專(zhuān)利名稱(chēng):恒流功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬半導(dǎo)體恒流器件。
當(dāng)前使用的半導(dǎo)體恒流器件是根據(jù)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)原理制成的二端或三端恒流管。由于受工作機(jī)理的局限,上述恒流管的最大電流值為51mA,當(dāng)電流達(dá)10mA以上時(shí),起始電壓將超過(guò)5V,溫度系數(shù)為10-3/℃數(shù)量級(jí)。因此恒流管難以滿(mǎn)足大電流、高穩(wěn)定恒流源的要求。三端集成穩(wěn)壓器配接一個(gè)電阻,也能構(gòu)成恒流源。其最大電流值目前可達(dá)10A以上,但起始電壓大于4V,當(dāng)電流達(dá)10A時(shí),配接電阻的功耗將超過(guò)12W,而且10A以上的三端集成穩(wěn)壓器價(jià)格很高,大功率電阻的穩(wěn)定性不佳也直接影響電流的穩(wěn)定度。因此用三端集成穩(wěn)壓器配接電阻構(gòu)成的恒流源,其性能也不盡人意。
本發(fā)明針對(duì)上述二種恒流源起始電壓高、電流穩(wěn)定性不佳的缺點(diǎn),提供一種大電流、低起始電壓、穩(wěn)定性好的恒流功率模塊。
本發(fā)明提供的恒流功率模塊由恒流電路安裝在管殼內(nèi)構(gòu)成。所述恒流電路采用負(fù)反饋串聯(lián)調(diào)整型電路,由可調(diào)低壓基準(zhǔn)源、比較放大器、電流調(diào)整單元、電流采樣單元等構(gòu)成。其主要聯(lián)接關(guān)系是可調(diào)低壓基準(zhǔn)源的輸出端和電流采樣單元的輸出端接比較放大器的輸入端,比較放大器的輸出端接電流調(diào)整單元的輸入端。可調(diào)低壓基準(zhǔn)源和比較放大器由偏置電源供電,電流調(diào)整單元與電流采樣單元及負(fù)載串聯(lián)后由主電源供電。
本發(fā)明提供的恒流模塊具有起始電壓低、電流大、穩(wěn)定性高、電流使用范圍寬并連續(xù)可調(diào)等特點(diǎn)。
附圖1為恒流功率模塊的電路結(jié)構(gòu)框圖。
附圖2為恒流功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為恒流功率模塊實(shí)施例的一個(gè)電路圖。
圖中1為偏置電源,2為可調(diào)低壓基準(zhǔn)源,3為比較放大器,4為電流調(diào)整單元,5為電流采樣單元,6為主電源,7為底板,8為管帽,9為陰極引腳,10為隔熱板,11為隔熱襯圈,12為電路板,13為偏置電源輸入引腳,14為基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)端引腳。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的恒流模塊作詳細(xì)描述。
參見(jiàn)附圖1,恒流電路主要由可調(diào)低壓基準(zhǔn)源2,比較放大器3、電流調(diào)整單元4和電流取樣單元5構(gòu)成。通過(guò)負(fù)載RL的電流受電流調(diào)節(jié)單元4的控制。電流采樣單元5將負(fù)載電流轉(zhuǎn)換為采樣電壓。采樣電壓與可調(diào)低壓基準(zhǔn)源2輸出的基準(zhǔn)電壓共同輸入比較放大器3進(jìn)行比較,它們的誤差信號(hào)經(jīng)3放大后輸入電流調(diào)整單元4,從而對(duì)負(fù)載電流實(shí)現(xiàn)控制。當(dāng)基準(zhǔn)電壓為一定值時(shí),負(fù)載電流將不因RL的改變或主電源6輸出電壓的變動(dòng)而變動(dòng),因而實(shí)現(xiàn)恒流。調(diào)節(jié)低壓基準(zhǔn)源2輸出的基準(zhǔn)電壓,可以調(diào)節(jié)負(fù)載電流的大小。基準(zhǔn)電壓越低,電流調(diào)整單元4的正向壓降越小,恒流電路的起始電壓也就越低,且電流調(diào)整單元4和電流采樣單元5的功率損耗也越小。偏置電源1向低壓基準(zhǔn)源2和比較放大器3提供工作電壓;主電源6向負(fù)載RL提供負(fù)載電流。
附圖2表明了模塊的結(jié)構(gòu)。模塊由底板7和管帽8構(gòu)成密封的管殼。它們的尺寸和形狀可根據(jù)不同的要求設(shè)計(jì)。電流調(diào)整單元4固定在底板7上,并保持良好導(dǎo)電和熱接觸。底板7同時(shí)是模塊的陽(yáng)極輸出端。電流采樣單元5的一端焊在電流調(diào)節(jié)單元4的負(fù)極上,另一端焊在模塊的陰極引腳9上。10是隔熱板,11是隔熱襯圈,它們構(gòu)成電流調(diào)整單元4與電路板12之間的隔熱裝置,從而保證模塊良好的熱穩(wěn)定性。電路板12包含了可調(diào)低壓基準(zhǔn)源2和比較放大器3,14是可調(diào)低壓基準(zhǔn)源的調(diào)節(jié)端引腳,13是模塊的偏置電源輸入引腳。
實(shí)施例附圖3具體描述了最大輸出電流為4A恒流功率模塊的電路。其中電流調(diào)整單元4采用MOS型功率管,電流采樣單元5采用0.025Ω的精密線(xiàn)繞電阻。外接電位器Rp的阻值為1KΩ,用來(lái)調(diào)節(jié)可調(diào)低壓基準(zhǔn)源2的輸出電壓,從而調(diào)節(jié)輸出電流。模塊的結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖2及其說(shuō)明。其中底板7采用具有三引出腳的F3型晶體管管殼的底板,整個(gè)外殼的高度為20mm,該實(shí)施例達(dá)到的技術(shù)參數(shù)如下1、最大輸出電流≥4A。
2、電流從零起連續(xù)可調(diào)。
3、起始電壓的典型值為0.3V,最大值為0.38V。
4、在0.1~4A范圍內(nèi),電壓調(diào)整率的典型值為5×10-4~1×10-3/V,最大值為3×10-3/V。電流溫度系數(shù)為10×-4/℃數(shù)量級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種恒流功率模塊,由恒流電路安裝在管殼內(nèi)構(gòu)成,其特征是所述恒流電路為可調(diào)低壓基準(zhǔn)源(2)的輸出端和電流采樣單元(5)的輸出端接比較放大器(3)的輸入端,比較放大(3)的輸出端接電流調(diào)整單元(4)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流功率模塊,其特征是所述模塊的結(jié)構(gòu)為電流調(diào)整單元(4)固定在底板(7)上,電流采樣單元(5)的一端焊在電流調(diào)整單元(4)的負(fù)極上,另一端焊在模塊的陰極引腳(9)上,包含有可調(diào)低壓基準(zhǔn)源(2)和比較放大器(3)的電路板(12)安裝在隔熱板(10)和隔熱襯圈(11)構(gòu)成的隔熱裝置上,底板(7)為模塊的陽(yáng)極端,引腳(13)為模塊的電流調(diào)節(jié)端,引腳(14)為模塊的偏置電源輸入端,引腳(9)為模塊的陰極端,由此構(gòu)成一個(gè)四極密封模塊。
全文摘要
一種半導(dǎo)體恒流功率模塊,由恒流電路安裝在管殼內(nèi)構(gòu)成,其恒流電路由可調(diào)低壓基準(zhǔn)源的輸出端和電流采樣單元的輸出端接比較放大器,比較放大器的輸出端接電流調(diào)整單元構(gòu)成。具有高穩(wěn)定度,起始電壓低,寬電流使用并連續(xù)可調(diào)的特點(diǎn)??蓮V泛用于電子技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01L27/00GK1097525SQ94103758
公開(kāi)日1995年1月18日 申請(qǐng)日期1994年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月15日
發(fā)明者范雅俊, 呂品楨 申請(qǐng)人:杭州大學(xué)