CN101106401B - 功率保护电路及功率控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功率保护电路，包括监控电路、功率控制电路和功率器件，监控电路将门限控制电压和正常工作时的控制电压传输给功率控制电路；功率控制电路将工作状态指示信号传输给监控电路，控制功率器件，并输入功率器件反馈电压。本发明还公开了一种功率控制方法，当输出功率过大时，功率反馈电压增大，功率反馈电压与门限控制电压之差经过积分之后的结果与正常工作时的控制电压相加，使得所述功率控制电压增加，从而减小所述功率器件的输出功率。本发明采用功率控制电路，迅速对功率异常作出响应，通过监控电路保证整个电路的安全运行，不需要特别要求的器件，因此成本低，而且监控电路对功率控制电路的信号可以根据需要进行调节，便于调试。

Description

功率保护电路及功率控制方法
技术领域
本发明涉及一种电路，尤其是一种功率保护电路。本发明还涉及一种功率控制方法。
背景技术
在移动通讯系统网络中，基站、直放站等是主要的组成部分。在组网测试过程中如果出现误操作，或者某个设备出现故障，都会导致输出功率突然增大，而对设备构成威胁。因此必须对网络中的设备增加过功率保护电路，以保证在输入信号突然增大时，迅速对设备进行保护，不至于损坏事故的发生。
传统的功率保护的实现方式有以下几种：
软件方式实现。设备中处理器通过对输入输出功率进行监视，一旦发现输入功率突然增加到超过额定最大输入功率，并达到过功率门限值时对输入信号进行衰减。首先快速地以最大的衰减量进行衰减，然后逐步放开衰减量，直到输出满足要求。
这种方法的缺点是，由于需要快速进行功率保护，而在软件处理中又需要对监控量进行多次采集，以避免外界的干扰，并且处理器需要尽可能快地获取该监控量的状态。因此要求A/D转换器转换速度尽可能快，而且处理器的处理时间同样尽可能快。这样必然会对A/D转换及处理器的要求大大提高，使得成本也会大大提高。
另外一种是硬件方式实现，一旦输入信号超过保护门限，迅速进行保护，关闭电源或关闭信号放大器件。
这种方法的缺点是，由于网络在工作过程中，干扰随时有可能发生，采用此方法，干扰信号会随时导致误关闭。这就要求必须要对检测的信号进行滤波，但这样又降低了保护的响应速度。如果要保证响应速度，又必须降低抗干扰的性能，二者是矛盾的。
还有一种方法是自动电平/增益控制，它能够实现快速过功率自动保护功能。
这种方法的缺点是，功率门限不可调或通过可调电阻进行门限设置，由于产品批量生产中不一致，导致每一套产品都需要调整，需要大量的调试工作，费时费力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种功率保护电路，以及采用这种功率保护电路的一种功率控制方法，使得在功率发生异常的时候，电路能够迅速的响应，采取保护措施；采用较为便宜的器件，降低电路的成本；并且能够便于调试。
为解决上述技术问题，本发明功率保护电路的技术方案是，包括
监控电路，将门限控制电压和正常工作时的控制电压传输给功率控制电路，并且检测工作状态指示信号，控制是否将输入信号功率减小或功率减小或关断；
功率控制电路，接收来自于所述监控电路的门限控制电压和正常工作时的控制电压，将所述工作状态指示信号传输给所述监控电路，用功率控制电压控制功率器件，并根据所述功率器件反馈电压对所述功率器件进行负反馈控制；所述功率控制电路包括一个积分运算电路，将功率器件反馈电压与门限控制电压之差进行积分运算，所述积分运算电路的输出连接到一个第一加法运算电路，与正常工作时的控制电压进行加法运算，所述第一加法运算电路的输出作为功率控制电压连接到所述功率器件上，所述功率器件反馈电压与所述门限控制电压都连接到一个电压比较器的两个输入端，所述电压比较器的输出作为工作状态指示信号；
功率器件，接受所述功率控制电压的控制，并将所述功率器件反馈电压输出给所述功率控制电路。
本发明功率控制方法的技术方案是，当功率器件的输出功率过大时，功率反馈电压增大，所述功率控制电路将功率反馈电压与门限控制电压之差进行积分运算后的结果与正常工作时的控制电压相加，使得所述功率控制电压增加，从而减小所述功率器件的输出功率，之后所述功率反馈电压降低，所述功率控制电压也降低，功率器件回到正常工作状态。
本发明采用功率控制电路，迅速对功率异常作出响应，通过监控电路保证整个电路的安全运行，不需要特别要求的器件，因此成本低，而且监控电路对功率控制电路的信号可以根据需要进行调节，便于调试。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明功率保护电路的结构框图；
图2为本发明功率保护电路中功率控制电路的电路图。
具体实施方式
本发明功率保护电路可参见图1所示，包括
监控电路，将门限控制电压Vt1、Vt2，和正常工作时的控制电压Vc传输给功率控制电路，并且检测工作状态指示信号Vs，控制是否将输入信号功率减小或关断；
功率控制电路，接收来自于所述监控电路的门限控制电压Vt1、Vt2和正常工作时的控制电压Vc，将所述工作状态指示信号Vs传输给所述监控电路，用功率控制电压Vo控制功率器件，并根据所述功率器件反馈电压Vf对所述功率器件进行负反馈控制；
功率器件，接受所述功率控制电压Vo的控制，并将所述功率器件反馈电压Vf输出给所述功率控制电路。
如图2所示，所述功率控制电路包括一个由运算放大器N2和电容C1组成的积分运算电路，将功率器件反馈电压Vf与门限控制电压Vt之差进行积分运算，所述积分运算电路的输出Vco连接到一个由运算放大器N3和电阻R5、R6、R7、R8组成的第一加法运算电路，与正常工作时的控制电压Vc进行加法运算，所述第一加法运算电路的输出作为功率控制电压Vo连接到所述功率器件上，所述功率器件反馈电压Vf与所述门限控制电压Vt都连接到一个由运算放大器N4构成的电压比较器的两个输入端，所述电压比较器的输出作为工作状态指示信号Vs。
由于决定所述门限控制电压Vt的因素可以有一个，也可以有多个。如果只有一个，那可以由监控电路直接将该门限控制电压传输到所述功率控制电路的积分运算电路中。但是如果有两个或者更多，就需要在积分运算电路与监控电路中间设置一个加法运算电路，由监控电路将多个门限控制电压Vt1、Vt2传输给该加法运算电路。如图2所示，所述多个门限控制电压Vt1、Vt2通过一个由运算放大器N1和电阻R1、R2、R3、R4组成的第二加法运算电路进行相加，所述第二加法运算电路的输出作为总的门限控制电压Vt连接到所述积分运算电路，与所述功率器件反馈Vf电压之差进行积分运算。
所述监控电路采用计算机系统，可以随时根据需要调节所述门限控制电压以及正常工作时的控制电压的大小。
本发明还提供了一种如上述功率保护电路实现的功率控制方法，当功率器件的输出功率过大时，功率反馈电压Vf增大，所述功率控制电路将功率反馈电压Vf与门限控制电压Vt之差进行积分运算后的结果Vco与正常工作时的控制电压Vc相加，使得所述功率控制电压Vo增加，从而减小所述功率器件的输出功率，之后所述功率反馈电压Vf降低，所述功率控制电压Vo也降低，功率器件回到正常工作状态。
当功率反馈电压过小时，功率反馈电压Vf减小，所述功率控制电路将功率反馈电压Vf与门限控制电压Vt之差进行积分运算后的结果Vco与正常工作时的控制电压Vc相加，使得所述功率控制电压Vo减小，从而增大所述功率器件的输出功率，之后所述功率反馈电压Vf升高，所述功率控制电压Vo也升高，功率器件回到正常工作状态。
通过上述方法，使得功率控制电路可以自行的将所述功率器件的输出功率稳定在某一确定值，当实际的输出功率偏离这一确定值时，所述功率控制电路就会采用负反馈的方式对功率值进行调节，使其回到该确定值。
所述监控电路不断检测工作状态指示信号Vs，当所述功率器件的输出值过大时，就会导致电压比较器N4输出工作状态指示信号Vs。如果功率控制电路及时的对功率器件的输出进行了调整，使所述功率器件的输出功率回到了安全的范围之内，电压比较器就不再输出工作状态指示信号Vs。但是，如果由于电路发生故障，或者功率器件超出安全范围输出功率，而功率控制电路无法对其进行控制时，所述工作状态指示信号Vs就会持续的输出。当所述工作状态指示信号连续一段时间表示所述功率器件功率过大时，所述监控电路就将输入信号功率减小或关断，避免危险的发生。
综上所述，本发明采用功率控制电路，迅速对功率异常作出响应，通过监控电路保证整个电路的安全运行，不需要特别要求的器件，因此成本低，而且监控电路对功率控制电路的信号可以根据需要进行调节，便于调试。

Claims (6)

1.一种功率保护电路，其特征在于，包括
监控电路，将门限控制电压和正常工作时的控制电压传输给功率控制电路，并且检测工作状态指示信号，控制是否将输入信号功率减小或关断；
功率控制电路，接收来自于所述监控电路的门限控制电压和正常工作时的控制电压，将所述工作状态指示信号传输给所述监控电路，用功率控制电压控制功率器件，并根据所述功率器件反馈电压对所述功率器件进行负反馈控制；所述功率控制电路包括一个积分运算电路，将功率器件反馈电压与门限控制电压之差进行积分运算，所述积分运算电路的输出连接到一个第一加法运算电路，与正常工作时的控制电压进行加法运算，所述第一加法运算电路的输出作为功率控制电压连接到所述功率器件上，所述功率器件反馈电压与所述门限控制电压都连接到一个电压比较器的两个输入端，所述电压比较器的输出作为工作状态指示信号；
功率器件，接受所述功率控制电压的控制，并将所述功率器件反馈电压输出给所述功率控制电路。
2.根据权利要求1所述的功率保护电路，其特征在于，所述门限控制电压有多个，所述多个门限控制电压通过一个第二加法运算电路进行相加，所述第二加法运算电路的输出连接到所述积分运算电路，与所述功率器件反馈电压之差进行积分运算。
3.根据权利要求1所述的功率保护电路，其特征在于，所述监控电路采用计算机系统。
4.一种如权利要求1所述的功率保护电路的功率控制方法，其特征在于，当功率器件的输出功率过大时，功率反馈电压增大，所述功率控制电路将功率反馈电压与门限控制电压之差进行积分运算后的结果与正常工作时的控制电压相加，使得所述功率控制电压增加，从而减小所述功率器件的输出功率，之后所述功率反馈电压降低，所述功率控制电压也降低，功率器件回到正常工作状态。
5.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，当功率反馈电压过小时，功率反馈电压减小，所述功率控制电路将功率反馈电压与门限控制电压之差进行积分运算后的结果与正常工作时的控制电压相加，使得所述功率控制电压减小，从而增大所述功率器件的输出功率，之后所述功率反馈电压升高，所述功率控制电压也升高，功率器件回到正常工作状态。
6.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述监控电路不断检测工作状态指示信号，当所述工作状态指示信号连续一段时间表示所述功率器件功率过大时，所述监控电路将输入信号功率减小或关断。
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