本發明涉及一種溫度補償的基準電壓源，屬于基準電壓源。

背景技術：

1、0.01級標準電能表作為電能表溯源的標準儀器，其測量的準確度和穩定性是標準電能表的關鍵性能指標。標準電能表的電壓采樣回路和電流采樣回路是將輸入電壓信號和電流信號，經過adc(模數轉換器)轉換成數字信號，后級信號處理部分運行電能計量算法，獲得電能量相關的數據和信息。在標準電能表的電路中，adc的采樣準確度取決于為其提供量化比較基準的基準電壓源。

2、現有0.01級標準電能表的adc轉換器的基準電壓源主要有：帶隙基準電壓源和嵌入式齊納基準電壓源。

3、帶隙基準電壓源利用三極管的vbe正溫度系數和δvbe的負溫度系數補償原理，通過求和后輸出與溫度無關的基準電壓輸出，其基本的原理圖如圖1所示，然而，目前大多數帶隙基準電壓源芯片的溫度系數在10ppm/℃～100ppm/℃之間，不滿足小于5ppm/℃的溫度系數要求，其輸出電壓的精度也大于±0.02％。

4、嵌入式齊納基準電壓源主要利用二極管反向齊納擊穿的穩壓特性實現，高精度的嵌入式齊納基準源器件如：ltz1000，芯片的內部原理圖如圖2所示，其中，管腳1為內部加熱器的正極；管腳8為感溫三極管q2的集電極；管腳3為內部基準二極管的陰極；管腳5為補償三極管的集電極；管腳2為內部加熱器的負極；管腳6為感溫三極管的基極；管腳4為內部襯底和基準二極管的陽極；管腳7為補償三極管的發射極。ltz1000基準電壓源的溫度系數為0.02ppm/℃，目前在齊納基準電壓源中是全球穩定性最高的器件之一，然而，其輸出電壓精度大于2％，且多為國外廠家壟斷，造成成本昂貴，不易采購的問題。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種溫度補償的基準電壓源，用以解決現有技術中基準電壓源的輸出電壓精度和電壓溫度系數無法同時達標的問題。

2、為實現上述目的，本發明的方案包括：

3、本發明的一種溫度補償的基準電壓源，包括供電電路，供電電路用于給基準電壓源電路供電，還包括基準穩壓電路、溫度補償電路和輸出電壓精調電路，基準穩壓電路包括基準二極管，基準二極管通過溫度補償電路與供電電路的輸出端連接，用于提供穩定的輸出電壓；溫度補償電路用于根據環境溫度調整提供給基準二極管的電流，以補償基準二極管的溫度系數；輸出電壓精調電路采用分壓電路，通過調整分壓電路上的分壓電阻的阻值調整基準二極管的輸出電壓，使其達到設定的精度。

4、進一步地，溫度補償電路包括負溫度系數的熱敏電阻。

5、進一步地，溫度補償電路還包括第一普通電阻和第二普通電阻，負溫度系數的熱敏電阻與第二普通電阻串聯后并聯在第一普通電阻兩端，第一普通電阻與供電電路的輸出端相連，第一普通電阻為金屬箔電阻，第二普通電阻為金屬膜電阻。

6、進一步地，分壓電路包括上分壓電路和下分壓電路，上分壓電路和下分壓電路串聯，且上分壓電路和下分壓電路的串聯點為分壓電路的輸出端。

7、進一步地，上分壓電路為并聯的兩個普通電阻；下分壓電路為兩個普通電阻并聯后與一個普通電阻串聯。

8、進一步地，恒溫電路與基準二極管貼合在銅基板上，恒溫電路用于控制基準二極管所貼合的銅基板的溫度，使基準二極管工作在恒溫環境。

9、進一步地，恒溫電路包括溫度采樣電路和加熱電路，溫度采樣電路用于采集銅基板的溫度，加熱電路用于根據溫度采樣電路所采集的溫度調整銅基板的溫度，以使基準二極管工作在恒溫環境。

10、進一步地，還包括輸出驅動電路，輸出驅動電路包括運算放大器，運算放大器的一個輸入端與分壓電路的輸出端相連，運算放大器的輸出端與后級電路相連，為后級電路提供驅動電流。

11、本發明的有益效果為：作為改進型發明創造，該溫度補償的基準電壓源主要包括基準穩壓電路、溫度補償電路和輸出電壓精調電路，基準穩壓電路包括基準二極管，該基準二極管與溫度補償電路的輸出端相連，用于提供穩定的輸出電壓；溫度補償電路可在環境溫度升高時減小其阻值，增大提供給基準二極管的電流，使基準二極管的輸出電壓增大，以補償基準二極管當溫度升高時電壓值會降低的負溫度系數，或者在環境溫度降低時，增大其阻值，以減小提供給基準二極管的電流，使基準二極管的輸出電壓降低，以補償基準二極管當溫度降低時電壓值會增大的負溫度特性；輸出電壓精調電路采用分壓電路，通過調整分壓電阻的阻值調整基準二極管的輸出電壓，使其達到設定的精度。因此，本發明解決了現有技術中基準電壓源的輸出電壓精度和電壓溫度系數無法同時達標的問題。

技術特征：

1.一種溫度補償的基準電壓源，包括供電電路，所述供電電路用于給基準電壓源電路供電，其特征在于，還包括基準穩壓電路、溫度補償電路和輸出電壓精調電路，所述基準穩壓電路包括基準二極管，基準二極管通過溫度補償電路與供電電路的輸出端連接，用于提供穩定的輸出電壓；所述溫度補償電路用于根據環境溫度調整提供給基準二極管的電流，以補償基準二極管的溫度系數；所述輸出電壓精調電路采用分壓電路，通過調整分壓電路上的分壓電阻的阻值調整基準二極管的輸出電壓，使其達到設定的精度。

2.根據權利要求1所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，所述溫度補償電路包括負溫度系數的熱敏電阻。

3.根據權利要求2所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，所述溫度補償電路還包括第一普通電阻和第二普通電阻，所述負溫度系數的熱敏電阻與第二普通電阻串聯后并聯在第一普通電阻兩端，所述第一普通電阻與供電電路的輸出端相連，所述第一普通電阻為金屬箔電阻，第二普通電阻為金屬膜電阻。

4.根據權利要求1所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，所述分壓電路包括上分壓電路和下分壓電路，上分壓電路和下分壓電路串聯，且上分壓電路和下分壓電路的串聯點為分壓電路的輸出端。

5.根據權利要求4所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，所述上分壓電路為并聯的兩個普通電阻；所述下分壓電路為兩個普通電阻并聯后與一個普通電阻串聯。

6.根據權利要求1所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，還包括恒溫電路，所述恒溫電路與所述基準二極管貼合在銅基板上，所述恒溫電路用于控制基準二極管所貼合的銅基板的溫度，使基準二極管工作在恒溫環境。

7.根據權利要求6所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，所述恒溫電路包括溫度采樣電路和加熱電路，溫度采樣電路用于采集所述銅基板的溫度，加熱電路用于根據溫度采樣電路所采集的溫度調整所述銅基板的溫度，以使基準二極管工作在恒溫環境。

8.根據權利要求1所述的溫度補償的基準電壓源，其特征在于，還包括輸出驅動電路，

技術總結
本發明涉及一種溫度補償的基準電壓源，屬于基準電壓源技術領域。該基準電壓源包括供電電路、基準穩壓電路、溫度補償電路和輸出電壓精調電路，基準穩壓電路包括基準二極管，基準二極管通過溫度補償電路與供電電路的輸出端連接，用于提供穩定的輸出電壓；溫度補償電路用于根據環境溫度調整提供給基準二極管的電流，以補償基準二極管的溫度系數；輸出電壓精調電路采用分壓電路，通過調整分壓電路上的分壓電阻的阻值調整基準二極管的輸出電壓，使其達到設定的精度。解決了現有技術中基準電壓源的輸出電壓精度和電壓溫度系數無法同時達標的問題。

技術研發人員：紀建設,郭上華,劉永光,段曉萌,張志穎,都正周,李龍龍,李寶峰,王佳豪,馬曙光,趙廣東
受保護的技術使用者：河南許繼儀表有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24