CN104579191A - 一种用于功放保护的驻波电压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于功放保护的驻波电压保护电路，与功率放大器匹配的负载与功率放大器的输出端相连，驻波电压保护电路接在功率放大器与负载之间，驻波电压保护电路包括依次连接的驻波比检测电路以及泄放通路，驻波比检测电路的一端与功率放大器的输出端相连，驻波比检测电路的另一端接入泄放通路，泄放通路的另一端接地。本发明在负载失配、供方输出开路或短路的情况下，通过泄放通路为射频能量提供传输通路，进而保护功放不被烧毁。本发明是片外集成，结构简单，可以方便的接在功放输出端口与负载或者天线之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于功放保护的驻波电压保护电路。
背景技术
输出功率超过2W的功率放大器，在实际电路应用中，由于负载开路、短路或失配，功放输出的集电极端口呈现比较高的驻波分布，使射频能量不能有效地传输出去，大部分能量转换成热，造成热积累，一方面降低了功放效率，另一方面，将造成功放热烧毁。
现有的功放保护电路有工艺改进与电路设计两种方式。改进工艺是通过增加集电极的厚度以及增大集电极参杂来提高BVceo，但是这种方式会降低功放的射频性能并且成本较高。电路设计分为片上保护电路设计与片外保护电路设计。片上保护电路大多数是通过电压或电流检测器检测输出集电极的电压或电流，利用反馈环路将电压或电流值钳位在某个安全值，但是这些保护电路结构比较复杂，且不可移植，不同的PA需要进行不同设计，并且增大了芯片面积，增加了成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于功放保护的驻波电压保护电路，利用动态负载的思想，在功放输出开路、短路或者失配的情况下，保护功放不被烧毁
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：
一种用于功放保护的驻波电压保护电路，与功率放大器匹配的负载与功率放大器的输出端相连，驻波电压保护电路接在功率放大器与负载之间，驻波电压保护电路包括依次连接的驻波比检测电路以及泄放通路，驻波比检测电路的一端与功率放大器的输出端相连，驻波比检测电路的另一端接入泄放通路，泄放通路的另一端接地。
对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案。
作为优化，所述驻波比检测电路检测到功率放大器的输出电压大于设定好的限定值时，泄放通路工作、用于为射频能量提供传输通路。
进一步，驻波比检测电路由串联的若干二极管组成，根据二极管的钳位电压以及功放保护的需求设计所需串联的二极管数目。
更进一步，当驻波信号的电压值大于二极管串的钳位电压时，二极管串导通，相当于开关开启，此时信号泄放通路发挥作用，将射频能量泄放到地；当驻波电压小于二极管串的钳位电压时，二极管串不导通，相当于开关关闭，信号泄放通路不产生作用。
作为优化，信号泄放通路由有源晶体管（BJT、HBT、FET等）或者无源的电阻实现。
另外，用于交流电路中的功放保护电路包括分别用于保护正负高压的两路驻波电压保护电路，为正向驻波电压保护电路与反向驻波电压保护电路。
相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：
本发明所描述的用于功放保护的驻波电压保护电路，通过在功放输出端与负载之间设置驻波电压保护电路，通过驻波比检测电路检测供方的输出，以驻波比作为参量，来衡量负载是否存在失配的情况，并在负载失配、供方输出开路或短路的情况下，通过泄放通路为射频能量提供传输通路，进而保护功放不被烧毁。本发明是片外集成，结构简单，可以方便的接在功放输出端口与负载或者天线之间。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的驻波电压保护电路的原理图；
图2为本发明实施例的动态负载的原理示意图；
图3为本发明驻波电压保护电路一种实施例的原理图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本实施例描述了一种用于功放保护的驻波电压保护电路，其原理图如图1所示，其中PA是功率放大器，RL为匹配的负载，RL’为泄放通路的阻抗，ΓL为负载RL失配时，失配阻抗与RL’的合成阻抗。
与功率放大器匹配的负载与功率放大器的输出端相连，驻波电压保护电路接在功率放大器PA与负载RL之间，驻波电压保护电路包括依次连接的驻波比检测电路Ⅰ以及泄放通路Ⅱ，驻波比检测电路的一端与功率放大器的输出端相连，驻波比检测电路的另一端接入泄放通路，泄放通路的另一端接地。
我们考虑负载开路时的极限情况，功放保护电路所利用的动态负载原理如图2所示：电路正常工作时，负载线如RL所示；当负载开路时，负载无穷大，此时，负载线RL’发挥作用，与失配的RL合成新的负载线ΓL。
如图3所示，用于交流电路中的功放保护电路包括分别用于保护正负高压的两路驻波电压保护电路：正向驻波电压保护电路与反向驻波电压保护电路。所述驻波比检测电路检测到功率放大器的输出电压大于设定好的限定值时，泄放通路工作、用于为射频能量提供传输通路。驻波比检测电路由串联的若干二极管组成，根据二极管的钳位电压以及功放保护的需求设计所需串联的二极管数目。
当驻波信号的电压值大于二极管串的钳位电压时，二极管串导通，相当于开关开启，此时信号泄放通路发挥作用，将射频能量泄放到地；当驻波电压小于二极管串的钳位电压时，二极管串不导通，相当于开关关闭，信号泄放通路不产生作用。
两路驻波电压保护电路的信号泄放通路分别由有源晶体管Q1、Q2（BJT、HBT、FET等）或者无源的电阻实现。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于功放保护的驻波电压保护电路，与功率放大器匹配的负载与功率放大器的输出端相连，其特征在于，驻波电压保护电路接在功率放大器与负载之间，驻波电压保护电路包括依次连接的驻波比检测电路以及泄放通路，驻波比检测电路的一端与功率放大器的输出端相连，驻波比检测电路的另一端接入泄放通路，泄放通路的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种用于功放保护的驻波电压保护电路，其特征在于，所述驻波比检测电路检测到功率放大器的输出电压大于设定好的限定值时，泄放通路工作、用于为射频能量提供传输通路。
3.根据权利要求2所述的一种用于功放保护的驻波电压保护电路，其特征在于，驻波比检测电路由串联的若干二极管组成，根据二极管的钳位电压以及功放保护的需求设计所需串联的二极管数目。
4.根据权利要求3所述的一种用于功放保护的驻波电压保护电路，其特征在于，当驻波信号的电压值大于二极管串的钳位电压时，二极管串导通，相当于开关开启，此时信号泄放通路发挥作用，将射频能量泄放到地；当驻波电压小于二极管串的钳位电压时，二极管串不导通，信号泄放通路不产生作用。
5.根据权利要求1或2或4所述的一种用于功放保护的驻波电压保护电路，其特征在于，信号泄放通路由有源晶体管或者无源的电阻实现。
6.根据权利要求1所述的一种用于功放保护的驻波电压保护电路，其特征在于，用于交流电路中的功放保护电路包括分别用于保护正负高压的正向驻波电压保护电路与反向驻波电压保护电路。
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