一种低温漂精密电压输出电路的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一精密电压输出电路，可以实现低温漂精密电压输出，可以满足宽温度工作范围、温漂低的场所。


背景技术：

[0002]
在精确制导武器系统中，为了给ad转换电路提供精确电压，便于其信号比较处理。同时，由于系统工作环境恶劣，一般要求此处电压具有高精度与低温漂特性。
[0003]
由于现有的电路精度低，高低温变化范围较大，只能满足常温的工作条件，在恶劣的工作环境条件下，无法满足其精度要求，从而不能使用，必须进行改进。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的就是为了解决已有电压输出电路的缺点，提供一种满足高精度、低温漂的电压输出电路。
[0005]
实现本实用新型目的的技术解决方案为：
[0006]
一种低温漂精密电压输出电路，包括精密基准源电路、分压电路和跟随电路；
[0007]
精密基准源电路用于电源变换，产生5v基准电压，为分压电路提供5v基准电压；
[0008]
分压电路包含串联的负温度系数补偿电路与正温度系数补偿电路；对精密基准源电路提供的5v基准电压进行分压及温度漂移补偿，并将分压补偿后的电压输出至跟随电路；
[0009]
跟随电路跟随分压电路输出的电压，输出精密电压。
[0010]
进一步地，精密基准源电路包括精密稳压源，精密稳压源的输入、输出端分别通过一电容接地。
[0011]
进一步地，负温度系数补偿电路由负温度系数热敏电阻rnt与常规电阻串并联连接。
[0012]
进一步地，常规电阻包括第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3；
[0013]
第三电阻r3与负温度系数热敏电阻rnt串联后再与第二电阻r2并联，并联的电路一端再与第一电阻r1串联，第一电阻r1另一端接精密基准源电路输出的5v基准电压，并联的电路另一端与正温度系数补偿电路连接，并作为分压电路的输出。
[0014]
进一步地，负温度系数热敏电阻rnt的阻值与温度关系式为：
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r=r0 *expb (1/t
–
1/t0)
[0016]
式中，r：第一环境温度t下的电阻值；
[0017]
r0：第二环境温度t0下的电阻值；
[0018]
b：负温度系数热敏电阻的常数。
[0019]
进一步地，正温度补偿系数电路由正温度系数温度传感器电阻rpt与第四电阻串联，正温度系数温度传感器电阻rpt另一端接地gnd，第四电阻r4另一端与负温度系数补偿电路连接，作为分压电路的输出。
[0020]
进一步地，跟随电路包括集成运放，分压电路输出的电压输入至集成运放的正相输入端，集成运放的输出端输出精密电压，同时，该输出端反馈至集成运放的反相输入端。
[0021]
本实用新型的优点是实现高精密电压输出，它解决了现有的精密电压电路温度漂移较大、输出精度低、使用场合受限的缺点，可以直接用在工作温度范围为-55℃～125℃宽范围的场合，全温度范围温度漂移仅为0.1mv以内,输出精度小于0.01mv。
附图说明
[0022]
图1是本实用新型一低温漂精密电压输出电路的电路框图。
[0023]
图2a是本实用新型一低温漂精密电压输出电路精密基准源电路的电路图。
[0024]
图2b是精密基准源电路输出电压与温度关系。
[0025]
图3是本实用新型一低温漂精密电压输出电路分压电路的电路图。
[0026]
图4a是本实用新型一低温漂精密电压输出电路负温度系数补偿电路的电路图。
[0027]
图4b是负温度系数补偿电路中的热敏电阻rnt的阻值与温度关系。曲线
[0028]
图5a是本实用新型一低温漂精密电压输出电路正温度系数补偿电路的电路图。
[0029]
图5b是正温度系数补偿电路总的电阻阻值随温度变化曲线。
[0030]
图6是本实用新型一低温漂精密电压输出电路跟随器电路的电路图。
具体实施方式
[0031]
以下结合附图，详细说明本方案的实施方式。
[0032]
由图1所示，本实施例的低温漂精密电压输出电路，包括精密基准源电路11、分压电路12（包含负温度系数补偿电路13与正温度系数补偿电路电路14）和跟随电路15。
[0033]
由图2a所示，精密基准源电路由精密稳压源u1与电容c1、c2组成。精密基准电路主要为电源变换，产生高精密、低温漂的5v基准电压，其输出电压精度高，输出为5.000v
±
0.003v，温度漂移为3ppm/℃，当工作温度从－55℃～125℃，其输出电压漂移为2.7mv。其输出电压与温度曲线如图2b所示。
[0034]
由图3所示，当工作温度从－55℃～125℃，由于后级跟随器的最终输出电压为负温度系数，若没有温度补偿，在－55℃工作，输出漂移达+8mv ，125℃工作，输出漂移达－10mv，从而需要进行温度补偿设计。分压电路由负温度系数补偿电路与正温度系数补偿电路组成，完成分压电路的温度补偿。
[0035]
由图4a所示，负温度系数补偿电路由电阻r1、r2、r3与负温度系数热敏电阻rnt组成，电阻r3与负温度系数热敏电阻rnt串联后再与电阻r2并联，并联的电路一端再与电阻r1串联，电阻r1另一端接精密基准源电路输出的+5v电压。并联的电路另一端与正温度系数补偿电路连接，并作为分压电路的分压输出。
[0036]
当工作温度从－55℃～125℃，其总的电阻阻值随温度增加而线性降低。热敏电阻rnt的阻值与温度关系如下：
[0037]
r=r0 *expb (1/t
–
1/t0) ꢀꢀꢀꢀꢀ （1）
[0038]
其中，r：环境温度t(k)下的电阻值（k：绝对温度）；
[0039]
r0：环境温度t0(k) 下的电阻值；
[0040]
b：热敏电阻的b常数。
[0041]
由图4b所示，由于热敏电阻rnt的阻值与温度关系为负温度指数曲线，当b＝4100，常温（25℃）rnt为1kω时，低温（－55℃）rnt变为154.92kω，高温（125℃）rnt变为0.0316kω，通过其串联电阻r3，再并联电阻r2，从而其电阻r2//（rnt+r3）的总电阻呈现负温度线性变化。
[0042]
由图5a所示，正温度系数补偿电路由串联的电阻r4、正温度系数温度传感器电阻rpt组成，电阻rpt另一端接地gnd，电阻r4另一端与负温度系数补偿电路连接，作为分压电路的分压输出。当工作温度从－55℃～125℃，其总的电阻阻值随温度增加而线性增加。其温度变化曲线如图5b所示。
[0043]
由图6所示，分压电路输出的精密分压值输入至跟随电路，跟随电路输出精密电压，从而完成高精密电压的输出。跟随电路包括集成运放na，分压电路输出的精密分压值输入至集成运放na的正相输入端，正相输入端同时经电容c3接地gnd。集成运放na的输出端输出精密电压，同时，输出端反馈至集成运放na的反相输入端。
[0044]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。