CN109449915B - 适用于tr组件无次序加电的内置小型化保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，包括：电源检测器、MOS驱动器、PMOS管、下拉电阻及串联电阻，所述电源检测器、MOS驱动器、PMOS管依次级联，其中，所述下拉电阻连接至所述电源检测器与MOS驱动器的连接处，所述串联电阻串联于所述MOS驱动器、PMOS管之间。该电路解决了TR组件的三种外部电源电压(+5V、‑5V、Vd)因无次序加电造成TR组件内部电路故障的问题，电路简明，小型化，免调试。

Description

适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路
技术领域
本发明涉及有源相控阵TR组件技术领域，特别涉及一种适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路。
背景技术
TR组件是有源相控阵的核心部件，通常TR组件工作需要三种外加电源，分别为+5V、-5V、Vd(若选用GaAs器件，Vd范围为+8V～+10V)。TR组件中发射通道的末端会用到功率放大器，一般功率放大器为双电源工作(栅压、漏压)，加电顺序为先加栅压再加漏压，若反之则功放会受损甚至烧毁。如GaAs功率放大器，通常栅压为-0.6V、漏压为+8V。一般栅压由电源-5V经相应电路产生栅压(-0.6V)，若功率放大器要正常工作，需使+8V电压晚于-5V电压到达TR组件功率放大器及其调制电路。
其次，随着技术的进步，TR组件的外形尺寸越来越小，加电保护电路除了满足性能可靠外，还需进行小型化设计。
其中，在专利申请号为201520109768.2的实用新型专利中提供了一种用于TR组件的供电电源的时序控制和保护电路，该实用新型专利中的保护电路涉及6部分电路，包括24个电子元器件。该电路放置于TR组件外部，仍然不够简明和小型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，以解决现有的由TR组件外部电源无次序加电带来的电路故障的问题及相关控制及保护电路不够简明和小型化的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，包括：电源检测器、MOS驱动器、PMOS管、下拉电阻及串联电阻，所述电源检测器、MOS驱动器、PMOS管依次级联，其中，所述下拉电阻连接至所述电源检测器与MOS驱动器的连接处，所述串联电阻串联于所述MOS驱动器、PMOS管之间。
较佳地，所述电源检测器包括：电压检测电路，用于检测外部输入的-5V电压，并对其电压值进行判断；与门电路，实现逻辑“与”运算，逻辑如下：+5V电源电压加在VDD端口，当IN-5V端口输入-5V电压且IN3和IN4端口输入+5V电压时，OUT2端口输出高电平+5V，否则输出为低电平0V；缓冲驱动器，用于提高输出驱动能力。
较佳地，所述MOS驱动器为反相MOS驱动器。
较佳地，所述MOS驱动器的输入端通过所述下拉电阻接地，所述下拉电阻为kΩ级电阻。
较佳地，所述串联电阻为百欧姆或十欧姆级电阻。
较佳地，所述MOS驱动器的输出信号经所述串联电阻输入所述PMOS管的栅极。
较佳地，外部输入电压加载在所述PMOS管的源极，若外部输入的正负电压有一者未打入电压检测电路时，PMOS管截止，输出低电平。
较佳地，电路开关上升时间、下降时间设为10～90ns间的任意一值，输出电流为3-30A间的任意一值。
本发明用于有源相控阵TR组件，由于采取了上述技术方案，因此，解决了由TR组件外部电源无次序加电带来的电路故障的问题，达到了如下的有益效果：
1)Vd晚于+5V、-5V进行TR组件主电路：
只有当外部电源+5V、-5V输入时，电压Vd才可输出供给功率放大器及其调制电路；保护电路有效地保护了TR组件内的功率放大器及其调制电路。
2)电路简明，小型化，免调试：本发明只用了5个电子元器件，电路简明，小型化。可放置于TR组件内部使用。
3)开关速度快，电路开关上升时间、下降时间为几十ns(约40ns)。
4)输出电流大，输出电流为3-30A(连续波为3A，脉冲为30A)。
附图说明
图1为本发明优选实施例电路系统框图；
图2为本发明具体应用例电路原理结构图。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，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获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
本实施例提供了一种适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，包括：电源检测器、MOS驱动器、PMOS管、下拉电阻及串联电阻，所述电源检测器、MOS驱动器、PMOS管依次级联，其中，所述下拉电阻连接至所述电源检测器与MOS驱动器的连接处，所述串联电阻串联于所述MOS驱动器、PMOS管之间。
参考图1所示，该电路的电源检测器为-5V电源检测器1，通过将-5V电压检测器1、MOS驱动器2、PMOS管3级联，然后在-5V电压检测器1与MOS驱动器2的连接处放置下拉电阻4到地。并在MOS驱动器2与PMOS管3之间放置串联电阻5。
其中，电源检测器包括：电压检测电路、与门电路及缓冲驱动器。电压检测电路，用于检测外部输入的-5V电压，并对其电压值进行判断；与门电路，实现逻辑“与”运算，逻辑如下：+5V电源电压加在VDD端口，当IN-5V端口输入-5V电压且IN3和IN4端口输入+5V电压时，OUT2端口输出高电平+5V，否则输出为低电平0V；缓冲驱动器，用于提高输出驱动能力。MOS驱动器2为反相MOS驱动器。
MOS驱动器2的输入端通过下拉电阻4接地，下拉电阻4为kΩ级电阻。而串联电阻5为百欧姆或十欧姆级电阻。
MOS驱动器2的输出信号经串联电阻5输入PMOS管3的栅极。外部输入电压加载在PMOS管3的源极，若外部输入的正负电压有一者未打入电压检测电路时，PMOS管截止，输出低电平。
此外，该电路开关上升时间、下降时间设为10～90ns间的任意一值(这里约40ns)，输出电流为3-30A间的任意一值(这里的连续波为3A，脉冲为30A)。
该电路工作时，外部电源-5V、+5V、Vd输入TR组件，-5V、+5V先经过-5V电源检测器1，对-5V、+5V电压进行检测，输出信号供给MOS驱动器2，MOS驱动器2的输入端并联一下拉电阻4到地，对MOS驱动器及后一级进行保护。MOS驱动器输出经串联电阻供给PMOS管。Vd加在MOS驱动器2和PMOS管3的电源端，如果-5V、+5V均输入-5V电源检测器1，-5V电源检测器1输出高电平，高电平供给MOS驱动器2，MOS驱动器2和PMOS管3工作，PMOS管输出经保护的漏压信号Vd_s供给TR组件内的功率放大器及其调制电路。
如附图2所示，为本发明的运用实例之一。-5V检测器(N1)，端口IN-5V加电压-5V、端口IN3、IN4均加电压+5V，另外为-5V检测器(N1)的工作电源端口VDD加工作电压+5V，电源端口VDD并联滤波电容0.1uF(C1)、0.01uF(C2)进行滤波，端口GND连接到地。-5V检测器(N1)的输出端口OUT2连接MOS驱动器(N2)的输入端IN，输入端IN并联一个5.1kΩ电阻(R5)到地。MOS驱动器(N2)的Vdd端口接电压Vd，同时Vdd端口并联滤波电容0.1uF(C3)、0.01uF(C4)进行滤波，MOS驱动器(N2)的OUT端口接电阻10Ω(R)的一端。PMOS管的4端口(G)接电阻R的另一端，1-3端口(S)接输入电压Vd，5-6端口(D)输出Vd_s供给后一级，功率放大器及其调制电路。
本发明解决了TR组件的三种外部电源电压(+5V、-5V、Vd)因无次序加电造成TR组件内部电路故障的问题。且实现了只有当外部电源输入+5V、-5V时，电压Vd才可输出供给功率放大器及其调制电路；保护电路有效地保护了TR组件内的功率放大器及其调制电路；电路简明，小型化，免调试；电路开关速度为几十ns，输出电流为3-30A。
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，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，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的权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，包括：电源检测器、MOS驱动器、PMOS管、下拉电阻及串联电阻，所述电源检测器、MOS驱动器、PMOS管依次级联，其中，所述下拉电阻连接至所述电源检测器与MOS驱动器的连接处，所述串联电阻串联于所述MOS驱动器、PMOS管之间；所述电源检测器包括:电压检测电路，用于检测外部输入的-5V电压，并对其电压值进行判断；与门电路，实现逻辑“与”运算，逻辑如下：+5V电源电压加在VDD端口，当IN-5V端口输入-5V电压且IN3和IN4端口输入+5V电压时，OUT2端口输出高电平+5V，否则输出为低电平0V；缓冲驱动器，用于提高输出驱动能力。
2.根据权利要求1所述的适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，所述MOS驱动器为反相MOS驱动器。
3.根据权利要求1或2所述的适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，所述MOS驱动器的输入端通过所述下拉电阻接地，所述下拉电阻为kΩ级电阻。
4.根据权利要求1所述的适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，所述串联电阻为百欧姆或十欧姆级电阻。
5.根据权利要求1所述的适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，所述MOS驱动器的输出信号经所述串联电阻输入所述PMOS管的栅极。
6.根据权利要求1所述的适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，外部输入电压加载在所述PMOS管的源极，若外部输入的正负电压有一者未打入电压检测电路时，PMOS管截止，输出低电平。
7.根据权利要求1所述的适用于TR组件无次序加电的内置小型化保护电路，其特征在于，电路开关上升时间、下降时间设为10～90ns间的任意一值，输出电流为3-30A间的任意一值。
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