CN108880487A - 一种功率放大器保护电路、方法及功率放大电路 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供的一种功率放大器保护电路、方法及功率放大电路，涉及功放放大电路保护技术。所述功率放大器保护电路包括输入过流检测电路和幅度调制控制电路；输入过流检测电路用于检测功率放大器的输入电流，并在实际电流值超过基准电流值时向幅度调制控制电路输出关断指令，幅度调制控制电路用于在接收到关断指令后关断功率放大器的幅度调制使能信号。本发明的有益效果为：AM调制发射保护，该电路及方法主要用于功率放大电路的保护。
Description
技术领域
本发明属于功放放大电路保护技术领域，具体涉及一种功率放大器保护电路、方法及功率放大电路。
背景技术
大功率雷达发射机通常采用多路大功率放大管进行功率合成输出，具有高效率GaN(氮化镓)功率管常常用于现有发射机系统中。而GaN功放管使用和保护措施是发射机可靠性保证的关键。现有技术方案通常只采用时序保护电路对功放管进行上下电保护，主要缺点是发射机使能异常时，容易导致功率放大器振荡而导致发射机失效。
发明内容
为了解决现有技术中，因发射机使能异常时导致功率放大器振荡，致使导致发射机失效问题，本发明提供了一种功率放大器保护电路、方法及功率放大电路，其能够提高功率放大电路的可靠性，且电路比较简单，功耗和价格成本较低。
本发明实施例提供一种功率放大器保护电路，所述功率放大器保护电路包括输入过流检测电路和幅度调制控制电路；
所述输入过流检测电路用于检测所述功率放大器的输入电流，并在检测出的实际电流对应的检测电压值超过第一基准电压值时向所述幅度调制控制电路输出关断指令，所述幅度调制控制电路用于在接收到所述关断指令后关断所述功率放大器的幅度调制使能信号。
在一种可能的设计方法中，所述功率放大器保护电路包括时序保护电路，所述时序保护电路包括逻辑控制电路和P MOS管；
在所述检测电压值超过第一基准电压值时，所述输入过流检测电路还向所述逻辑控制电路输出关断指令，使所述逻辑控制电路控制所述P MOS管关断，从而切断所述功率放大器漏极供电电路的输入电压。
在一种可能的设计方法中，所述时序保护电路还包括比较电路和DC-DC转换电路，在所述检测电压值不超过第一基准电压值时，输入电压经所述输入过流检测电路后，输入所述DC-DC转换电路，所述DC-DC转换电路向所述比较器输出转换后的电压，所述比较电路将输入电压与第二基准电压进行比较，当负压存在时，所述比较电路向所述逻辑控制电路输出高状态信号，所述逻辑控制电路根据所述高状态信号控制P MOS管开启，输入电压送入漏极供电电路。
在一种可能的设计方法中，当负压不存在时，所述比较电路向所述逻辑控制电路输出低状态信号，所述逻辑控制电路根据所述低状态信号控制P MOS管关断。
在一种可能的设计方法中，所述功率放大器保护电路还包括漏极电压检测电路；
所述漏极电压检测电路用于检测所述漏极供电电路的输入电压是否稳定，若稳定，则向所述幅度调制控制电路发送使能信号，以便所述幅度调制控制电路使能所述功率放大器的幅度调制信号，若不稳定，则向所述幅度调制控制电路发送关断信号，以便所述幅度调制控制电路关断所述功率放大器的幅度调制信号。
一种功率放大器保护方法，所述方法包括：检测所述功率放大器的输入电流，当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压时，关断所述功率放大器的幅度调制信号。
在一种可能的设计方法中，当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压时，所述方法还包括：关断时序保护电路中的P MOS管，从而切断所述功率放大器漏极供电电路的输入电压。
在一种可能的设计方法中，所述关断时序保护电路中的P MOS管包括：
当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压，且时序保护电路中的比较电路判断出负压不存在时，所述时序保护电路中的P MOS管在接收到关断指令后关断。
在一种可能的设计方法中，当检测到的实际输入电流对应的检测电压不超过第一基准电压时，判断所述功率放大器中的漏极供电电路的输入电压是否稳定，若稳定，则使能所述功率放大器的幅度调制信号，若不稳定，则关断所述功率放大器的幅度调制信号。
一种功率放大电路，所述功率放大电路包括权利要求1-5任一项所述的功率放大器保护电路。
本发明的有益效果为：功率放大器中功放管的发射保护技术可有效实现AM调制发射保护，在功率合成方案中，每路功放管均采用此方案设计，当一路失效时不影响其余路正常工作，提高发射机的整机可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种功率放大器保护电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明实施例提供一种功率放大器保护电路，参见图1，所述功率放大器保护电路包括输入过流检测电路和幅度调制控制电路；
所述输入过流检测电路用于检测所述功率放大器的输入电流，并在检测出的实际电流对应的检测电压值超过第一基准电压值时向所述幅度调制控制电路输出关断指令，所述幅度调制控制电路用于在接收到所述关断指令后关断所述功率放大器的幅度调制(AM调制)使能信号。
作为本实施例的一种实施方式，所述过流检测电路的输入端和输入电压连接，所述过流检测电路的输出电流分别接入所述幅度调制控制电路、所述功率放大器的幅度调制控制电路以及所述功率放大器的漏极供电电路。
作为本实施例的一种优选的实施方式，其中涉及的幅度调制控制电路可以是FPGA。
参见图1，进一步，优选的，所述功率放大器保护电路还可以包括时序保护电路，所述时序保护电路包括P MOS管；
在所述检测电压值超过第一基准电压值时，所述过流检测电路还向所述逻辑控制电路输出关断指令，使所述逻辑控制电路控制P MOS管关断，从而切断所述功率放大器漏极供电电路的输入电压。
进一步，优选的，所述时序保护电路还包括比较电路和DC-DC转换电路，在所述检测电压值不超过第一基准电压值时，输入电压经所述输入过流检测电路后，输入所述DC-DC转换电路，所述DC-DC转换电路向所述比较器输出转换后的电压，所述比较电路将输入电压与第二基准电压进行比较，当负压存在时，所述比较电路向所述逻辑控制电路输出高状态信号，所述逻辑控制电路根据所述高状态信号控制P MOS管开启，输入电压送入漏极供电电路。当负压不存在时，所述比较电路向所述逻辑控制电路输出低状态信号，所述逻辑控制电路根据所述低状态信号控制P MOS管关断。
进一步，优选的，所述功率放大器保护电路还包括漏极电压检测电路；
所述漏极电压检测电路用于检测所述漏极供电电路的输入电压是否稳定，若稳定，则向所述幅度调制控制电路发送使能信号，以便所述幅度调制控制电路使能所述功率放大器的幅度调制信号，若不稳定，则向所述幅度调制控制电路发送关断信号，以便所述幅度调制控制电路关断所述功率放大器的幅度调制信号。
以雷达发射机为例，雷达发射机中功放管的发射保护电路主要包含时序保护电路(DC-DC、比较电路、逻辑控制电路、P MOS管和储能电路)、漏极电压检测电路、输入过流检测电路、PFGA、栅极调制电路。
+50V电压输入雷达发射机后，输入过流检测电路进行电流检测，输入过流检测电路通过实际电流与基准进行比较输出电流状态(LVTTL),实际电流超过基准时输出高(状态“1”)，同时将状态信息送入FPGA与P MOS管控制电路的逻辑控制电路，FPGA判断故障信息并关断AM调制使能信号，逻辑控制电路控制P MOS关断，从而切断功放管+50V电压，保护功放管。
实际电流不超过基准时，输出过流告警为低(状态“0”)，此时逻辑控制电路工作正常，输入+50V电压通过DC-DC电路转化为-12V电压，将栅压和漏压进行关联，再结合比较电路、逻辑控制电路、P MOS管和储能电路等形成上电时序保护电路，比较电路将-12V电压与基准电压进行比较输出状态信号。当负压(一般设置为-11V以下)存在时比较电路输出高(状态“1”)，此时过流告警为低，且比较电路输出为高，则逻辑控制电路输出高控制P MOS管开启，+50V送入漏极电路。
由于大功率发射机通常漏极存在大容量储能电容，故+50V电压送入漏极电路后储能电容进行充电，此处再在储能电容后通过漏极电压检测电路进行电压检测，判断是否输入+50V电压完成充电处于稳定状态，并将检测信号送入FPGA，检测信号为高状态有效，此时FPGA进行AM调制使能。此举有效避免发射机开关电过程中储能电容充放电时AM使能有效导致功放管失效的情况。
上述方案，可有效实现上电时序保护、过流保护、AM调制发射保护，同时避免漏极电压不稳定时开AM调制使能而导致漏极电路或功放管失效的情况。在功率合成方案中，每路功放管均采用此方案设计，当一路失效时不影响其余路正常工作，提高发射机的整机可靠性。
基于上述功率放大器保护电路，本发明实施例提供一种功率放大器保护方法，该方法包括：检测所述功率放大器的输入电流，当当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压时，关断所述功率放大器的幅度调制信号。
进一步，优选的，当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压时，所述方法还包括：关断时序保护电路中的P MOS管，从而切断所述功率放大器漏极供电电路的输入电压。
进一步，优选的，所述关断时序保护电路中的P MOS管包括：
当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压，所述时序保护电路中的P MOS管在接收到关断指令后关断；
进一步，优选的，当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压，且时序保护电路中的比较电路判断出负压存在时，判断所述功率放大器中的漏极供电电路的输入电压是否稳定，若稳定，则使能所述功率放大器的幅度调制信号，若不稳定，则关断所述功率放大器的幅度调制信号。若时序保护电路中的比较电路判断出负压不存在，则逻辑控制电路控制所述P MOS管关断。
基于上述功率放大器保护电路，本发明实施例提供一种功率放大电路，所述功率放大电路包括上述任一实施例提供的功率放大器保护电路。
需要说明的是，上述方案在FPGA平台上通过判断过流告警、电压检测等反馈信号来判断AM调制信号的使能。根据整机系统，上电完成后可在1S内不响应整机发射使能，避免上电程序未正常运行时发射使能状态不确定导致发射机失效的可能。
本发明实施例提供的一种功率放大器保护电路、方法和功率放大电路，功率放大电路的发射保护技术可有效实现上电时序保护、过流保护、AM调制发射保护，同时避免漏极电压不稳定时开AM调制使能而导致漏极电路或功放管失效的情况。在功率合成方案中，每路功放管均采用此方案设计，当一路失效时不影响其余路正常工作，提高发射机的整机可靠性。
申请人已将上述实施方案运用于某地面二次雷达询问发射机产品中，解决雷达系统中发射机异常工作情况下功放管易损坏的问题。通过对反馈信号和控制命令进行逻辑控制，并加入保护电路和检测电路对发射机进行发射保护。有利提高了产品的可靠性，降低产品故障率。使功率放大管始终工作在稳定状态，提高雷达发射机的可靠性。实现电路比较简单，功耗和价格成本较低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种功率放大器保护电路，其特征在于，所述功率放大器保护电路包括输入过流检测电路和幅度调制控制电路；
所述输入过流检测电路用于检测所述功率放大器的输入电流，并在检测出的实际电流对应的检测电压值超过第一基准电压值时向所述幅度调制控制电路输出关断指令，所述幅度调制控制电路用于在接收到所述关断指令后关断所述功率放大器的幅度调制使能信号。
2.根据权利要求1所述的功率放大器保护电路，其特征在于，所述功率放大器保护电路包括时序保护电路，所述时序保护电路包括逻辑控制电路和PMOS管；
在所述检测电压值超过第一基准电压值时，所述输入过流检测电路还向所述逻辑控制电路输出关断指令，使所述逻辑控制电路控制所述P MOS管关断，从而切断所述功率放大器漏极供电电路的输入电压。
3.根据权利要求2所述的功率放大器保护电路，其特征在于，所述时序保护电路还包括比较电路和DC-DC转换电路，在所述检测电压值不超过第一基准电压值时，输入电压经所述输入过流检测电路后，输入所述DC-DC转换电路，所述DC-DC转换电路向所述比较器输出转换后的电压，所述比较电路将输入电压与第二基准电压进行比较，当负压存在时，所述比较电路向所述逻辑控制电路输出高状态信号，所述逻辑控制电路根据所述高状态信号控制PMOS管开启，输入电压送入漏极供电电路。
4.根据权利要求3所述的功率放大器保护电路，其特征在于，当负压不存在时，所述比较电路向所述逻辑控制电路输出低状态信号，所述逻辑控制电路根据所述低状态信号控制P MOS管关断。
5.根据权利要求1-4任一项所述的功率放大器保护电路，其特征在于，所述功率放大器保护电路还包括漏极电压检测电路；
所述漏极电压检测电路用于检测所述漏极供电电路的输入电压是否稳定，若稳定，则向所述幅度调制控制电路发送使能信号，以便所述幅度调制控制电路使能所述功率放大器的幅度调制信号，若不稳定，则向所述幅度调制控制电路发送关断信号，以便所述幅度调制控制电路关断所述功率放大器的幅度调制信号。
6.一种功率放大器保护方法，其特征在于，所述方法包括：检测所述功率放大器的输入电流，当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压时，关断所述功率放大器的幅度调制信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压时，所述方法还包括：关断时序保护电路中的P MOS管，从而切断所述功率放大器漏极供电电路的输入电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述关断时序保护电路中的P MOS管包括：
当检测到的实际输入电流对应的检测电压超过第一基准电压，且时序保护电路中的比较电路判断出负压不存在时，所述时序保护电路中的P MOS管在接收到关断指令后关断。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，当检测到的实际输入电流对应的检测电压不超过第一基准电压时，判断所述功率放大器中的漏极供电电路的输入电压是否稳定，若稳定，则使能所述功率放大器的幅度调制信号，若不稳定，则关断所述功率放大器的幅度调制信号。
10.一种功率放大电路，其特征在于，所述功率放大电路包括权利要求1-5任一项所述的功率放大器保护电路。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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