专利名称：高效热稳定稳压器和可调的稳压二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型主题涉及调节装置，更具体地涉及高效热补偿稳压器和稳压ニ极管电路。
背景技术：
近年来，电カ公司已经开始使用“智能”电表监控用户电力。除了在ー个地方消耗的总体能量，智能表可监控能量品质以及使用能量的具体时间。该信息可用于更精确地给用户计费。此外，智能表可将能量信息发送到中央位置，而不需要人力去查看表。在某些实例中，智能表需要8瓦特发送能量信息。不发送吋，智能表可只使用0.25瓦特的功率。普通电源稳压器可使用48毫瓦(mW)或更多的功率。在非传输期间，稳压器可大约使用所述仪表的功率的20%，这就是浪费的能量，该浪费的能量是待机状态下其他监控情况的装置的特征，例如用远程控制可使用的装置。使用更有效的电源稳压器可明显节省能量。
实用新型内容该概述的目的在于提供本专利申请的主题的概述，其目的不在于排他性地或详尽地解释本实用新型。给出具体的描述，以提供关于本专利申请的进一歩的信息。此外，本文档涉及用于高效热补偿稳压器和稳压ニ极管电路的设备。在实例中，稳压器可包括具有第一温度系数(temperature coefficient)的稳压ニ极管，将该稳压ニ 极管配置成连接到输出并提供至少一部分參考电压；具有第二温度系数的晶体管，将晶体管配置成接收參考电压，接收输出的表示，并提供反馈信息，该反馈信息通过使用输出电压的表示和參考电压来指示输出误差；其中，将所述第一温度系数和第二温度系数配置成减少稳压ニ极管和晶体管的至少一部分温度漂移效应。而且，本实用新型还提供ー种电源，该电源包括电源控制器；功率电子设备，配置成接收输入电压和使用来自该电源控制器的命令信号提供输出；以及稳压器，配置成接收输出并将反馈信息提供给该电源控制器，其中，该稳压器包括具有第一温度系数的稳压 ニ极管，该稳压ニ极管配置成连接至输出并提供至少一部分參考电压；具有第二温度系数的晶体管，该晶体管配置成接收參考电压、接收输出的表示、并使用输出的表示和參考电压提供反馈信息，该反馈信息指示输出的误差；其中，所述第一温度系数和第二温度系数配置成减少稳压ニ极管和晶体管的至少一部分温度漂移效应。
在不必按规定比例绘制的图中，相似的数字可描述不同视图中的相似元件。具有不同字母后缀的相似数字可表示相似元件的不同情況。附图通常通过实例而非通过限制说明本文档中所讨论的各种实施例。图1大致示出了包括高效热稳定稳压器的电源；图2大致示出了反相的、非隔离的高效热补偿的稳压器的实例；[0009]图3大致示出了隔离的高效热补偿的稳压器的实例；图4大致示出了高效热补偿的精密稳压ニ极管的实例；图5大致示出了高效热补偿的主稳压器的实例；图6大致示出了大电流分路稳压器的实例；图7大致示出了热补偿的精密电流源。
具体实施方式
智能表的功率水平在1瓦特(W)到15瓦特之间，非智能表的功率水平大约为1瓦持。在某些实例中，智能表的规格可允许连续发送能量信息，因此需要将电源的尺寸打造成适合于传输中所使用的高功率水平。在某些实例中，智能表在用于管理(housekeeping) (大约99%的时间)的传输之间可使用大概0.25瓦持。在管理间隔期间，次电源稳压器所使用的功率可明显影响电源的整体效率。传统的稳压器在最坏的情况下保持运作可需要 1mA，加上0. 5mA到ImA用于參考分频器，如果稳压器是隔离的话，那么还要加上光隔离器所需的任何电流。总的来说，这相当于48mW。在低功率输出的电源中，例如250mW的输出，会有大约19. 2%的功率损失。此外，本发明人已经论证得出包括热补偿的基于齐纳的范例稳压器能够以低功率和成本提供高质、热稳定的小电流參考，所述热补偿基于晶体管结点(junction)的热梯度，如双极结型晶体管(BJT)的基极-发射极热梯度。在某些实例中，范例稳压器可仅仅使用几毫瓦，并且能够明显提高在低功率应用中所使用的电源的整体效率。在某些实例中，高效稳压器可使用少于6. 24mW(在达到250mW的输出时，大约有 3%的损失)。如果安装一千万个使用高效稳压器的智能表，那么可节省大约500，000瓦特的功率。图1大致示出了包括范例高效稳压器101的电源100的框图。电源100可包括电源控制器102、功率电子设备103和稳压器101。在某些实例中，电源控制器102和功率电子设备103可包括反激式拓扑结构(fly back topologies)、降压拓扑结构、半桥驱动器、 全桥驱动器、功率因数校正(PFC)控制器、脉宽调制(PWM)控制器、谐振型拓扑结构或其结合。在实例中，电源控制器102可包括脉宽调制的控制器，功率电子设备103可包括ー个或多个电源开关、整流器、隔离元件(isolation component)或其组合。电源100能够在功率电子设备103处接收输入电压Vfi5入αΝ)。电源控制器102能够提供命令信号以控制功率电子设备103提供需要的输出电压或电流。在某些实例中，稳压器101能够将输出电压Vott和參考(图中未显示出)并能够将反馈信息104提供给电源控制器102。电源控制器102能够调整对功率电子设备103的控制以纠正反馈信息104中所接收的任何输出电压或电流误差。图2大致示出了反相的、非隔离的高效热补偿的稳压器201的实例。稳压器201 可包括分压器205，该分压器205包括稳压ニ极管206、第一电阻器207和第二电阻器208。 该分压器205能够连接至输出电压VQUT。分压器205的偏置节点209能够连接到晶体管210 的控制节点，例如但不限于双极结型晶体管(BJT)的基极节点。在某些实例中，晶体管210 可包括大约400的増益。输出电压Vqut波动时，晶体管210的电阻抗的变化可与输出电压 Vout的变化相反。在实例中，晶体管210能够提供反馈信息204，井能够连接至电源控制器的反馈输入，以关闭电源的环路。在某些实例中，稳压器201能够以大约50微安(μΑ)的额定偏置电流进行操作。在某些实例中，可选择稳压ニ极管206、第一电阻器207和第二电阻器208用于特定的输出电压VOT。下面的表1示出了各种输出电压下特定设备的选择。表 权利要求1.一种稳压器，其特征在干，该稳压器包括具有第一温度系数的稳压ニ极管，该稳压ニ极管配置成连接到电源输出并提供至少ー 部分參考电压；具有第二温度系数的晶体管，晶体管配置成接收參考电压、接收电源输出的表示、并提供反馈信息，该反馈信息通过使用电源输出的表示和參考电压指示的电源输出的误差；其中，将所述第一温度系数和第二温度系数配置成减少稳压ニ极管和晶体管的至少ー 部分温度漂移效应。
2.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在干，该稳压器包括 连接到电源输出的第一电阻器；连接到地的第二电阻器，与第一电阻器串联；其中，所述晶体管的控制节点配置成从连接到第一、第二电阻器的节点接收至少一部分參考电压。
3.根据权利要求2所述的稳压器，其特征在干，所述稳压ニ极管连接在晶体管和地之间。
4.根据权利要求3所述的稳压器，其特征在干，所述电源输出配置成提供输出电流。
5.根据权利要求3所述的稳压器，其特征在干，所述电源输出配置成提供输出电压。
6.根据权利要求5所述的稳压器，其特征在干，所述输出电压Vot由公式Vott= Vkef(1+ / )给出；其中，Vkef为參考电压，R1为第一电阻器的电阻值，R2为第二电阻器的电阻值。
7.根据权利要求2所述的稳压器，其特征在干，所述稳压ニ极管与第一电阻器和第二电阻器串联连接。
8.根据权利要求7所述的稳压器，其特征在干，所述电源输出配置成提供输出电流。
9.根据权利要求7所述的稳压器，其特征在干，所述电源输出配置成提供输出电压。
10.根据权利要求7所述的稳压器，其特征在干，所述第一导热系数和第二导热系数的比率基本上等于所述第一电阻器电阻和第二电阻器电阻的比率。
11.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在干，所述第一温度系数包括随温度上升的正电压变化，所述第二温度系数包括随温度上升的负电压变化。
12.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在干，所述第一温度系数包括随温度上升的负电压变化，所述第二温度系数包括随温度上升的正电压变化。
13.根据权利要求1所述的稳压器，其特征在干，所述晶体管和稳压ニ极管包含于集成电路中。
14.ー种电源，其特征在干，该电源包括 电源控制器；功率电子设备，配置成接收输入电压和使用来自该电源控制器的命令信号提供输出；以及稳压器，配置成接收输出并将反馈信息提供给该电源控制器； 其中，该稳压器包括具有第一温度系数的稳压ニ极管，该稳压ニ极管配置成连接至输出并提供至少一部分參考电压；具有第二温度系数的晶体管，该晶体管配置成接收參考电压、接收输出的表示、并使用输出的表示和參考电压提供反馈信息，该反馈信息指示输出的误差；其中，所述第一温度系数和第二温度系数配置成减少稳压ニ极管和晶体管的至少一部分温度漂移效应。
15.根据权利要求14所述的电源，其特征在干，所述电源控制器包括脉宽调制控制器， 所述功率电子设备包括功率晶体管。
16.根据权利要求14所述的电源，其特征在干，所述电源控制器包括反激式电源控制ο
17.根据权利要求14所述的电源，其特征在干，所述电源控制器包括半桥驱动器。
18.根据权利要求14所述的电源，其特征在干，所述电源控制器包括全桥驱动器。
专利摘要本实用新型涉及一种高效热稳定稳压器和可调的稳压二极管，本文档还讨论了用于高效热补偿稳压器的设备。在实例中，稳压器可包括具有第一温度系数的稳压二极管，该稳压二极管配置成连接到输出并提供至少一部分参考电压；具有第二温度系数的晶体管，该晶体管配置成接收参考电压、接收输出的表示、并提供反馈信息，该反馈信息通过使用输出电压的表示和参考电压来指示输出的误差；其中，所述第一温度系数和第二温度系数配置成减少稳压二极管和晶体管的至少一部分温度漂移效应。
文档编号G05F1/567GK202306378SQ201120426130
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者理查德·A·度尼佩茨 申请人:快捷半导体(苏州)有限公司, 快捷半导体公司