CN100578914C - 温度依赖性减小的可变电抗器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及温度依赖性减小的可变电抗器装置，公开了一种温度稳定性改进的可变电抗器装置(100)，该可变电抗器装置(100)包括与去耦网络(150)相连接的第一可变电抗器(160)。所述装置还包括稳压器(110)，所述稳压器包括电容器(140)和温度依赖电容器(130)，并且其中，所述稳压器包括用于连接到直流电源的装置(120)。合适的是，去耦网络(150)与第一可变电抗器(160)并联连接，而稳压器(110)的电容器(140)与去耦网络(150)并联连接，稳压器(110)的温度依赖电容器(130)与稳压器(110)的电容器(140)串联连接。

Description

温度依赖性减小的可变电抗器装置
技术领域
本发明公开了一种温度稳定性改进的可变电抗器装置，该可变电抗器装置包括与去耦网络相连接的第一可变电抗器。
背景技术
由于铁电材料的固有温度依赖性，诸如可变电抗器、移相器、延迟线等以集总元件或者分布式铁电可变电抗器为基础的调谐微波组件，通常存在其参数的温度依赖性较大的问题。
当然，这种温度依赖性是不希望的，因为它尤其会给在各种设计中使用这些组件带来问题。
发明内容
因此，需要比现有的可变电抗器的温度依赖性更小的可变电抗器或可变电抗器装置。
本发明解决了这种需求，本发明公开了一种温度稳定性改进的可变电抗器装置，该可变电抗器装置包括与去耦网络相连接的第一可变电抗器。该装置还包括稳压器，所述稳压器包括电容器和温度依赖电容器。而且，所述稳压器包括用于连接到直流电源的装置。所述去耦网络并联连接到所述第一可变电抗器，而所述稳压器的所述电容器并联连接到所述去耦网络，所述稳压器的所述温度依赖电容器串联连接到所述稳压器的所述电容器。
附图说明
现将参照附图，在下面的具体说明中更加详细地描述本发明，其中：
图1示出了铁电可变电抗器的温度依赖性，和
图2示出了根据本发明的装置的框图，和
图3示出了本发明的实施例的具体示例的框图，和
图4示出了电容器CT上的温度依赖性电压降，和
图5示出了本发明的可变电抗器装置的温度依赖性。
具体实施方式
为了首先说明本发明的装置要解决的问题，参照图1，其示出了典型可变电抗器的电容为周围环境温度的函数。示出了多条不同的曲线，每一条曲线表示可变电抗器所用的不同偏压。图中最上面一条曲线示出了偏压为0伏时的可变电抗器的电容。
从图1可知，该可变电抗器的电容的温度依赖性非常高。本发明的目的是使可变电抗器的电容相对于周围环境温度保持稳定。
图2示出了装置100的框图，用于说明本发明的原理。如图2所示，根据本发明的装置包括第一可变电抗器160，该第一可变电抗器160用于为装置100提供稳定的温度特性。
除了第一可变电抗器160及其输出端口170，所述装置100还包括去耦网络150。使用去耦网络150的原因之一是将装置100的其余部分相对于施加给第一可变电抗器160的信号屏蔽开来，特别是因为主要在高频(通常是微波频率)下使用第一可变电抗器160。
合适的是，将去耦网络150与第一可变电抗器160并联连接。图3示出了图2的装置100，而且示出了在此情况下形状为线圈155的去耦网络的示例。
去耦网络150也可以就是一个电阻器，特别是对于宽带应用。由于没有电流流过所述电容器，所以在这种电阻器上不会出现电压降。对于窄带应用，去耦网络150可以是并联LC电路，其谐振频率对应于第一可变电抗器160的工作频率。
装置100还包括稳压器110，根据下面的描述将清楚稳压器110的功能。稳压器110包括用于直流电压的输入装置120、温度依赖电容器130以及电容器140。
如图2所示，稳压器110的电容器140并联连接到去耦网络150，而稳压器110的温度依赖电容器130串联连接到电容器140。
为了利用装置100的稳压特性，向所述稳压器的直流输入装置120施加直流电压VDC。该电压VDC被分为电容器140上的电压VC和温度依赖电容器130上的电压VT。如果电容器140的电容为C而温度依赖电容器130的电容为CT，则输入直流电压VDC将按如下公式被分压：
V C = C T C + C T V DC - - - ( 1 )
V T = C C + C T V DC - - - ( 2 )
稳压器110中包括的温度依赖电容器130由与第一可变电抗器160相似类型的、优选地为相同类型的铁电材料制成，因此优选地具有如图1所示的温度依赖电容，即与第一可变电抗器160相同的温度依赖电容。
现在考虑，在第一可变电抗器160和温度依赖电容器130电抗器的电容因周围环境温度变化而升高时将会发生什么：
由于这种电容变化，在稳压器110中会发生电压的重新分布，使得当温度依赖电容器130的电容升高时其上的电压会下降。
根据上述的公式(1)和(2)，电容器140上的电压VC为VC＝VDC-VT。对于诸如图2所示的无损去耦网络，第一可变电抗器160上的电压VV与电容器140上的电压VC相同，即VV＝VC，因此VV＝VDC-VT。
第一可变电抗器160的电容的温度依赖性下降将引起类似的温度依赖电容器130的电容下降。温度依赖电容器130的这种电容下降将引起稳定电压VDC被重新分布，使得在温度依赖电容器130上施加更小的电压。由于温度依赖电容器130并联连接到去耦网络150，并且还并联连接到第一可变电抗器160，所以从稳压器120施加到第一可变电抗器160的电压将下降。
由于从稳压器120施加到第一可变电抗器160的电压VC下降，由温度引起的第一可变电抗器的电容下降将被下降的电压VC和由此下降的电压VV补偿，使得第一可变电抗器的电容升高。
按照类似的方式，第一可变电抗器160的任何由温度引起的电容升高都将被升高的电压VC补偿，电压VC的升高引起第一可变电抗器上的电压VV的对应变化。
为了实现希望的效果，即，第一可变电抗器160和温度依赖电容器130的电容发生对应的变化，温度依赖电容器130合适地是由与第一可变电抗器160相似类型的、优选地为相同类型的铁电材料制成，因此具有与图3所示类似的温度依赖特性。
图4示出了当温度依赖电容器130的电容例如由于周围环境温度变化而升高时其上的电压如何下降。
图5示出了当第一可变电抗器160用在本发明的装置100中时该第一可变电抗器160的温度依赖性。从图中可见，通过本发明大大降低了温度依赖性。
本发明不限于上面所示的实施例的示例，而是可以在权利要求的范围内自由变化。例如，如果温度依赖电容器130具有“相反的”温度依赖性，即当可变电抗器160的电容升高时温度依赖电容器140的电容下降，温度依赖电容器130和电容器140可以相对于图2和图3所示的位置而改变位置。
当然，在所示的实施例中，希望电容器140是不依赖温度的。

Claims (3)

1、一种温度稳定性改进的可变电抗器装置(100)，该可变电抗器装置(100)包括与去耦网络(150)相连接的第一可变电抗器(160)，其特征在于，所述可变电抗器装置还包括稳压器(110)，所述稳压器包括电容器(140)和温度依赖电容器(130)，并且所述稳压器包括用于连接到直流电源的装置(120)，
其中，所述去耦网络(150)并联连接到所述第一可变电抗器(160)，而所述稳压器(110)的所述电容器(140)并联连接到所述去耦网络(150)，所述稳压器(110)的所述温度依赖电容器(130)串联连接到所述稳压器(110)的所述电容器(140)。
2、如权利要求1所述的可变电抗器装置(100)，其中，所述第一可变电抗器(160)和所述温度依赖电容器(130)针对它们的电气参数中的一个或更多个具有相同的温度依赖性。
3、如任一上述权利要求所述的可变电抗器装置(100)，其中，所述去耦网络(150)包括线圈(155)。
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