專利名稱：一種用于溫度控制的負(fù)反饋遲滯比較器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度控制電路，特別是一種采用負(fù)反饋原理的遲滯比 較器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)的，例如申請(qǐng)?zhí)枮镃N88221189.7,名稱為一種溫度控制器的專利申請(qǐng)中所 涉及到的比較器F007A，申請(qǐng)?zhí)枮镃N92230424.6，名稱為魚缸電子溫度控制 器的專利申請(qǐng)中所涉及到的比較器IC,以及申請(qǐng)?zhí)枮镃N200320119157.3,名
稱為自鎖式電子溫控器中所涉及到的比較器IC等均使用正反饋的電路結(jié)構(gòu)實(shí) 現(xiàn)遲滯比較器。采用正反饋原理實(shí)現(xiàn)的遲滯比較器溫度控制精度低，抗噪聲能 力差，當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)容易引起溫度傳感器采集電壓信號(hào)的波動(dòng)而導(dǎo)致錯(cuò)誤信號(hào) 的輸出，從而影響后級(jí)電i^各的正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種抗干擾 能力強(qiáng)、控制精度高的用于溫度控制的負(fù)反饋遲滯比較器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 一種用于溫度控制的負(fù)反饋遲滯比較器， 包括差分輸入電路、負(fù)反饋電路、 一個(gè)電流源負(fù)載反相器和兩個(gè)推挽反相器； 差分輸入電路包括PMOS管M11、 M12、 M13, NMOS管M14、 M15,以及 電阻R1、 R2;負(fù)反饋電路包括PMOS管M1、 M2、 M3;電流源負(fù)載反相器 包括PMOS管M10和NMOS管M5;第一推挽反相器包括PMOS管M9和 NMOS管M6,第二推挽反相器包括PMOS管M8和NMOS管M7; M11的柵 極端接偏置電壓，M11的源極端接電源，M11的漏極端同時(shí)接M12和M13的 源極端，M12的柵極端接溫度傳感器的輸出，M12的漏極端同時(shí)接M15的漏極端和M5的柵極端，M13的柵極端接參考輸入電壓，M13的漏極端同時(shí)接 M14的漏極端和柵極端，M14的柵極端和M15的柵極端相連，M14的源極端 和地之間串接電阻R2， M15的源極端和地之間串接電阻R1; M1的柵極端接 偏置電壓，M1的源極端接電源，M1的漏極端同時(shí)接M2和M3的源極端，M2 的漏極端接M14的源極端，M2的柵極端同時(shí)接M7和M8的漏極端，M3的漏 極端接M15的源極端，M3的柵極端同時(shí)接M9和M6的漏極端以及M7和M8 的柵極端；M10的柵極端接偏置電壓，M10的源極端接電源，M10的漏極端同 時(shí)接M5的漏極端以及M6和M9的柵極端，M5的源極端接地；M9的源極端 接電源，M6的源極端接地；M8的源極端接電源，M7的源極端接地，M7和 M8的漏極端作為負(fù)反饋遲滯比較器的輸出端。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型遲滯比較器采用負(fù)反 饋形式的電路結(jié)構(gòu)，在電壓比較器的輸出端連接以電流源為負(fù)載的反相器以提 高電路的增益，同時(shí)將兩個(gè)反相器的輸出信號(hào)分別通過兩個(gè)反饋回路反饋到電 壓比較器的輸入端，能夠有效降低噪聲的影響，適合于在溫度控制電路中接收 溫度傳感器采集的電壓信號(hào)的處理，可以有效地避免傳感器自身的誤差影響以 及溫度波動(dòng)、環(huán)境溫度等因素引起的影響，提高溫度控制的精度。

圖1為采用本實(shí)用新型遲滯比較器進(jìn)行溫度控制的原理框圖； 圖2為本實(shí)用新型遲滯比較器的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，為采用本實(shí)用新型的負(fù)反饋遲滯比較器進(jìn)行溫度控制的原理 圖。預(yù)先設(shè)定的參考輸入電壓送至遲滯比較器的同相輸入端，溫度傳感器感釆 集到的電壓信號(hào)輸入到遲滯比較器的反相輸入端，遲滯比較器對(duì)設(shè)定的參考輸 入電壓與溫度傳感器采集到的電壓值進(jìn)行比較，確定后級(jí)電路的控制信號(hào)(例 如控制加熱裝置的開關(guān))。對(duì)于溫度控制電路，需要考慮到溫度傳感器自身的誤 差、溫度波動(dòng)以及環(huán)境溫度等多方面因素的影響，因此要求遲滯比較器具有較強(qiáng)的抗千擾能力。本實(shí)用新型采用負(fù)反饋原理設(shè)計(jì)的遲滯比較器完全滿足溫度控制的要求。
圖2是本實(shí)用新型遲滯比較器的電路原理圖，它包括由PMOS管M11、M12、 M13和NMOS管M14、 M15以及電阻R1、 R2構(gòu)成的第一級(jí)差分輸入電路，由PMOS管M10和NMOS管M5構(gòu)成的電流源負(fù)載反相器，由PMOS管M9和NMOS管M6構(gòu)成的第一推挽反相器，由PMOS管M8和NMOS管M7構(gòu)成的第二推挽反相器，以及由PMOS管M1、 M2、 M3構(gòu)成的負(fù)反饋。如圖2所示，M11的柵極端連接到偏置電壓Vbias,給兩個(gè)差分支路提供合適的偏置電流，M11的源極端連接到電源，M11的漏極端連接到M12和M13的源極端，M13的柵極端連接到參考電位，接收預(yù)先設(shè)定的參考輸入電壓Vref,M12的柵極端連接到溫度傳感器，接收由溫度傳感器傳來的溫度電壓信號(hào)。M13的漏極端連接到M14的漏極端，在M14的源極端和地之間串接電阻R2， M12的漏極端連接到M15的漏極端，在M15的源極端和地之間串接電阻R1, M14的漏極端和柵極端連接在一起并且與M15的柵極端連接形成鏡像電流源，作為差分放大器的有源負(fù)載。M12的漏極端連接到M5的柵極端，由此參考電壓與溫度電壓信號(hào)的比較結(jié)果被輸出到M5的柵極端。M5的源極端接地，M5的漏極端連接到M10的漏極端，M10的源極端接電源，M10的柵極端連接到偏置電壓Vbias,此處M10和M5構(gòu)成電流源負(fù)載反相器，對(duì)從M12的漏極端輸出的比較結(jié)果進(jìn)行放大，由于M10和M5構(gòu)成的電流源負(fù)載反相器具有較大的放大倍數(shù)，由此可以獲得較大的增益。M5的漏極端連接到M9和M6的柵極端，由此放大后的比較結(jié)果通過M5的漏極端輸出到后面連接的反相器。M6的源極端接地，M6的漏極端與M9的漏極端連接，M9的源極端接電源，M6的柵極端與M9的柵極端連接，由此構(gòu)成一個(gè)推挽反相器。M6的漏極端連接到M8和M7的柵極端，由此將從M9和M6構(gòu)成的反相器輸出的信號(hào)傳輸?shù)接蒑7和M8構(gòu)成的反相器。M7的源極端接地，M7的漏極端與M8的漏極端連接，M8的源極端4妄電源，M7的柵極端與M8的柵極端連接，由此構(gòu)成另一個(gè)推挽反相器。M1的源極端接電源，M1的柵極端連接到偏置電壓Vbias, M1的漏極端與M2和M3的源極端相連，M3的柵極端連接到M6的漏極端，M3的漏極端連接到M15的源極端，由此輸出信號(hào)通過M1、M3和R1形成一個(gè)負(fù)反饋回路；M2的柵極端連接到M7的漏極端，M2的漏極端連接到M14的源極端，由此輸出信號(hào)通過M1、 M2和R2形成另一個(gè)負(fù)反饋回路，由此構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋型的遲滯比較器。圖中P管M1、 M8、 M9、 M10、 M11、 M12和M13的襯底接電源，N管M2、 M3、 M5、 M6、 M7、 M14和M15的襯底接地，用來抑制襯偏效應(yīng)。
采用負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的遲滯比較器雖然降低了電路的靈敏度，但是增強(qiáng)了電路的抗干擾能力，保證了電路輸出信號(hào)的正確性。例如，將本實(shí)用新型的負(fù)反饋遲滯比較器的上下門限電壓分別設(shè)定在Vref + 20mv和Vref - 20mv。這樣當(dāng)溫度溫度傳感器采集到的電壓信號(hào)超過參考電壓20mv時(shí)，本實(shí)用新型的遲滯比較器輸出比較后的數(shù)字信號(hào)給加熱裝置的控制電路停止加熱；當(dāng)溫度傳感器采集到的電壓信號(hào)低于參考電壓20mv時(shí)，本實(shí)用新型的遲滯比較器輸出比較后的數(shù)字信號(hào)給加熱裝置的控制電路開始加熱，這樣就能將溫度精確地控制在設(shè)定的溫度點(diǎn)附近。
本實(shí)用新型說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求1、一種用于溫度控制的負(fù)反饋遲滯比較器，其特征在于包括差分輸入電路、負(fù)反饋電路、一個(gè)電流源負(fù)載反相器和兩個(gè)推挽反相器；差分輸入電路包括PMOS管M11、M12、M13，NMOS管M14、M15，以及電阻R1、R2；負(fù)反饋電路包括PMOS管M1、M2、M3；電流源負(fù)載反相器包括PMOS管M10和NMOS管M5；第一推挽反相器包括PMOS管M9和NMOS管M6，第二推挽反相器包括PMOS管M8和NMOS管M7；M11的柵極端接偏置電壓，M11的源極端接電源，M11的漏極端同時(shí)接M12和M13的源極端，M12的柵極端接溫度傳感器的輸出，M12的漏極端同時(shí)接M15的漏極端和M5的柵極端，M13的柵極端接參考輸入電壓，M13的漏極端同時(shí)接M14的漏極端和柵極端，M14的柵極端和M15的柵極端相連，M14的源極端和地之間串接電阻R2，M15的源極端和地之間串接電阻R1；M1的柵極端接偏置電壓，M1的源極端接電源，M1的漏極端同時(shí)接M2和M3的源極端，M2的漏極端接M14的源極端，M2的柵極端同時(shí)接M7和M8的漏極端，M3的漏極端接M15的源極端，M3的柵極端同時(shí)接M9和M6的漏極端以及M7和M8的柵極端；M10的柵極端接偏置電壓，M10的源極端接電源，M10的漏極端同時(shí)接M5的漏極端以及M6和M9的柵極端，M5的源極端接地；M9的源極端接電源，M6的源極端接地；M8的源極端接電源，M7的源極端接地，M7和M8的漏極端作為負(fù)反饋遲滯比較器的輸出端。
專利摘要一種用于溫度控制的負(fù)反饋遲滯比較器，采用負(fù)反饋形式的電路結(jié)構(gòu)，在電壓比較器的輸出端連接以電流源為負(fù)載的反相器以提高電路的增益，同時(shí)將兩個(gè)反相器的輸出信號(hào)分別通過兩個(gè)反饋回路反饋到電壓比較器的輸入端，能夠有效降低噪聲的影響。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)適于在溫度控制電路中處理溫度傳感器采集的電壓信號(hào)，可以有效避免加熱過程中由于溫度波動(dòng)引起的溫度傳感器采集電壓信號(hào)的波動(dòng)而導(dǎo)致錯(cuò)誤信號(hào)的輸出，將處理后的正確信號(hào)輸出到后級(jí)控制電路。
文檔編號(hào)G05D23/20GK201345060SQ20092010497
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者張志偉, 曲紹賢, 田峻楊, 陽啟明 申請(qǐng)人:北京時(shí)代民芯科技有限公司;中國(guó)航天時(shí)代電子公司第七七二研究所