CN101895091B - 一种移动通信设备的过功率保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动通信设备的过功率保护装置及方法，所述装置包括对移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样到的功率值一一对应转换为量化电压后输出的功率采样装置；将所述量化电压乘以预先设定的比例系数后与一个基本电压相加，得到比较电压的比例加法装置；接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号的迟滞比较器；根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率的功率限制装置。本发明提供的移动通信设备的过功率保护装置及方法能够在所述移动通信设备的输出功率过高时，自动对移动通信设备进行保护。

Description

一种移动通信设备的过功率保护装置及方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信设备的过功率保护装置，本发明还涉及一种移动通信设备的过功率保护方法。

背景技术

近年来，随着移动通信网络的大规模建设，市场对大功率移动通信设备的需求越来越多，在移动通信设备接入移动通信网络中的时候，可能会出现射频连接线缆不匹配或者松脱的情况，也有可能由于外界干扰信号较大而引起移动通信设备的输出功率过大，从而对移动通信设备造成致命性的毁坏，因此，在移动通信设备工作时能够对其进行自动保护就显得尤为重要了。

发明内容

为解决现有技术的移动通信网络中，移动通信设备容易因输出功率过大而损坏的技术问题，本发明提供一种能够自动进行过功率保护的移动通信设备的过功率保护装置。

一种移动通信设备的过功率保护装置，包括：对移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样到的功率值一一对应转换为量化电压后输出的功率采样装置；将所述量化电压乘以预先设定的比例系数后与一个基本电压相加，得到比较电压的比例加法装置；其中，所述比例系数为正数，其取值根据所述移动通信设备正常工作时的输出功率对应的量化电压设定；接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号的迟滞比较器；其中，所述基本电压小于所述迟滞比较器的高门限电压，大于所述迟滞比较器的低门限电压；根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率的功率限制装置。

与现有技术相比较，本发明提供的移动通信设备的过功率保护装置中，所述功率采样装置对移动通信设备的输出功率进行采样监测，并将功率值转换为量化电压，所述比例加法装置与所述迟滞比较器配合，输出控制信号控制所述功率限制装置，在所述移动通信设备的输出功率过高时，降低所述移动通信设备的输出功率。因此可以实现自动进行对移动通信设备的过功率保护。

优选地，所述迟滞比较器在所述比较电压大于预先设置的高门限电压时，发出第一控制信号，在所述比较电压小于预先设置的低门限电压时，发出第二控制信号，在所述比较电压大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压时，维持输出的控制信号不变；所述功率限制装置在接收所述第一控制信号时，降低所述移动通信设备的输出功率。。

通过设置所述比例加法装置以及所述迟滞比较器的参数，使输入所述迟滞比较器中的比较电压总是大于所述低门限电压，即使所述移动通信设备的输出功率降低至正常位置甚至为0，所述迟滞比较器的输出也不会再改变，所述功率限制装置持续降低所述移动通信设备的输出功率，直到外部线路的故障解决之后，所述移动通信设备重新上电启动，所述迟滞比较器被恢复到初始状态为止。如此可以防止外部电路故障解决之前，所述移动通信设备因输出功率起伏而损坏，对移动通信设备的保护比较彻底。

优选地，所述功率采样装置中，较大的功率值对应转换为较高的量化电压，较小的功率值对应转换为较低的量化电压。

优选地，所述移动通信设备的过功率保护装置中，所述功率限制装置是所述移动通信设备的电源控制开关。根据所述控制信号控制所述移动通信设备的电源开关，可以在输出功率过高时快速切断所述移动通信设备的电源，更快地对所述移动通信设备进行保护。

优选地，所述移动通信设备的过功率保护装置中，所述功率限制装置是可调的功率衰减电路。通过所述可调的功率衰减电路，在所述移动通信设备的输出功率过高时对所述输出功率进行调节，可以根据需要自由设定所述输出功率降低的速度，使所述移动通信设备的过功率保护装置的使用更具灵活性。

优选地，所述移动通信设备的过功率保护装置进一步包括延时调节装置，所述延时调节装置连接于所述迟滞比较器与所述功率限制装置之间。

通过在所述迟滞比较器的输出端连接所述延时调节装置，将所述迟滞比较器的带有转换延时的输出，转换为只有高低电平两种状态的输出信号，消除了转换延时，减少所述功率限制装置判断出错的可能，提高所述移动通信设备的过功率保护装置的精确性。

为解决现有技术的移动通信网络中，移动通信设备容易因输出功率过大而损坏的技术问题，本发明提供一种移动通信设备的过功率保护方法。

一种移动通信设备的过功率保护方法，包括步骤：对移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样到的功率值一一对应转换为量化电压；将所述量化电压乘以预先设定的比例系数后与一个基本电压相加，得到比较电压；其中，所述比例系数为正数，其取值根据所述移动通信设备正常工作时的输出功率对应的量化电压设定；通过迟滞比较器接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号；其中，所述基本电压小于所述迟滞比较器的高门限电压，大于所述迟滞比较器的低门限电压；根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率。

与现有技术相比较，本发明提供的移动通信设备的过功率保护方法中，对移动通信设备的输出功率进行采样监测，并将功率值转换为量化电压，然后根据所述量化电压获得进行功率调节的所述比较电压，在所述移动通信设备的输出功率过高时，控制降低所述移动通信设备的输出功率，因此可以实现对移动通信设备的过功率保护。

优选地，所述移动通信设备的过功率保护方法中，接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号的步骤包括：在所述比较电压大于预先设置的高门限电压时，发出第一控制信号，在所述比较电压小于预先设置的低门限电压时，发出第二控制信号，在所述比较电压大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压时，维持输出的控制信号不变；根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率的步骤包括：在接收所述第一控制信号时，降低所述移动通信设备的输出功率。

通过设置所述基本电压、所述高门限电压和所述低门限电压，使所述比较电压总是大于所述低门限电压，即使所述移动通信设备的输出功率降低至正常位置甚至为0，输出所述控制信号也不会再改变，持续降低所述移动通信设备的输出功率，直到外部线路的故障解决之后，所述移动通信设备重新上电启动为止。如此可以防止外部电路故障解决之前，所述移动通信设备因输出功率起伏而损坏，对移动通信设备的保护比较彻底。

优选地，所述移动通信设备的过功率保护方法中，将采样到的功率值一一对应转换为量化电压的步骤包括：将较大的功率值对应转换为较高的量化电压，将较小的功率值对应转换为较低的量化电压。

优选地，所述移动通信设备的过功率保护方法中，通过断开或者连接所述移动通信设备的电源控制开关来控制所述移动通信设备的输出功率。通过所述移动通信设备的电源控制开关来控制，实现方法较简单方便，不需另外设置功率控制设备。

附图说明

图1是本发明移动通信设备的过功率保护装置的结构示意图；

图2是本发明移动通信设备的过功率保护装置一种优选实施方式的结构示意图；

图3是本发明移动通信设备的过功率保护装置的迟滞比较器输出示意图；

图4是本发明移动通信设备的过功率保护方法的流程示意图。

其中，20移动通信设备的过功率保护装置；

21功率采样装置；

23比例加法装置；

25迟滞比较器；

26延时调节装置；

27功率限制装置。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明移动通信设备的过功率保护装置20的结构示意图。

所述移动通信设备的过功率保护装置20包括依次电性连接的功率采样装置21、比例加法装置23、迟滞比较器25和功率限制装置27。

所述功率采样装置21连接在移动通信设备的输出端，对所述移动通信设备的输出信号的功率进行采样，并根据采样到的功率值输出量化电压。所述功率采样装置21中，采样到的功率值与输出的所述量化电压具有一一对应的关系，所述采样到的功率值较大则对应转化为较高的量化电压，所述采样到的功率值较小则对应转化为较低的量化电压。当然，所述功率采样装置21亦可采用反比例的转换方式，即在采样到的功率值较大则对应转换为较低的量化电压，所述采样到的功率值较小则对应转换为较高的量化电压。

所述比例加法装置23中预先设置一个比例系数和一个基本电压，所述比例加法装置23将所述量化电压乘以所述比例系数后与所述基本电压相加，获得的结果即为比较电压，然后将所述比较电压输出至所述迟滞比较器25。其中，所述比例系数为正数，其取值根据所述移动通信设备正常工作时的输出功率对应的量化电压设定；所述基本电压以及所述移动通信设备正常工作时的所述比较电压均大于所述迟滞比较器25的低门限电压，并且小于所述迟滞比较器25的高门限电压。

所述迟滞比较器25中设置有所述高门限电压和所述低门限电压，根据迟滞比较器的特点，当输入的电压值大于所述高门限电压时，所述迟滞比较器25的输出变为第一状态；当输入的电压值小于所述低门限电压时，所述迟滞比较器25的输出变为第二状态；当输入的电压值大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压时，所述迟滞比较器25的输出保持不变。

然而在本发明中，由于所述比例加法装置23中的所述基本电压大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压，因此输入到所述迟滞比较器25的比较电压不可能小于所述低门限电压。

例如，假设所述迟滞比较器25输入的比较电压为V0，所述高门限电压为Vhigh，所述低门限电压为Vlow，所述迟滞比较器25的输出为Vout，所述第一状态和第二状态分别为Vout=0和Vout=1，则：

如果开始时Vlow<V0<Vhigh，则Vout=1维持不变；则在某一时刻，一旦所述迟滞比较器25的输入电压上升至满足V0>Vhigh后，输出Vout=0；如果V0再次下降至V0<Vhigh，则由于V0不可能小于Vlow，所以Vout=0始终维持不变，直到重新将所述迟滞比较器25恢复到初始状态。

所述功率限制装置27接收所述迟滞比较器25的输出作为控制信号，根据所述控制信号控制所述移动通信设备的输出功率。所述功率限制装置27可以是所述移动通信设备的电源控制开关，所述控制开关在所述迟滞比较器25的输出为第二状态时导通；在所述迟滞比较器25的输出为第一状态时断开。例如本实施例中，当所述迟滞比较器25的输出电压Vout=1时，所述控制开关导通；当Vout=0时，所述控制开关断开，使所述移动通信设备断电，保护所述移动通信设备。

所述功率限制装置27也可以是可调的功率衰减电路，所述功率衰减电路在所述迟滞比较器25的输出为第二状态时，维持所述移动通信设备的输出功率不变；在所述迟滞比较器25的输出为第一状态时持续降低所述移动通信设备的输出功率，直到所述迟滞比较器25被重新恢复到初始状态。例如：在本实施方式中，当所述迟滞比较器25的输出电压Vout=1时，维持所述移动通信设备的输出功率不变；当Vout=0时，所述可调的功率衰减电路持续降低所述移动通信设备的输出功率，直到所述迟滞比较器25被重新恢复到初始状态，输出Vout=1为止。

所述移动通信设备的过功率保护装置20工作时，所述功率采样装置21对所述移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样的功率值一一对应转换为量化电压，然后将所述量化电压输出至所述比例加法装置23；所述比例加法装置23将所述量化电压乘以所述比例系数之后，与所述基本电压相加，相加后的结果即为所述比较电压，将所述比较电压输出至所述迟滞比较器25；在所述迟滞比较器25中，所述比较电压与所述高门限电压、所述低门限电压比较，根据比较结果对所述功率限制装置27输出所述控制信号，控制所述功率限制装置27维持或者降低所述移动通信设备的输出功率。当所述移动通信设备的输出功率正常时，所述功率采样装置21对应转化的量化电压正常，所述比较电压低于所述高门限电压，所述迟滞比较器25输出为第二状态，所述功率限制装置27，维持所述移动通信设备的输出功率；当由于外部线路故障等原因导致所述移动通信设备的输出功率过大，使所述比较电压高于所述高门限电压时，所述迟滞比较器25输出为第一状态，所述功率限制装置27使所述移动通信设备的输出功率降低，直到所述迟滞比较器25被重新恢复到第二状态。

在实际应用时，所述迟滞比较器25的输出也可设置为Vout=1为输出的第一状态，Vout=0为第二状态，并不影响本发明的移动通信设备的过功率保护装置20的正常运行。

移动通信系统中，移动通信设备的输出功率过大，通常是由于移动通信设备的外部线路故障引起的。一旦移动通信设备由于外部线路故障导致其输出功率过高，则在外部线路的故障解决之前，即使所述移动通信设备的输出功率在某一时刻恢复到正常水平，也不能避免其输出功率因未解决的外部线路故障再次升高。因此一般在外部电路的故障解决之后，再对系统中的移动通信设备重新上电启动。

因此，通过设置所述比例加法装置中的基本电压，使输入所述迟滞比较器中的比较电压总是大于所述低门限电压，即使所述移动通信设备的输出功率降低至正常位置甚至0，所述迟滞比较器的输出也不会再改变，所述功率限制装置持续降低所述移动通信设备的输出功率，直到外部线路的故障解决之后，所述移动通信设备重新上电启动，所述迟滞比较器被恢复到初始状态为止。如此可以防止外部电路故障解决之前，所述移动通信设备因输出功率起伏而损坏，对移动通信设备的保护比较彻底。

请参阅图2，图2是本发明移动通信设备的过功率保护装置一种优选实施方式的结构示意图。作为本发明的一种优选实施方式，所述移动通信设备的过功率保护装置20进一步包括延时调节装置26，所述延时调节装置26连接于所述迟滞比较器25的输出与所述功率限制装置27之间，根据所述迟滞比较器25的输出电压大小输出高低电平至所述功率限制装置27。

例如在本实施方式中，在所述迟滞比较器25的输出电压大于预设值时，所述延时调节装置26输出高电平的控制信号至所述功率限制装置27；当所述迟滞比较器25的输出电压小于所述预设值时，所述延时调节装置26输出低电平的控制信号至所述功率限制装置27。

请参阅图3，图3是本发明移动通信设备的过功率保护装置的迟滞比较器输出示意图。通常的迟滞比较器25中，当输出在高低电平之间转换时，会有一定的转换延时，如图3(a)所示。为消除所述迟滞比较器25的输出转换延时，在所述迟滞比较器25的输出端连接所述延时调节装置26。

在本实施方式中，假设所述迟滞比较器25的输出为高电平时，Vout=5V；为低电平时，Vout=0V。当Vout从高电平变化到低电平时，会有一个下降沿的延时，如图3(a)中斜线部分所示。所述延时可能导致所述功率限制装置27的判断出错。

作为一种优选实施方式，所述延时调节装置26为比较器，所述比较器接收所述迟滞比较器25的输出信号，将其与预设门限值比较，假设所述门限值为2.5V，当Vout≥2.5V时，所述比较器输出高电平5V至所述功率限制装置27；当Vout＜2.5V时，所述比较器输出低电平0V至所述功率限制装置27，如图3(b)所示。

与所述第一实施方式相比较，本实施方式的移动通信设备的过功率保护装置20为消除所述迟滞比较器25的输出转换延时，在所述迟滞比较器25的输出端连接所述延时调节装置26，将所述迟滞比较器25的带有转换延时的输出，转换为只有高低电平两种状态的输出信号，消除了转换延时，减少所述功率限制装置判断出错的可能，提高所述移动通信设备的过功率保护装置20的精确性。

在本发明的移动通信设备的过功率保护装置20中，各个电路模块的输出电压的高电平或低电平并不唯一，可随实际需要设定，如上述延时调节装置26也可以在所述迟滞比较器25输出Vout＜2.5V时，输出高电平5V电压至所述功率限制装置27；在Vout≥2.5V时，输出低电平0V电压至所述功率限制装置27。各个电路模块的驱动电压的高低电平也并不唯一，可以根据实际情况具体设置，不构成对本发明保护范围的限定，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

请参阅图4，图4是本发明移动通信设备的过功率保护方法的流程示意图。所述移动通信设备的过功率保护方法包括以下步骤：

S101，对移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样到的功率值一一对应转换为量化电压；

对所述移动通信设备的输出信号的功率进行采样，采样到的功率值与转化的所述量化电压具有一一对应的关系，例如：所述采样到的功率值较大则对应转化为较高的量化电压，所述采样到的功率值较小则对应转化为较低的量化电压。当然，也可以采用反比例的转换方式，即在采样到的功率值较大则对应转换为较低的量化电压，所述采样到的功率值较小则对应转换为较高的量化电压。

S103，将所述量化电压乘以预先设定的比例系数后与一个基本电压相加，得到比较电压；

预先设置一个比例系数和一个基本电压，将所述量化电压乘以所述比例系数后与所述基本电压相加，获得的结果即为比较电压。其中，所述比例系数为正数，其取值根据所述移动通信设备正常工作时的输出功率对应的量化电压设定。

S105，接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号；

在本步骤中，预先设置高门限电压和低门限电压，在所述比较电压大于预先设置的高门限电压时，发出第一控制信号；在所述比较电压小于预先设置的低门限电压时，发出第二控制信号；在所述比较电压大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压时，维持输出的控制信号不变；其中，所述基本电压小于所述迟滞比较器的高门限电压，大于所述迟滞比较器的低门限电压。

S107，根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率。

具体地说，在接收所述第一控制信号时，降低所述移动通信设备的输出功率；在接收所述第二控制信号时，不对所述移动通信设备的输出功率作调整。

在本步骤中，可以通过断开或者连接所述移动通信设备的电源控制开关来控制所述移动通信设备的输出功率。所述控制开关在接收所述第二控制信号时导通，在接收所述第一控制信号时断开，使所述移动通信设备断电，保护所述移动通信设备。

在本步骤中，也可以通过设置可调的功率衰减电路来控制所述移动通信设备的功率。所述功率衰减电路在接收所述第二控制信号时，维持所述移动通信设备的输出功率不变；在接收所述第一控制信号时，持续降低所述移动通信设备的输出功率。

与现有技术相比较，本发明提供的移动通信设备的过功率保护方法中，对移动通信设备的输出功率进行采样监测，并将功率值转换为量化电压，然后根据所述量化电压获得进行功率调节的所述比较电压，在所述移动通信设备的输出功率过高时，控制降低所述移动通信设备的输出功率，因此可以实现对移动通信设备的过功率保护。

同时，移动通信系统中，移动通信设备的输出功率过大，通常是由于移动通信设备的外部线路故障引起的。一旦移动通信设备由于外部线路故障导致其输出功率过高，则在外部线路的故障解决之前，即使所述移动通信设备的输出功率在某一时刻恢复到正常水平，也不能避免其输出功率因未解决的外部线路故障再次升高。因此一般在外部电路的故障解决之后，再对系统中的移动通信设备重新上电启动。

因此，通过设置所述基本电压，使所述比较电压总是大于所述低门限电压，即使所述移动通信设备的输出功率降低至正常位置甚至0，输出的所述控制信号也不会再改变，持续降低所述移动通信设备的输出功率，直到外部线路的故障解决之后，所述移动通信设备重新上电启动为止。如此可以防止外部电路故障解决之前，所述移动通信设备因输出功率起伏而损坏，对移动通信设备的保护比较彻底。

优选地，在执行步骤S107之前，可以先对步骤S105中获得的所述控制信号进行一个延时处理。

对所述控制信号进行延时处理可以使所述控制信号的上升沿和下降沿更加陡峭，电压的上升和下降的延时更小，使对所述移动通信设备的输出功率的控制更加快速和准确。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动通信设备的过功率保护装置，其特征在于包括：

对移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样到的功率值一一对应转换为量化电压后输出的功率采样装置；

将所述量化电压乘以预先设定的比例系数后与一个基本电压相加，得到比较电压的比例加法装置；其中，所述比例系数为正数，其取值根据所述移动通信设备正常工作时的输出功率对应的量化电压设定；

接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号的迟滞比较器；其中，所述基本电压小于所述迟滞比较器的高门限电压，大于所述迟滞比较器的低门限电压；

根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率的功率限制装置。

2.权利要求1所述的移动通信设备的过功率保护装置，其特征在于：所述迟滞比较器在所述比较电压大于预先设置的高门限电压时，发出第一控制信号，在所述比较电压小于预先设置的低门限电压时，发出第二控制信号，在所述比较电压大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压时，维持输出的控制信号不变；

所述功率限制装置在接收所述第一控制信号时，降低所述移动通信设备的输出功率。

3.权利要求1或者2所述的移动通信设备的过功率保护装置，其特征在于：所述功率采样装置中，较大的功率值对应转换为较高的量化电压，较小的功率值对应转换为较低的量化电压。

4.权利要求1或者2所述的移动通信设备的过功率保护装置，其特征在于：所述功率限制装置是所述移动通信设备的电源控制开关。

5.权利要求1或者2所述的移动通信设备的过功率保护装置，其特征在于：所述功率限制装置是可调的功率衰减电路。

6.权利要求1或者2所述的移动通信设备的过功率保护装置，其特征在于：进一步包括延时调节装置，所述延时调节装置连接于所述迟滞比较器与所述功率限制装置之间。

7.一种移动通信设备的过功率保护方法，其特征在于包括步骤：

对移动通信设备的输出功率进行采样，并将采样到的功率值一一对应转换为量化电压；

将所述量化电压乘以预先设定的比例系数后与一个基本电压相加，得到比较电压；其中，所述比例系数为正数，其取值根据所述移动通信设备正常工作时的输出功率对应的量化电压设定；

通过迟滞比较器接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号；其中，所述基本电压小于所述迟滞比较器的高门限电压，大于所述迟滞比较器的低门限电压；

根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率。

8.权利要求7所述的移动通信设备的过功率保护方法，其特征在于，接收所述比较电压，根据所述比较电压的大小输出控制信号的步骤包括：

在所述比较电压大于预先设置的高门限电压时，发出第一控制信号，在所述比较电压小于预先设置的低门限电压时，发出第二控制信号，在所述比较电压大于所述低门限电压并且小于所述高门限电压时，维持输出的控制信号不变；

根据所述控制信号，控制所述移动通信设备的输出功率的步骤包括：

在接收所述第一控制信号时，降低所述移动通信设备的输出功率。

9.权利要求7或者8所述的移动通信设备的过功率保护方法，其特征在于，将采样到的功率值一一对应转换为量化电压的步骤包括：

将较大的功率值对应转换为较高的量化电压，将较小的功率值对应转换为较低的量化电压。

10.权利要求7或者8所述的移动通信设备的过功率保护方法，其特征在于：通过断开或者连接所述移动通信设备的电源控制开关来控制所述移动通信设备的输出功率。

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