkoeffizient, welcher die Gleichung (Vz + ΔVz) = – (Vd + ΔVd) × α2 erfüllt, durch α2 dargestellt wird, und die anderen Korrekturkoeffizienten, welche α1 > α2 > α3 erfüllen, durch α1 und α3 dargestellt werden, wie in 2 gezeigt, zeigt Vk = αk·(Vd + ΔVd)(k = 1,2,3) negative Temperaturcharakteristiken mit unterschiedlichen Steigungen. 4 zeigt Ergebnisse, die erhalten wurden durch Korrektur der Temperaturcharakteristik ΔVz der Zener-Diode 104 mit Vk. Die Temperaturcharakteristiken der Konstantspannung V6 sind exzellent im Falle des optimalen Korrekturkoeffizienten α2, und die Korrektur ist unzureichend oder übermäßig im Fall der Korrekturkoeffizienten α1 oder α3.
  • Daher können die Temperaturcharakteristiken der Konstantspannung V6 verbessert werden durch Bestimmung des durch die Zener-Diode 104 fließenden Stroms Iz unter Berücksichtigung der Temperaturcharakteristiken ΔVz der Zener-Diode 104 und der Temperaturcharakteristiken ΔVd der Diode 203.
  • Somit ist bei der Konstantspannungsschaltung dieser Ausführung die Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung 200, welche durch Parallelschaltung der Spannungsteilerschaltung 210, die durch die Reihenschaltung des festen Widerstands 201 und des festen Widerstands 202 gebildet wird, mit der Diode 203 aufgebaut wird, vorgesehen zwischen dem Widerstand 103 und der Zener-Diode 104 der Brückenschaltung, und der Ausgang des Teilungspunkts zwischen dem festen Widerstand 201 und dem festen Widerstand 202 der obigen Steuereinrichtung 200 wird an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 100 angelegt, um die Temperaturveränderung der Zener-Diode 104 zu korrigieren. Daher kann eine konstante Spannung über einen breiten Temperaturbereich einer Fahrzeugsteuerschaltung oder dergleichen stabil ausgegeben werden. Ferner, da eine Zener-Diode 104 mit einer Zener-Spannung von ungefähr 5V und kleinen Temperaturcharakteristiken mit exzellenter Linearität verwendet wird, sowie eine Diode 203, welche negative Temperaturcharakteristiken mit exzellenter Linearität hat, kann eine hochgenaue Ausgangsspannung über einen breiten Temperaturbereich erhalten werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung, welche ein Temperaturcharakteristik-Korrekturelement hat, welches eine umgekehrte bzw. entgegengesetzte Temperaturcharakteristik wie jene des temperaturabhängigen Halbleiterelements hat, vorgesehen zwischen dem Widerstand und dem temperaturabhängigen Halbleiterelement der Brückenschaltung, der Ausgang des Verbindungspunkts der Reihenschaltung auf einer Seite der Brückenschaltung und der Ausgang der Steuereinrichtung auf der anderen Seite werden an den Eingangsanschluß des Differenzverstärkers angelegt, und die Temperaturveränderung des temperaturabhängigen Halbleiterelements wird durch die Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung korrigiert. Daher kann die Ausgangsspannung auch über einen breiten Temperaturbereich stabilisiert werden.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die obige Steuereinrichtung das Temperaturcharakteristik-Korrekturelement und die Spannungsteilerschaltung, welche eine Reihenschaltung hat, die parallel geschaltet ist zu dem Temperaturcharakteristik-Korrekturelement, und der Ausgang des Teilungspunkts der Spannungsteilerschaltung wird an den Differenzverstärker angelegt. Daher kann die Temperaturveränderung des obigen temperaturabhängigen Halbleiterelements mit einem einfachen Aufbau korrigiert werden.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da das obige temperaturabhängige Halbleiterelement eine Zener-Diode ist, die einen positiven Temperaturkoeffizienten hat, und das obige Temperaturcharakteristik-Korrekturelement eine Diode ist, die eine negative Temperaturcharakteristik mit exzellenter Linearität hat, kann die Temperaturveränderung der Zener-Diode ohne Fehler korrigiert werden.
  • Nach dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da die obige Zener-Diode eine Zener-Spannung von ungefähr 5V hat, sowie eine kleine Temperaturcharakteristik mit exzellenter Linearität hat, kann die Ausgangsspannung weiter stabilisiert werden.
  • Nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, da der Zener-Strom der Zener-Diode eingestellt wird, um sicherzustellen, daß die Temperaturveränderung der Zener-Spannung kleiner wird als die Temperaturveränderung der Spannung an beiden Enden der Diode, kann die Temperaturveränderung der Zener-Diode ohne Fehler von der Diode korrigiert werden.
  • Nach dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da die Konstantspannungsschaltung mit exzellenten Temperaturcharakteristiken über einen breiten Temperaturbereich in einer Fahrzeugsteuerschaltung verwendet wird, kann die Fahrzeugsteuerschaltung, welche unter extremen Temperaturbedingungen verwendet wird, stabil betrieben werden.
  • Nach dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da die Konstantspannungsschaltung, welche exzellente Temperaturcharakteristiken über einen breiten Temperaturbereich hat, in einer Steuerschaltung für einen wärmeempfindlichen Strömungssensor bzw. Durchflußsensor verwendet wird, welcher unter Fahrzeugsteuerschaltungen eine hohe Genauigkeit der Temperaturcharakteristik erfordert, kann die Steuerschaltung für einen wärmeempfindlichen Durchflußsensor bzw. Strömungssensor stabil betrieben werden.

Claims (6)

  1. Konstantspannungsschaltung, umfassend eine Brückenschaltung, die eine Reihenschaltung hat, die auf einer Seite gebildet wird durch Verbindung von Widerständen (101, 102) in Reihe, und eine Reihenschaltung hat, die auf der anderen Seite gebildet wird, durch Verbindung eines Widerstands (103), eines temperaturabhängigen Halbleiterelements (104) und einer Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung (200) in Reihe, welche ein Temperaturcharakteristik-Korrekturelement (203) enthält, das eine entgegengesetzte Temperaturcharakteristik zu jener des temperaturabhängigen Halbleiterelements (104) hat, und das zwischen dem Widerstand (103) und dem temperaturabhängigen Halbleiterelement (104) vorgesehen ist, und einen Differenzverstärker (100), wobei der Ausgang (V–) des Verbindungspunkt der Reihenschaltung auf einer Seite der Brückenschaltung und der Ausgang (V+) der Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung (200) auf der anderen Seite mit dem Eingangsanschluss des Differenzverstärkers (100) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet dass, die Temperaturcharakteristik-Steuereinrichtung (200) ein Temperaturcharakteristik- Korrekturelement (203) und eine Spannungsteilerschaltung (210) umfasst, mit einer Reihenschaltung (201, 202), die parallel geschaltet ist zum Temperaturcharakteristik-Korrekturelement (203), und der Ausgang (V+) des Teilungspunkts der Spannungsteilerschaltung (210) an den Differenzverstärker (100) angelegt ist.
  2. Konstantspannungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das temperaturabhängige Halbleiterelement (104) eine Zener-Diode ist, die einen positiven Temperaturkoeffizienten hat, und das Temperaturcharakteristik-Korrekturelement (203) eine Diode ist.
  3. Konstantspannungsschaltung nach Anspruch 2, wobei die Zener-Diode (104) eine Zener-Spannung von ungefähr 5V hat.
  4. Konstantspannungsschaltung nach Anspruch 3, wobei die Zener-Spannung der Zener-Diode (104) eingestellt wird, um sicherzustellen, dass die Temperaturveränderung der Zener-Spannung kleiner wird als die Temperaturveränderung der Spannung an beiden Enden der Diode (203).
  5. Konstantspannungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Fahrzeugsteuerschaltung verwendet wird.
  6. Konstantspannungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem wärmeempfindlichen Durchflusssensor verwendet wird.
DE19961500A 1999-05-14 1999-12-20 Konstantspannungsschaltung Expired - Fee Related DE19961500B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11135047A JP2000330655A (ja) 1999-05-14 1999-05-14 定電圧回路
JP11-135047 1999-05-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19961500A1 DE19961500A1 (de) 2000-11-23
DE19961500B4 true DE19961500B4 (de) 2004-08-05

Family

ID=15142703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19961500A Expired - Fee Related DE19961500B4 (de) 1999-05-14 1999-12-20 Konstantspannungsschaltung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6181192B1 (de)
JP (1) JP2000330655A (de)
DE (1) DE19961500B4 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4629892B2 (ja) * 2001-03-27 2011-02-09 三菱電機株式会社 温度係数生成回路及びそれを用いた温度補償回路
US6661279B2 (en) * 2001-04-11 2003-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit which outputs first internal power supply voltage and second internal power supply voltage lower than first internal supply power voltage
TWI245122B (en) * 2001-06-29 2005-12-11 Winbond Electronics Corp Temperature measurement method and device with voltage variation compensation
JP4236402B2 (ja) * 2001-10-09 2009-03-11 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置
DE10247208A1 (de) * 2002-10-10 2004-04-22 Infineon Technologies Ag Brückenschaltung zur Echounterdrückung in Kommunikationseinrichtungen
US20100277223A1 (en) * 2009-05-04 2010-11-04 Fred Mirow Voltage/current reference using thermal electric feedback
CN201622302U (zh) * 2010-04-09 2010-11-03 维熹科技股份有限公司 过电压与过电流检测电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1813326A1 (de) * 1967-12-08 1969-06-19 Rca Corp Konstantstromquelle
JPS5422552A (en) * 1977-07-21 1979-02-20 Seiko Epson Corp Reference voltage source circuit
JPH04349513A (ja) * 1991-05-27 1992-12-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 定電圧発生回路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317054A (en) * 1980-02-07 1982-02-23 Mostek Corporation Bandgap voltage reference employing sub-surface current using a standard CMOS process
JP3554123B2 (ja) * 1996-12-11 2004-08-18 ローム株式会社 定電圧回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1813326A1 (de) * 1967-12-08 1969-06-19 Rca Corp Konstantstromquelle
JPS5422552A (en) * 1977-07-21 1979-02-20 Seiko Epson Corp Reference voltage source circuit
JPH04349513A (ja) * 1991-05-27 1992-12-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 定電圧発生回路

Also Published As

Publication number Publication date
US6181192B1 (en) 2001-01-30
JP2000330655A (ja) 2000-11-30
DE19961500A1 (de) 2000-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3503489A1 (de) Schaltungsanordnung zur kompensation der temperaturabhaengigkeit von empfindlichkeit und nullpunkt eines piezoresistiven drucksensors
DE2705201C3 (de) Logarithmische Kompressionsschaltung
DE2030093A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur nichtlinearer Signalande rungen als Funktion einer Meßgroße
CH676147A5 (de)
DE10330776A1 (de) Flussratendetektor vom thermischen Typ
DE2947771C2 (de) Direkt gekoppelte Verstärkeranordnung mit Stabilisierung des Ausgangsgleichstroms
DE19961500B4 (de) Konstantspannungsschaltung
DE4018016C2 (de) Hitzdraht-Luftmengenmesser
DE2848489A1 (de) Wirbelstroemungsmesser
DE69920159T2 (de) Strommessvorrichtung und telefonendgerät unter verwendung einer solchen strommessvorrichtung
DE19855870B4 (de) Flußsensor der wärmeempfindlichen Art
DE112022000955T5 (de) Sensorausgabekompensationsschaltung
DE3131431A1 (de) Schaltungsanordnung mit einer widerstandsbruecke
DE2751886A1 (de) Monolithisch integrierte, rueckgekoppelte verstaerkerschaltung
DE2660031B1 (de) Digitale Anzeigeschaltung fuer einen fotografischen Belichtungsmesser
DE3303945C2 (de) Schaltung zur temperaturkompensierenden Stromversorgung eines Hallgenerators
DE102008044760A1 (de) Halbleiterelement mit Kompensationsstrom
EP0074919B1 (de) Schaltungsanordnung mit einem Messumformer, insbesondere mit einem Halbleiter-Druckaufnehmer
DE112018008149T5 (de) Offset-Korrekturschaltung
DE10313348A1 (de) Eine temperaturabhängige Empfindlichkeit kompensierende Struktur eines Sensors
DE102004026460B4 (de) Temperaturkompensierte Meßschaltungsanordnung mit einer magnetoresistiven Sensorbrücke sowie Abgleichverfahren zum Abgleich deren Temperaturkompensation
DE102014201153B4 (de) Elektronischer Druckschalter
DE102018216136B4 (de) Zwei Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Bestimmung der Temperatur- und Widerstandsänderung von Sensorwiderständen einer Brückenschaltung
DE2933840A1 (de) Schaltungsanordnung zur ueberpruefung und steuerung der koeffizienten eines analogen adaptiven entzerrers
EP0146679A1 (de) Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation eines Messumsetzers

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee