CN111045369A - 功放模块的辅助控制电路、功放模块及通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及功放模块的辅助控制电路、功放模块及通信设备。功放模块的辅助控制电路包括主控芯片、电流检测芯片和精度调节单元。精度调节单元与电流检测芯片的精度控制电阻并联，精度调节单元的开关控制端电连接主控芯片，用于接收到主控芯片输出的开关信号时，调节电流检测芯片的输出电压放大倍数。电流检测芯片的检测输入端用于接入功放模块的功放管供电通路的待测电压。电流检测芯片的检测输出端电连接主控芯片。主控芯片用于接收电流检测芯片输出的电压信号后，测算得到待测电压对应的功放电流。通过在功放模块上设置精度调节单元，与主控芯片和电流检测芯片配合，达到了大幅提升功放电流检测精度的效果。

Description

功放模块的辅助控制电路、功放模块及通信设备
技术领域
本发明涉及电流检测技术领域，特别是涉及一种功放模块的辅助控制电路、功放模块及通信设备。
背景技术
随着电力电子技术的不断发展，在现代通信系统的各类通信设备中，功放模块的电流检测是必不可少的环节，通过电流检测可以确定通信设备中的功放模块的工作电流大小、同时也可以用检测的工作电流大小作为通信系统的一个告警或者功放反馈控制量等。功放模块作为通信系统中的一个重要组成部分，主要的作用是负责把通信信号进行功率放大，以达到更大范围覆盖、更高传输数据量的目的。
对于功放模块的电流检测，传统的电流检测方式有检测电阻与集成运放检测、电流互感检测、霍尔传感检测、光耦合隔离电流检测和电容隔离电流检测等。然而。在实现本发明的过程中，发明人发现传统功放电流检测方式存在着检测精度不高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统功放电流检测方式存在的上述问题，提供一种功放模块的辅助控制电路、一种功放模块以及一种通信设备。
为了实现上述目的，本发明实施例提供以下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种功放模块的辅助控制电路，包括主控芯片、电流检测芯片和精度调节单元；
精度调节单元与电流检测芯片的精度控制电阻并联，精度调节单元的开关控制端电连接主控芯片，用于接收到主控芯片输出的开关信号时，调节电流检测芯片的输出电压放大倍数；
电流检测芯片的检测输入端用于接入功放模块的功放管供电通路的待测电压，电流检测芯片的检测输出端电连接主控芯片，主控芯片用于接收电流检测芯片输出的电压信号后，测算得到待测电压对应的功放电流。
在其中一个实施例中，精度调节单元包括第一程控开关和第一辅助电阻，第一程控开关的开关控制端电连接主控芯片；
第一程控开关的输入端电连接精度控制电阻的第一端，第一程控开关的输出端电连接第一辅助电阻的第一端，第一辅助电阻的第二端电连接精度控制电阻的第二端；精度控制电阻为电流检测芯片的检流电阻或外部放大电阻。
在其中一个实施例中，精度调节单元还包括第二程控开关和第二辅助电阻，第二程控开关的开关控制端电连接主控芯片；
第二程控开关的输入端电连接精度控制电阻的第一端，第二程控开关的输出端电连接第二辅助电阻的第一端，第二辅助电阻的第二端电连接精度控制电阻的第二端。
在其中一个实施例中，精度调节单元包括串联的第一程控开关和第一辅助电阻，以及串联的第二程控开关和第二辅助电阻，精度控制电阻为电流检测芯片的检流电阻和外部放大电阻；
第一程控开关的开关控制端电连接主控芯片，第一程控开关的输入端电连接检流电阻的第一端，第一辅助电阻的第二端电连接检流电阻的第二端；
第二程控开关的开关控制端电连接主控芯片，第二程控开关的输入端电连接外部放大电阻的第一端，第二辅助电阻的第二端电连接外部放大电阻的第二端。
在其中一个实施例中，上述功放模块的辅助控制电路还包括栅压自动调整电路，栅压自动调整电路的输入端电连接主控芯片；
栅压自动调整电路用于在接收到主控芯片输出的静态电流调整信号后，调整功放模块的功放管的栅压大小。
在其中一个实施例中，上述功放模块的辅助控制电路还包括功放告警电路，功放告警电路的输入端电连接主控芯片，功放告警电路用于接收到主控芯片输出的告警信号后，对功放模块进行工作电流过流告警。
另一方面，还提供一种功放模块，包括射频链路和上述功放模块的辅助控制电路。
又一方面，还提供一种通信设备，包括上述的功放模块。
在其中一个实施例中，上述的通信设备还包括电流显示装置，电流显示装置电连接功放模块的主控芯片；
电流显示装置接收到主控芯片输出的工作电流信号后，用于展示功放模块的工作电流；工作电流为功放模块的功放管供电通路的工作电压对应的电流。
在其中一个实施例中，上述通信设备为直放站设备、射频拉远设备、轨道功放设备、一体化功放和接收机中的任一种。
上述各技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
上述的功放模块的辅助控制电路、功放模块及通信设备，通过在功放模块上设置精度调节单元，与主控芯片和电流检测芯片配合，精度调节单元在主控芯片的开关信号控制下导通，与精度控制电阻共同接入电流检测芯片，调节电流检测芯片接入的电阻阻值，使得电流检测芯片的输出电压放大倍数可变。因静态电流通常相比工作电流低很多，所需测量精度更高，从而可以通过对精度调节单元的开关控制，实现电流检测芯片在检测功放管供电通路的静态电流时电压输出精度高，而在检测功放管供电通路的工作电流时电压输出精度可以相对静态时低，而不是由一个电流检测芯片完成放管供电通路全过程的电流检测，有效解决了传统功放电流检测方式检测精度不高的问题，达到了大幅提升功放电流检测精度的效果。
附图说明
图1为其中一种常规的功放模块的射频链路框图；
图2为传统的功放电流检测的电压与电流关系曲线示意图；
图3为一个实施例中功放模块的辅助控制电路第一结构示意图；
图4为一个实施例中电流检测芯片的电路结构示意图；
图5为一个实施例中本申请的功放电流检测的电压与电流关系曲线示意图；
图6为一个实施例中功放模块的辅助控制电路第二结构示意图；
图7为一个实施例中功放模块的辅助控制电路第三结构示意图；
图8为一个实施例中功放模块的辅助控制电路第四结构示意图；
图9为一个实施例中功放模块的辅助控制电路第五结构示意图；
图10为一个实施例中功放模块的辅助控制电路第六结构示意图；
图11为一个实施例中通信设备的功放电流检测电路部分的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
功放模块主要由射频链路和辅助控制电路两部分组成。其中，射频链路部分主要由增益衰减电路、预推动级小功率放大管、推动级中功率放大管和末级大功率放大管等功放器件，与隔离器等级联组成。按照功放模块增益大小的要求，增益要求越高，则可使用两个或多个预推动级进行级联。辅助控制电路按照不同功能大致有电源转换电路、检测电路、IO对外接口电路、告警电路、控制电路和线性化电路中的任一种或几种。其中一种常见功放模块的射频链路框图如图1所示。
一般地，功放模块的主要核心器件是功率放大管。功率放大管有多种类型，常见的有LDMOS或GaN等材料组成的功率放大管。功率放大管的增益G和饱和功率Psat也有不同档次，常见的功率放大管的增益是17dB-22dB。功率放大管的饱和功率Psat有10W、20W、50W、100W或400W等不同档次。工程师们可根据实际应用需要选择不同的功率放大管，以达到功率放大的目的和实现对应的链路功能。
为了把输入信号Pin放大到通信系统整机实际使用时需要的增益和功率值，通常是把不同功率档次的功率放大管进行级联使用，以对信号进行放大，并达到合理利用功率放大管的增益和饱和功率Psat的目的。对于功率放大管来说，在实际使用情况中有两个比较重要的指标需要关注，分别是静态电流和工作电流。静态电流是功率放大管在没有输入功率进入时的电流，静态电流大小由功率放大管的栅极电压(也即如图1中所示的栅压VGS1和VGS2)大小控制，静态电流反映了功率放大管的初始工作状态和静态工作点，不同饱和功率Psat的功率放大管的静态电流不一样。一般而言，饱和功率Psat越低的功率放大管静态电流也越低，例如，20W饱和功率Psat的静态电流约为100mA～200mA，400W饱和功率Psat的静态电流约为1000mA～2000mA。
工作电流相比于静态电流而言是运行过程中的动态电流。功率放大管的工作电流大小与进入功率放大管的信号功率大小有关，反映功率放大管的效率和工作状态。通过工作电流可以判断功率放大管是否处于正常工作状态，效率是偏高还是偏低，不同效率和不同输出功率的功率放大管的工作电流不一样。以功放模块在28V供电时，输出80W射频功率为例，大致的工作电流范围是8A～10A。
在传统的应用场合中，通常需要通过电流检测芯片来读取功率放大管的静态电流，以对功放模块进行功率放大管的栅压自动调整和设置；通过电流检测芯片来读取功率放大管的工作电流，以对功放模块进行效率计算和判断功放模块是否异常。常用的电流检测芯片有Texas Instruments(TI)的INA138和INA168系列芯片，MAXIM的MAX4173和MAX4375等芯片，以及Analog Devices(ADI)的ADM4073芯片。集成优化后的电流检测IC芯片具有体积小、精度高和性能好等特点，在印制板电路中有广泛应用。
在集成化的电流检测芯片的应用中，无论是何种电流电测芯片，均主要由以下三部分组成：检测电阻、检测芯片本体和检测电压外部放大电路。实现原理均是通过在芯片检测输入端上的检测电阻接入待测电流通路中，流过的电流会在检测电阻上产生压降，检测芯片本体则把该压降通过内部精密差分放大电路处理后，再经检测电压外部放大电路把该压降对应得到的检测电压值放大至合适的值并输出。
在实际应用中，发明人发现传统的电流检测芯片在功放模块中使用时，功率放大管的静态电流和工作电流差别较大，例如静态电流的范围是100mA～1200mA，而工作电流的范围则是0A～10A。而检测电压外部放大电路最后输出的检测电压均是通过AD(模数转换)芯片把模拟信号形式的检测电压转变为对应的数字信号进入MCU或其他可编程逻辑电路等的主控芯片，再由主控芯片进行处理，或者直接使用主控芯片内部自带的AD(模数转换)端口进行转换处理。一般AD端口的模拟输入的检测电压最大不可超过3.3V或5V，那么在实际使用中就会存在一个问题，假设功放模块的主控芯片最大能检测的模拟电压是5V，而功放模块的最大工作电流是10A，推动级的静态电流是150mA，末级的静态电流是600mA。使用常用的电流检测芯片配合主控芯片进行电流检测时，该电流检测芯片输出的检测电压Vo，与主控芯片基于该检测电压Vo测算得到的检测电流I是成线性正比关系的，如图2所示。
Vo＝K*I；K为斜率，也就是电流检测精度，K越大，说明检测电流I在相同的变化情况下，检测电压Vo越大，也就越容易被MCU或AD等检测出来，也即检测精度也越高。例如，检测电流变化10mA时，如果检测电压只变化了0.5mV，则此时是难以准确检测出0.5mV的变化的。而如果检测电流变化10mA时，检测电压变化了10mV。那么，10mV的检测电压是能够被准确检测出来的。
以待检测电流通路的电流I＝10A时，电流检测芯片输出的检测电压是5.0V为例，在I＝5A时，检测电压Vo＝2.5V，也就是说1A对应于500mV，10mA对应于5mV的电流检测精度，而且这个电流检测精度是固定不变的。而在功放模块的实际使用中，在检测静态电流时要求电流检测精度更高，例如可以达到10mA对应于10mV这样的精度，以精确地检测静态电流，以利于对功放模块上的功率放大管栅压进行精确的静流控制；在检测工作电流时，由于工作电流是比较大的，因此，1A对应于50mV(10mA对应于0.5mV)的检测精度也能满足实际的使用需求，例如进行电流告警。也即是说，在功放模块上，电流检测芯片对静态电流进行检测时要求的检测精度更高，而对工作电流检测时要求检测精度可以偏低，这在传统的电流检测方式中无法做到。
请参阅图3，为了解决功放电流检测方式中存在的检测精度不高的问题，在一个实施例中，提供了一种功放模块的辅助控制电路100，包括主控芯片201、电流检测芯片12和精度调节单元14。精度调节单元14与电流检测芯片12的精度控制电阻并联。精度调节单元14的开关控制端电连接主控芯片201，用于接收到主控芯片201输出的开关信号时，调节电流检测芯片12的输出电压放大倍数。电流检测芯片12的检测输入端用于接入功放模块的功放管供电通路102的待测电压。电流检测芯片12的检测输出端电连接主控芯片201。主控芯片201用于接收电流检测芯片12输出的电压信号后，测算得到待测电压对应的功放电流。
可以理解，电流检测芯片12为本领域中已有的电流检测芯片12，例如上述示例中示出的任一种型号的电流检测芯片12。电流检测芯片12的检测精度与输出电压放大倍数有关，也即是说，输出电压的放大倍数越大，电流检测的精度越高。而输出电压的放大倍数由电流检测芯片12的精度控制电阻，也即检流电阻R14和/或外部放大电路中的电阻R31的阻值大小决定，具体的阻值大小可以根据实际应用中所需的检测精度进行选择。因此，通过采用精度调节单元14来调节接入电流检测芯片12的精度控制电阻的电阻值大小，可以使得检测静态电流时电流检测芯片12的检测精度，高于检测工作电流时电流检测芯片12的检测精度，从而可以确保静态电流检测所需的较高精度，提升功放模块的功率放大管的栅压控制精确度。
功放模块的功放管供电通路102也即是指功放模块的电源101对推动级功率放大管和末级功率放大管供电的通路。电流检测芯片12的检测输入端中的检流电阻采用本领域传统的接入方式，电连接至功放管供电通路102中，以使功放管供电通路102中的电流可以流过电流检测芯片12的检测输入端中的检流电阻，从而使得电流检测芯片12可以检测到其检流电阻上对应于流过的电流的电压，也即检测电压。精度调节单元14为具备开关功能的电阻元件或者组合电路，用在内部开关导通后将内部的电阻并联到精度控制电阻上，以调节电流检测芯片12实际接入的精度控制电阻的阻值大小，达到控制电流检测芯片12的输出电压放大倍数的效果。
主控芯片201为本领域中功放模块上已有的MCU或其他类型的控制芯片，具备射频链路控制功能、电流测算功能和其他功放模块所需的控制功能。主控芯片201可以是辅助控制电路自带的控制芯片，也可以是功放模块上设置的总控单元，还可以是外部独立设置的辅助控制芯片。主控芯片201用于接收电流检测芯片12输出的静态电压后，测算出对应的静态电流，以自动控制功率放大管的栅压调整；以及用于接收电流检测芯片12输出的工作电压后，测算出对应的工作电流，以完成功放模块的工作电流监控及预警。需要说明的是，本说明书中为便于说明，给出的是以INA138系列的电流检测芯片12为例的附图，如图4所示即为INA138芯片的电路结构图，对于其他类型的电流检测芯片12可以同理理解。需要说明的是，图3是以精度控制电阻为检流电阻R14时的示例。
具体的，在功放模块的电源101开始供电驱动时，主控芯片201向精度调节单元14输出开关信号控制精度调节单元14截止，以使此时的精度调节单元14开路，电流检测芯片12的检测输入端中的检流电阻将会产生相应的电压降，也即静态电压。电流检测芯片12通过自身内部精密差分放大电路将静态电压差分放大至适于主控芯片201的电压输入要求后，输出给主控芯片201。主控芯片201自动读取检测精度较高的电流检测芯片12输出的静态电压，从而由静态电压测算的出功放模块启动工作时初始状态的静态电流，以判断静态电流是否与设定的静态电流(或称标准静态电流)相符。若不相符，则主控芯片201可以直接或者间接控制功放模块的功率放大管的栅压大小，以调整静态电流至设定的大小。
当确定静态电流与设定的静态电流相符时，主控芯片201向精度调节单元14输出另一开关信号控制精度调节单元14导通，以使此时的精度调节单元14并联接入电流检测芯片12，电流检测芯片12的输出电压放大倍数则会因精度调节单元14的并联接入而降低。因此，主控芯片201自动读取电流检测芯片12输出的工作电压，此时的检测精度相对于静态电流时偏低。主控芯片201即可以在功放模块正常启动后工作期间，实时基于电流检测芯片12输出的工作电压测算出对应的工作电流，以便判断工作电流是否出现过流，若是即可自动完成功放电流告警功能，若否，即可持续监测功放模块的工作电流大小或者与配备的显示单元实时显示功放模块的工作电流大小等。
需要说明的是，精度调节单元14可以接入到电流检测芯片12的检流电阻R14一侧，也可以接入到外部放大电路中的电阻R31一侧，还可以设置两个或者多个精度调节单元14，从而分别在检流电阻R14一侧和电阻R31一侧均接入至少一个精度调节单元14，具体可以根据实际应用中对电流检测芯片12的输出电压放大倍数的调节需要来确定，只要能够使得功放模块的辅助控制电路100可提供至少两种不同的电流检测精度即可。
通过上述的精度调节单元14，在功放模块的功放管供电通路102低电流时控制精度调节单元14截止，而使得电流检测芯片12的输出电压放大倍数相对较大，与主控芯片201进行静态电流检测的检测时使得静态电流的检测精度更高，从而更有利于对功放模块上的功率放大管栅压进行静流控制。在功放模块的功放管供电通路102高电流时控制精度调节单元14导通，而使得电流检测芯片12的输出电压放大倍数相对较小，与主控芯片201进行工作电流检测时，更适于告警时工作电流比较大的低检测精度情形。如此，可使得整体的功放电流检测在低电流(静态电流)时精度更高，高电流(工作电流)时精度偏低，能满足低电流和高电流的实际应用需求。使用精度调节单元14调节电流检测芯片12的输出电压放大倍数，实现电流检测精度可变的目的，可应用在不同的应用场景中。上述功放模块的辅助控制电路100的检测精度如图5所示，01表示检测静态电流时电流检测芯片12的检测精度曲线，02表示检测工作电流时电流检测芯片12的检测精度曲线。
上述功放模块的辅助控制电路100，通过在功放模块上设置精度调节单元14，与主控芯片201和电流检测芯片12配合，精度调节单元14在主控芯片201的开关信号控制下导通，与精度控制电阻共同接入电流检测芯片12，调节电流检测芯片12接入的电阻阻值，使得电流检测芯片12的输出电压放大倍数可变。因静态电流通常相比工作电流低很多，所需测量精度更高，从而可以通过对精度调节单元14的开关控制，实现电流检测芯片12在检测功放管供电通路102的静态电流时电压输出精度高，而在检测功放管供电通路102的工作电流时电压输出精度可以相对静态时低，而不是由一个电流检测芯片12完成放管供电通路全过程的电流检测，有效解决了传统功放电流检测方式检测精度不高的问题，达到了大幅提升功放电流检测精度的效果。
请参阅图6，在一个实施例中，精度调节单元14包括第一程控开关142和第一辅助电阻144。第一程控开关142的开关控制端电连接主控芯片201。第一程控开关142的输入端电连接精度控制电阻的第一端，第一程控开关142的输出端电连接第一辅助电阻144的第一端。第一辅助电阻144的第二端电连接精度控制电阻的第二端。精度控制电阻为电流检测芯片12的检流电阻或外部放大电阻。
可以理解，第一程控开关142可以是现有的各型程控开关，具体可以根据应用所需的开关通路数量进行选择。第一辅助电阻144的阻值可以根据电流检测芯片12的输出电压放大倍数的调节需要进行确定，例如可以根据实际应用场景中检测工作电流时所需的输出电压放大倍数以及检流电阻(或外部放大电阻)的阻值，基于电阻并联原理进行确定。外部放大电阻也即上述的电阻R31。在本实施例中，串联的第一程控开关142和第一辅助电阻144可以连接在电流检测芯片12的检流电阻一侧，也可以连接在电流检测芯片12的电阻R31一侧，均可以通过控制第一程控开关142的导通或截止，使得第一辅助电阻144开路或并联接入，实现对电流检测芯片12的输出电压放大倍数的调节效果。
通过第一程控开关142和第一辅助电阻144的组合应用，可以有效实现电流检测芯片12在检测功放管供电通路102的静态电流时电压输出精度高，而在检测功放管供电通路102的工作电流时电压输出精度可以相对静态时低的效果，且应用成本较低。
请参阅图7，在一个实施例中，精度调节单元14还包括第二程控开关146和第二辅助电阻148。第二程控开关146的开关控制端电连接主控芯片201。第二程控开关146的输入端电连接精度控制电阻的第一端。第二程控开关146的输出端电连接第二辅助电阻148的第一端。第二辅助电阻148的第二端电连接精度控制电阻的第二端。
可以理解，第二程控开关146可以是与第一程控开关142同型号的程控开关，也可以是与第一程控开关142不同型号的程控开关，只要能够实现在主控芯片201的控制下控制第二辅助电阻148的接入与开路即可。第二辅助电阻148可以与第一辅助电阻144相同，也可以不同，第二辅助电阻148的阻值可以根据电流检测芯片12的输出电压放大倍数的调节需要进行确定。
具体的，在本实施例中，在电流检测芯片12的检流电阻一侧或者电阻R31一侧，采用两个精度调节单元14的设计，主控芯片201可以分别控制两个程控开关的导通与截止，分别实现未接入辅助电阻时的最高检测精度调节、接入其中一个辅助电阻时的次高检测精度调节以及接入两个辅助电阻时的最低检测精度调节，从而使得功放模块的辅助控制电路100可以支持三种不同的功放电流检测精度，实现对功放模块的电流检测的更精细化检测。
通过应用两个精度调节单元14，可以在功放电流检测过程中，支持三种不同的电流检测精度，进一步提升了对功放电流检测精度。
请参阅图8，在一个实施例中，精度调节单元14包括串联的第一程控开关142和第一辅助电阻144，以及串联的第二程控开关146和第二辅助电阻148，精度控制电阻为电流检测芯片12的检流电阻R14和外部放大电阻R31。第一程控开关142的开关控制端电连接主控芯片201。第一程控开关142的输入端电连接检流电阻的第一端。第一辅助电阻144的第二端电连接检流电阻的第二端。第二程控开关146的开关控制端电连接主控芯片201。第二程控开关146的输入端电连接外部放大电阻的第一端。第二辅助电阻148的第二端电连接外部放大电阻的第二端。
可以理解，在本实施例中，在电流检测芯片12的检流电阻一侧以及电阻R31一侧均设置一个精度调节单元14，主控芯片201可以分别控制两个程控开关的导通与截止，实现三种不同检测精度可选的效果。
具体的，在功放模块的静态电流检测阶段，主控芯片201可以分别向两个程控开关输出开关信号，控制两个程控开关截止以使两个辅助电阻开路。此时，电流检测芯片12的输出电压放大倍数维持最大，因此可以满足小电流时的高精度检测需要。在功放模块的工作电流检测阶段，主控芯片201可以分别向两个程控开关输出开关信号，控制两个程控开关中的任一个或者两个均导通，以使两个辅助电阻中的任一个或者两个均接入检测回路中。此时，电流检测芯片12的输出电压放大倍数切换至中等水平或者最小水平，因此可以满足大电流时的精度检测相对降低的需要。
通过在电流检测芯片12的检流电阻一侧以及电阻R31一侧均设置一个精度调节单元14，也可以在功放电流检测过程中，支持三种不同的电流检测精度，进一步提升了对功放电流检测精度。
在一个实施例中，参照上述的设计思路，本领域技术人员也可以根据实际应用中，电流检测的精细化检测与控制需要，在电流检测芯片12的检流电阻一侧和/或电阻R31一侧，设置更多的精度调节单元14，以满足多种电流检测精度的调节需要，达到更进一步的电流检测精度提升效果。
请参阅图9，在一个实施例中，上述功放模块的辅助控制电路还包括滤波电容C1。滤波电容C1的一端电连接至电流检测芯片12的检测输出端与主控芯片201之间。滤波电容C1的另一端接地。
可以理解，在本实施例中，还可以在电流检测芯片12的检测输出端与主控芯片201之间接入滤波电容C1，以将电流检测芯片12的检测输出端上的杂波滤除，使得输出的直流电压更加平稳。滤波电容C1的参数规格，可以根据实际应用中功放模块的供电方式以及电流检测芯片12的输出特性等进行选择，只要能够有效提供所需的杂波滤除功能即可。通过应用上述的滤波电容C1，在电流检测芯片12与主控芯片201之间提供滤波作用，使得电流检测芯片12的输出电压更加平稳，消除杂波对功放电流检测的干扰，从而可以进一步提升功放电流的检测精度。
请参阅图10，在一个实施例中，上述功放模块的辅助控制电路100还包括栅压自动调整电路18。栅压自动调整电路18的输入端用于电连接主控芯片201。栅压自动调整电路18用于在接收到主控芯片201输出的静态电流调整信号后，调整功放模块的功放管的栅压大小。
可以理解，栅压自动调整电路18为本领域中已有的功率放大管栅压调整电路。具体的，在功放模块的工作过程中，电流检测芯片12检测输出的静态电压经过差分放大至合适电压大小后，经过滤波电容C1进行杂波滤除再进入主控芯片201，例如功放模块的MCU处理单元。MCU处理单元基于输入的静态电压检测得到对应的静态电流，并将该静态电流与设定的静态电流进行比较，判断当前的静态电流是否正确。若否，MCU处理单元则会自动生成相应的静态电流调整信号，并向栅压自动调整电路18输出该静态电流调整信号。栅压自动调整电路18接收到该静态电流调整信号后，则会按照该静态电流调整信号调整相应功率放大管的栅压。如此，调整栅压后，MCU处理单元再次基于电流检测芯片12检测输出的静态电压，进行静态电流检测，直至电流检测芯片12检测输出的静态电压对应的静态电流与设定的静态电流一致，或者位于设定的静态电流所允许的浮动范围内。若是，MCU处理单元则会接收并基于电流检测芯片12输出的工作电压进行工作电流的检测。
通过电流检测芯片12、主控芯片201与栅压自动调整电路18的协同应用，可以有效实现高精度的静态电流检测同时，实现高精确度的功率放大管的栅压自动调整。
在一个实施例中，如图10所示，上述功放模块的辅助控制电路100还包括功放告警电路20。功放告警电路20的输入端电连接主控芯片201。功放告警电路20用于接收到主控芯片201输出的告警信号后，对功放模块进行工作电流过流告警。
可以理解，功放告警电路20为本领域中传统的辅助控制电路中设置的功放告警电路20。具体的，在功放模块的工作过程中，电流检测芯片12检测输出的工作电压经过差分放大至合适电压大小后，经过滤波电容C2进行杂波滤除再进入主控芯片201，主控芯片201基于输入的工作电压检测得到对应的工作电流，并将该工作电流与设定的工作电流(或称标准动态电流)进行比较，判断当前的工作电流是否过大。若是，主控芯片201则会自动生成相应的告警信号，并向功放告警电路20输出该告警信号。功放告警电路20接收到该告警信号后，则会按照该告警信号对功放模块进行工作电流过流告警，例如将电流告警的相关信息上传至功放模块所在设备的主控单元或者外部的总控系统。若否，主控芯片201则会继续接收并基于电流检测芯片12输出的工作电压进行工作电流的检测，或者可以将工作电流的数据对外输出，以供外部设备进行联动。
为了更易于理解，在功放模块上，静态电流和工作电流均是在同一电源101供电的通路上的电流，以如图6所示的设计方案为例进行说明：
当需要切换至高精度的电流检测模式时，MCU处理单元输出的开关信号控制第一程控开关142截止，此时的通路电阻是检流电阻R14的阻值R1。此时电流检测芯片12输出的电压Vo＝K*R1*I；K为电流检测精度(是一个常量)。
当需要切换至低精度的电流检测模式时，MCU处理单元输出的开关信号控制第一程控开关142导通，此时的检流电阻R14和第一辅助电阻144的并联阻值R1b。R1b<R1同时R1b<Rb，表示Rb第一辅助电阻144的阻值。此时电流检测芯片12输出的电压Vo＝K*R1b*I。根据实际使用需求通过选择合适的R1和Rb大小，即可达到通过控制第一程控开关142的导通来控制电流检测的精度。例如，在设置功放模块的栅压时，需要把栅压调至对应所需静态电流的大小，而一般静态电流比较小(如100mA～900mA)，因此需要较高的检测精度，则可通过MCU处理单元控制第一程控开关142切换至高精度检测应用模式。当所需静态电流设置完毕后，此后将进行工作电流的检测，而工作电流的电流值比静态电流大很多(工作电流范围如0mA～10A)，为保证功放模块的辅助控制电路100的电流检测范围，则可牺牲检测精度来换取所需的较大电流检测范围。此时，可以通过MCU处理单元控制第一程控开关142切换至低精度检测应用模式。
以INA138系列的电流检测芯片12为例，假设检流电阻R14的阻值R1为0.5Ω，电流检测精度K＝8，第一辅助电阻144的阻值Rb为0.05Ω，静态电流为800mA和工作电流为8A为例：在检测静态电流时，需要检测精度高，则控制第一程控开关142断开，此时根据电路检测芯片INA138的特性可知Vo＝0.5*K*I＝4I。在检测工作电流时，需要大的检测动态范围，此时，控制第一程控开关142导通，根据电路检测芯片INA138的特性可知Vo＝0.04545*K*I＝0.3636*I。静态电流为800mA，此时的输出电压是Vo＝4*0.8＝3.6V；工作电流为8A时，此时的输出电压是Vo＝0.3636*8＝2.9088V。可以看到，通过上述的设计，电流检测精度相差可以有10倍，满足了不同功放电流检测的应用场合下对不同电流检测精度的使用要求。
在一个实施例中，还提供一种功放模块，包括射频链路和上述功放模块的辅助控制电路100。
可以理解，关于本实施例中的功放模块的辅助控制电路100的解释说明，具体可以参见上述功放模块的辅助控制电路100的各实施例中相关的解释说明进行同理理解，此处不再展开重复赘述。
上述的功放模块，通过主控芯片201与上述功放模块的辅助控制电路100的组合应用，使得功放电流检测过程中电流检测精度可变，可以实现静态电流的高精度测量，同时，功放管供电通路102的工作电流的测量精度也能得到较好的满足，而不是由一个电流检测芯片12完成放管供电通路全过程的电流检测，有效解决了传统功放电流检测方式检测精度不高的问题，达到了大幅提升功放电流检测精度的效果。
在一个实施例中，还提供一种通信设备200，包括上述的功放模块。
可以理解，本领域技术人员可以理解，上述的通信设备200可以是通信系统中应用到功放模块，以进行功放电流检测与告警的各类设备。上述的通信设备还可以包括功放模块以外的其他组成部分，例如但不限于存储器件、收发天线与数据转换电路等。
上述的通信设备200，通过应用上述的功放模块，可以使得功放电流检测过程中电流检测精度可变，可以实现静态电流的高精度测量，同时，功放管供电通路102的工作电流的测量精度也能得到较好的满足，有效解决了传统功放电流检测方式检测精度不高的问题，达到了大幅提升功放电流检测精度的效果。
请参阅图11，在一个实施例中，上述的通信设备200还包括电流显示装置201。电流显示装置201电连接功放模块的主控芯片201。电流显示装置201接收到主控芯片201输出的工作电流信号后，用于展示功放模块的工作电流。工作电流为功放模块的功放管供电通路102的工作电压对应的电流。
可以理解，电流显示装置201为具备数据显示，或者数据显示与播报功能的显示装置，例如触控显示器、非触控显示器或无控制输入功能的普通显示屏。电流显示装置201可以与功放模块在通信设备200上分别以分立元件的形式独立设置，也可以集成化封装的方式一体化设置，具体设置方式可以根据电流显示装置201的尺寸大小和形状，以及具备的辅助功能(例如触控输入、按键输入或浮空操作输入等)等进行确定。
具体的，在功放模块的工作过程中，电流检测芯片12检测输出的工作电压经过差分放大至合适电压大小后，经过滤波电容C1进行杂波滤除后进入MCU处理单元。MCU处理单元基于输入的工作电压检测得到对应的工作电流，并将该工作电流与设定的工作电流(或称标准动态电流)进行比较，判断当前的工作电流是否过大。若是，MCU处理单元则会联动功放告警电路20对功放模块进行工作电流过流告警。若否，MCU处理单元则会继续接收并基于电流检测芯片12输出的工作电压进行工作电流的检测，将实时的工作电流输出到电流显示装置201。电流显示装置201则可以通过数值或曲线图，或者是数值与曲线图的方式展示实时的工作电流的数据，以便运维人员可以随时获知通信设备200中功放模块的工作电流大小，从而确定功放模块的工作状态。
通过上述功放模块与电流显示装置201的组合应用，可以实现在功放模块的工作电流检测过程中，工作电流的实时展示功能。
在一个实施例中，上述通信设备200为直放站设备、射频拉远设备、轨道功放设备、一体化功放和接收机中的任一种。
可以理解，应用上述功放模块的通信设备200，可以是本领域中的直放站设备、射频拉远设备、轨道功放设备、一体化功放和接收机中的任意一种，以提升设备的功放电流检测精度，从而更精确地控制功率放大管的栅压，以及完成功放告警或电流显示等功能。本领域技术人员可以理解，前述列举的仅是其中几种常见的通信设备200，上述的功放模块还可以应用在其他需要具备功放电流检测功能的设备中。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功放模块的辅助控制电路，其特征在于，包括主控芯片、电流检测芯片和精度调节单元；
所述精度调节单元与所述电流检测芯片的精度控制电阻并联，所述精度调节单元的开关控制端电连接所述主控芯片，用于接收到所述主控芯片输出的开关信号时，调节所述电流检测芯片的输出电压放大倍数；
所述电流检测芯片的检测输入端用于接入功放模块的功放管供电通路的待测电压，所述电流检测芯片的检测输出端电连接所述主控芯片，所述主控芯片用于接收所述电流检测芯片输出的电压信号后，测算得到所述待测电压对应的功放电流。
2.根据权利要求1所述功放模块的辅助控制电路，其特征在于，所述精度调节单元包括第一程控开关和第一辅助电阻，所述第一程控开关的开关控制端电连接所述主控芯片；
所述第一程控开关的输入端电连接所述精度控制电阻的第一端，所述第一程控开关的输出端电连接所述第一辅助电阻的第一端，所述第一辅助电阻的第二端电连接所述精度控制电阻的第二端；所述精度控制电阻为所述电流检测芯片的检流电阻或外部放大电阻。
3.根据权利要求2所述功放模块的辅助控制电路，其特征在于，所述精度调节单元还包括第二程控开关和第二辅助电阻，所述第二程控开关的开关控制端电连接所述主控芯片；
所述第二程控开关的输入端电连接所述精度控制电阻的第一端，所述第二程控开关的输出端电连接所述第二辅助电阻的第一端，所述第二辅助电阻的第二端电连接所述精度控制电阻的第二端。
4.根据权利要求1所述功放模块的辅助控制电路，其特征在于，所述精度调节单元包括串联的第一程控开关和第一辅助电阻，以及串联的第二程控开关和第二辅助电阻，所述精度控制电阻为所述电流检测芯片的检流电阻和外部放大电阻；
所述第一程控开关的开关控制端电连接所述主控芯片，所述第一程控开关的输入端电连接所述检流电阻的第一端，所述第一辅助电阻的第二端电连接所述检流电阻的第二端；
所述第二程控开关的开关控制端电连接所述主控芯片，所述第二程控开关的输入端电连接所述外部放大电阻的第一端，所述第二辅助电阻的第二端电连接所述外部放大电阻的第二端。
5.根据权利要求1至4任一项所述功放模块的辅助控制电路，其特征在于，还包括栅压自动调整电路，所述栅压自动调整电路的输入端电连接所述主控芯片；
所述栅压自动调整电路用于在接收到所述主控芯片输出的静态电流调整信号后，调整所述功放模块的功放管的栅压大小。
6.根据权利要求5所述功放模块的辅助控制电路，其特征在于，还包括功放告警电路，所述功放告警电路的输入端电连接所述主控芯片，所述功放告警电路用于接收到所述主控芯片输出的告警信号后，对所述功放模块进行工作电流过流告警。
7.一种功放模块，其特征在于，包括射频链路和权利要求1至6任一项所述功放模块的辅助控制电路。
8.一种通信设备，其特征在于，包括权利要求7所述的功放模块。
9.根据权利要求8所述的通信设备，其特征在于，还包括电流显示装置，所述电流显示装置电连接所述功放模块的主控芯片；
所述电流显示装置接收到所述主控芯片输出的工作电流信号后，用于展示所述功放模块的工作电流；所述工作电流为所述功放模块的功放管供电通路的工作电压对应的电流。
10.根据权利要求8或9所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为直放站设备、射频拉远设备、轨道功放设备、一体化功放和接收机中的任一种。
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