[發明專利]高效熱穩定穩壓器、可調的穩壓二極管及調節輸出的方法

無效

• 申請號: 201110338155.2
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102541140A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 理查德·A·度尼佩茨
• 申請（專利權）人: 快捷半導體（蘇州）有限公司;快捷半導體公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 張穎玲;武晨燕

技術領域

本發明主題涉及調節裝置，更具體地涉及高效熱補償穩壓器和穩壓二極管電路。

背景技術

近年來，電力公司已經開始使用“智能”電表監控用戶電力。除了在一個地方消耗的總體能量，智能表可監控能量品質以及使用能量的具體時間。該信息可用于更精確地給用戶計費。此外，智能表可將能量信息發送到中央位置，而不需要人力去查看表。在某些實例中，智能表需要8瓦特發送能量信息。不發送時，智能表可只使用0.25瓦特的功率。普通電源穩壓器可使用48毫瓦(mW)或更多的功率。在非傳輸期間，穩壓器可大約使用所述儀表的功率的20％，這就是浪費的能量，該浪費的能量是待機狀態下其他監控情況的裝置的特征，例如用遠程控制可使用的裝置。使用更有效的電源穩壓器可明顯節省能量。

發明內容

該概述的目的在于提供本專利申請的主題的概述，其目的不在于排他性地或詳盡地解釋本發明。給出具體的描述，以提供關于本專利申請的進一步的信息。

此外，本文檔涉及用于高效熱補償穩壓器和穩壓二極管電路的設備。在實例中，穩壓器可包括：具有第一溫度系數(temperature?coefficient)的穩壓二極管，將該穩壓二極管配置成連接到輸出并提供至少一部分參考電壓；具有第二溫度系數的晶體管，將晶體管配置成接收參考電壓，接收輸出的表示，并提供反饋信息，該反饋信息通過使用輸出電壓的表示和參考電壓來指示輸出誤差；其中，將所述第一溫度系數和第二溫度系數配置成減少穩壓二極管和晶體管的至少一部分溫度漂移效應。

而且，本發明還提供一種電源，該電源包括：電源控制器；功率電子設備，配置成接收輸入電壓和使用來自該電源控制器的命令信號提供輸出；以及穩壓器，配置成接收輸出并將反饋信息提供給該電源控制器，其中，該穩壓器包括：具有第一溫度系數的穩壓二極管，該穩壓二極管配置成連接至輸出并提供至少一部分參考電壓；具有第二溫度系數的晶體管，該晶體管配置成接收參考電壓、接收輸出的表示、并使用輸出的表示和參考電壓提供反饋信息，該反饋信息指示輸出的誤差；其中，所述第一溫度系數和第二溫度系數配置成減少穩壓二極管和晶體管的至少一部分溫度漂移效應。

另外，本發明還提供一種用于調節輸出的方法，該方法包括：利用連接至穩壓二極管的電源輸出提供至少一部分參考電壓，所述穩壓二極管具有第一導熱系數；在連接至穩壓二極管的晶體管處接收參考電壓；在晶體管處接收電源輸出的表示；提供反饋信息，該反饋信息通過使用電源輸出的表示和參考電壓來指示電源輸出的誤差；利用第一溫度系數和第二溫度系數減少穩壓二極管和晶體管的至少一部分溫度漂移效應。

附圖說明

在不必按規定比例繪制的圖中，相似的數字可描述不同視圖中的相似元件。具有不同字母后綴的相似數字可表示相似元件的不同情況。附圖通常通過實例而非通過限制說明本文檔中所討論的各種實施例。

圖1大致示出了包括高效熱穩定穩壓器的電源；

圖2大致示出了反相的、非隔離的高效熱補償的穩壓器的實例；

圖3大致示出了隔離的高效熱補償的穩壓器的實例；

圖4大致示出了高效熱補償的精密穩壓二極管的實例；

圖5大致示出了高效熱補償的主穩壓器的實例；

圖6大致示出了大電流分路穩壓器的實例；

圖7大致示出了熱補償的精密電流源。

具體實施方式

智能表的功率水平在1瓦特(W)到15瓦特之間，非智能表的功率水平大約為1瓦特。在某些實例中，智能表的規格可允許連續發送能量信息，因此需要將電源的尺寸打造成適合于傳輸中所使用的高功率水平。在某些實例中，智能表在用于管理(housekeeping)(大約99％的時間)的傳輸之間可使用大概0.25瓦特。在管理間隔期間，次電源穩壓器所使用的功率可明顯影響電源的整體效率。傳統的穩壓器在最壞的情況下保持運作可需要1mA，加上0.5mA到1mA用于參考分頻器，如果穩壓器是隔離的話，那么還要加上光隔離器所需的任何電流。總的來說，這相當于48mW。在低功率輸出的電源中，例如250mW的輸出，會有大約19.2％的功率損失。

此外，本發明人已經論證得出包括熱補償的基于齊納的范例穩壓器能夠以低功率和成本提供高質、熱穩定的小電流參考，所述熱補償基于晶體管結點(junction)的熱梯度，如雙極結型晶體管(BJT)的基極-發射極熱梯度。在某些實例中，范例穩壓器可僅僅使用幾毫瓦，并且能夠明顯提高在低功率應用中所使用的電源的整體效率。