专利名称：例如用于1-10v接口的温度补偿电流发生器的制作方法
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，l-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，l-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p且值相关。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。
现在将参照附图仅以示例形式描述本发明，在附图中 画图l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。
具体实施例方式
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VI (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l-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Ql、 Q2，所述集电极连到输出端IO之一，而另 一输出端子连至接地G。
在图1中，晶体管Ql的基极经由电阻网络连至输入电压VI，所述 电阻网络的总电阻值可,皮视为单个电阻器Reql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Rl，
-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的基級经由电阻器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的基恢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RS,
-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Ql、 Q2的基欧电流将 净皮视为可忽略，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Ql的基改电流)，电阻器 R4上的电压等于支路R4-R^上的电流与R4的乘积。此电流等于电源电 压VI除以R4与R^的电阻值之和。换句话讲，晶体管Ql的基玟电压 取决于输入电压VI被包括R4和Reql的分压器分压后的值。
R3上的电压等于电源电压VI减去双极晶体管Ql的M-发射极结 电压以及减去R4上的电压。来自晶体管Ql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Ql的J^L射极 结上的电压降以及Reql的电阻值的函数。
当温度升高时，晶体管Ql的l^L-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，R^将减小而R4上的电压(即晶体管Q1的基欧电压)将 增大，以便保持晶体管Ql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Ql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Reql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的基统电流又可忽 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1J^L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
6的净M尝效果。
图2的实施例与图i的实施例相比的主JH^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。
权利要求
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。
2. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述电阻网络(Reqi, Req2)包括至少一个第一 (NTC1; NTC3)和至少一个第二 (NTC2; NTC4) 电阻器元件(NTCl, NTC2; NTC3， NTC4 )，所述电阻器元件的电阻值 随温度改变。
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(Rl， R5; R2, R6)。
4. 如权利要求3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电阻 器元件串联的固定值电阻器(Rl， R5)。
5. 如权利要求3或4任一项所述的装置，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 与所述电阻器元件并联的固定值电阻器(R2， R6)。
6. 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。
7. 如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于所述电阻网络(R^) 包含在设定所述至少一个晶体管(Ql)的^电压的分压器(R4， Reql) 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(Ql)的基极电压 =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
8. 如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于所述至少一个晶体 管(Ql)的发射极经由固定值电阻器(R3)连接到所述输入电压(Vl)。
9. 如上述权利要求1-6中任一项所述的装置，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g-发射极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M-发射极结上的电压降的温度漂移来 保持所述比值恒定。
10. 如权利要求9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。
11. 如权利要求10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。
12. 根据权利要求1-11中任一项的装置作为用于l-10V接口的补偿 电流发生器的应用。
全文摘要
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(R<sub>eq2</sub>)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(R<sub>eq2</sub>)的电阻值的函数。所述电阻网络(R<sub>eq2</sub>)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。
文档编号G05F3/22GK101460904SQ200780020713
公开日2009年6月17日 申请日期2007年6月4日 优先权日2006年6月7日
发明者阿尔贝托·费罗 申请人:奥斯兰姆有限公司