CN113014075A

CN113014075A - 智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法

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Publication number: CN113014075A
Application number: CN202110374376.9A
Authority: CN
Inventors: 李国锋; 张树民; 邓志伟; 朱磊
Original assignee: Zhidao Wanglian Technology Shenzhen Co ltd; Zhidao Network Technology Beijing Co Ltd
Current assignee: Zhidao Wanglian Technology Shenzhen Co ltd; Zhidao Network Technology Beijing Co Ltd
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2041-04-07
Also published as: CN113014075B

Abstract

本发明实施例公开了一种智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法，功放器件包括功率放大器和控制芯片，功放器件供电电路包括：电源接口、连接通信模组电源；第一供电接口，为功率放大器供电；第二供电接口，为控制芯片供电；压降控制电路，包括第一和第二开关器件，第一开关器件在导通状态时将通信模组电源降压到功率放大器的供电电压之后为功率放大器供电，第二开关器件根据控制信号控制第一开关器件的导通状态；控制电路，在控制芯片上电后，延迟触发控制信号，使功率放大器迟于控制芯片上电。本发明的实施例，可以避免电源通信模组电源导致的功率放大器烧毁，还可以降低智能网联设备的功放器件供电电路的成本和功耗。

Description

智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法。

背景技术

联网功能作为目前车载多媒体设备的一项基本功能，用户可以通过如4G网络进行地图导航、上网娱乐等诸多功能操作；功放器件作为4G模组部分的一个关键射频器件，作用是将模组射频小信号功率放大后发射到空中。如图4所示，是一个通用的功放器件电源设计电路，其中U1是一个典型的功放结构图，可以看到功放有三路电源：VBAT、VCC1、VCC2，其中VBAT给功放逻辑部分供电、VCC1和VCC2是功放内部放大器的主电源；一般的连接方式是通信模组电源部分输出4.2V电压直接给到功放器件的三路电源输入，导致有些功放会经常烧毁损坏，原因是功放内部放大器和逻辑同时上电，导致功放内部放大器在不确定状态时就开始工作，同时有些功放要求放大器主电压VCC要小于逻辑电压VBAT，这两个因素导致该电源设计没有通用性且容易导致功放工作不稳定而被烧毁；如图5所示，一种改进措施是放大器主电压VCC采用独立的电源供电，放大器逻辑部分供电还是从通信模组电源部分直接提供4.2V、而放大器主电源VCC经过独立的电源转换模块后到达功放器件，这样经过功放器件电源转化模块后会有一定延时、且电压会有压降(通常降低0.3V)，可以满足设计需求；功放器件电源转换模块通常可以采用独立的大电流LDO或者DCDC单元。增加上述功放器件电源转换模块也给整机设计带来相应问题：电源转换模块0.3V压降导致大电流时整机电源利用效率降低、同时独立设计相应的电源转换电路相对复杂且成本高。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明实施例提出一种智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能网联设备的功放器件供电电路，包括：功率放大器、控制芯片以及功放器件供电电路，所述功率放大器用于将通信模组中的射频信号功率放大后向外发射，所述控制芯片用于生成用于所述功率放大器的控制信号，所述功放器件供电电路包括：

电源接口，用于连接通信模组电源；

第一供电接口，用于为所述功率放大器供电；

第二供电接口，与所述电源接口相连，用于为所述控制芯片供电；

压降控制电路，其包括第一开关器件和第二开关器件，其中，所述第一开关器件位于所述电源接口和第一供电接口之间，所述第一开关器件用以在导通状态时将所述通信模组电源降压到所述功率放大器的供电电压之后为所述功率放大器供电，所述第二开关器件用以根据控制信号控制所述第一开关器件的导通状态；

控制电路，与所述压降控制电路相连，用于在所述控制芯片上电后，延迟触发所述控制信号，以使所述功率放大器迟于所述控制芯片上电。

进一步地，所述第一开关器件包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述电源接口相连，所述第一开关管的第二端与所述第一供电接口相连，所述第一开关管的第一端和第二端导通时，将通信模组电源降压到功率放大器的供电电压后输出至所述第一供电接口；

第一电阻和第二电阻，所述第一电阻串联在所述第一开关管的控制端，所述第二电阻的一端与所述第一开关管的第一端相连且所述第二电阻的另一端与所述第一开关管的控制端相连。

进一步地，所述第一电阻小于所述第二电阻。

进一步地，所述第一开关管包括P-MOS管，所述第一开关管的第一端是所述P-MOS管的源极，所述第一开关管的第二端是所述P-MOS管的漏极，所述第一开关管的控制端是所述P-MOS管的栅极。

进一步地，所述第二开关器件包括：

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端相连，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的控制端与所述控制电路相连，以在接收到所述控制电路发送的控制信号时，触发所述第一开关管的第一端和所述第二端导通；

第三电阻和第四电阻，所述第三电阻串联在所述控制电路和所述第二开关管的控制端之间，所述第四电阻的一端接地且所述第四电阻的另一端与所述第二开关管的控制端相连。

进一步地，所述第三电阻小于所述第四电阻。

进一步地，所述第二开关管包括NPN三极管，所述第二开关管的第一端是所述NPN三极管的集电极，所述第二开关管的第二端是所述NPN三极管的发射极，所述第二开关管的控制端是所述NPN三极管的基极。

第二方面，本发明的实施例提供了一种智能网联设备的功放器件供电电路的控制方法，所述智能网联设备的功放器件供电电路为根据上述第一方面所述的智能网联设备的功放器件供电电路，所述控制方法包括：

检测控制芯片是否上电，其中，所述控制芯片由通信模组电源直接供电；

如果是，则延迟触发控制信号，以将所述通信模组电源降压到功率放大器的供电电压之后为所述功率放大器供电，使所述功率放大器迟于所述控制芯片上电。

第三方面，本发明的实施例提供了一种智能网联设备，包括：根据上述的第一方面所述的智能网联设备的功放器件供电电路。

第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的功放器件供电电路的控制方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的功放器件供电电路的控制方法。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法，通过控制电路控制压降控制电路中第二开关器件的通断，从而在功放器件的控制芯片上电之后，达到对电源通信模组电源压降后，延迟为功放器件的功率放大器上电的目的，进而，可以有效地解决电源通信模组电源导致的功率放大器烧毁等问题，并且，通过开关器件实现压降，使得智能网联设备的功放器件供电电路具有成本低和功耗低的优点。

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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的智能网联设备的功放器件供电电路的结构框图；

图2是本发明一实施例提供的智能网联设备的功放器件供电电路的电路示意图；

图3是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图；

图4是现有技术中智能网联设备的功放器件供电电路的示意图；

图5是现有技术中另一智能网联设备的功放器件供电电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

以下结合附图描述根据本发明实施例的智能网联设备的功放器件供电电路及控制方法。

其中，功放器件包括功率放大器和控制芯片

图1示出了本发明一实施例提供的智能网联设备的功放器件供电电路的结构框图，如图1所示，并结合图2，功放器件U1包括功率放大器1和控制芯片2(即：CMOSControllers)，当然，率放大器1和控制芯片2也可以作为智能网联设备的功放器件供电电路中的一部分，其中，功率放大器1用于将通信模组中的射频信号功率放大后向外发射，所述控制芯片2用于生成用于所述功率放大器1的功率放大器控制信号，智能网联设备的功放器件供电电路还包括功放器件供电电路，根据本发明一个实施例的智能网联设备的功放器件供电电路，功放器件供电电路还包括：电源接口110、第一供电接口120、第二供电接口130、压降控制电路140和控制电路150，其中：

电源接口110用于连接通信模组电源，第一供电接口120用于为功率放大器1供电，第二供电接口130与电源接口110相连，用于为控制芯片2供电。压降控制电路140包括第一开关器件141和第二开关器件142，第一开关器件141位于电源接口110和第一供电接口120之间，第一开关器件141用以在导通状态时将通信模组电源降压到功率放大器1的供电电压之后为功率放大器1供电，第二开关器件142用以根据控制电路发送的控制信号控制第一开关器件141的导通状态。控制电路150与压降控制电路140相连，用于在控制芯片2上电后，延迟触发控制信号，以使功放器件U1的功率放大器1迟于控制芯片2上电。

根据本发明实施例的智能网联设备的功放器件供电电路，通过控制电路控制压降控制电路中第二开关器件的通断，从而在功放器件的控制芯片上电之后，达到对电源通信模组电源压降后，延迟为功放器件的功率放大器上电的目的，进而，可以有效地解决电源通信模组电源导致的功率放大器烧毁等问题，并且，通过开关器件实现压降，使得智能网联设备的功放器件供电电路具有成本低和功耗低的优点。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第一开关器件141包括：第一开关管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一开关管Q1的第一端与电源接口110相连，第一开关管Q1的第二端与所述第一供电接口120相连，所述第一开关管Q1的第一端和第二端导通时，将通信模组电源降压到功率放大器1的供电电压后输出至所述第一供电接口120，以通过第一供电接口120为功率放大器1供电；第一电阻R1串联在所述第一开关管Q1的控制端，所述第二电阻R2的一端与所述第一开关管Q1的第一端相连且所述第二电阻R2的另一端与所述第一开关管Q1的控制端相连。

该示例中，第一电阻R1小于所述第二电阻R2，第一开关管Q1例如包括P-MOS管，此时，所述第一开关管Q1的第一端是所述P-MOS管的源极S，所述第一开关管Q1的第二端是所述P-MOS管的漏极D，所述第一开关管Q1的控制端是所述P-MOS管的栅极G。

结合图2所示，在本发明的一个实施例中，第二开关器件142包括：第二开关管Q2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，第二开关管Q2的第一端与所述第一开关管Q1的控制端相连，所述第二开关管Q2的第二端接地，所述第二开关管Q2的控制端与所述控制电路150相连，以在接收到所述控制电路150发送的控制信号时，触发所述第一开关管Q1的第一端和所述第二端导通；第三电阻R3串联在所述控制电路150和所述第二开关管Q2的控制端之间，所述第四电阻R4的一端接地且所述第四电阻R4的另一端与所述第二开关管Q2的控制端相连。

该示例中，第三电阻R3小于所述第四电阻R4。第二开关管Q2例如包括NPN三极管，此时，所述第二开关管Q2的第一端是所述NPN三极管的集电极C，所述第二开关管Q2的第二端是所述NPN三极管的发射极E，所述第二开关管Q2的控制端是所述NPN三极管的基极B。

结合图1和图2所示，功放器件U1与现有技术中的功放器件保持一致，其作用是对输入小信号进行功率放大后经天线发射出去，从而实现智能网联设备的联网。功放器件U1中的功放逻辑电源VBAT部分(即：控制芯片2的供电部分)和现有技术中的供电部分保持一致，即：通信模组电源直接给VBAT提供4.2V供电，智能网联设备的主板上电时通信模组电源就会提供供电给功放器件U1的控制芯片2。

功放主电源VCC部分(即：功率放大器1的供电部分)需要满足：VCC电压要小于VBAT、且VCC上电时间要迟于VBAT，由此保证功率放大器稳定工作并避免其烧毁，其中：

对于功率放大器1的供电通道采用P-MOS管即第一开关管Q1来实现，第一开关管Q1实现控制功放主电源VCC，同时起到降压的作用，第一开关管Q1的栅极G极为低电平时，第一开关管Q1的源极S将通信模组电源的电压如4.2V电压导通到第一开关管Q1的漏极D，从而得到功放主电源VCC，为功率放大器1供电。

由于第一开关管Q1的G极为低时导通，主板在上电时会存在到导通风险，因此本发明的实施例中在第一开关管Q1的G极上增加一个NPN控制管即第二开关管Q2；第二开关管Q2的控制信号Power_EN由控制电路150提供，其中，控制电路150可以是车辆上的主控CPU，当Power_EN输出高电平时、第二开关管Q2导通使得第一开关管Q1的G极通过第一电阻R1接地，实现第一开关管Q1的正向导通；当主板刚上电时，控制电路150使Power_EN输出低电平信号，第二开关管Q2截止使得第一开关管Q1的G极电压与S极电压相同，这样第一开关管Q1的电源不能正向到达功放主电源VCC处。只有在Power_EN输出高电平时，第一开关管Q1的电源正向到达功放主电源VCC处，从而实现了功率放大器1供电的时间控制，即：可以延迟于控制芯片2供电的时间。

在具体示例中，第一开关管Q1需要选择导通压降较小、电流合适的P-MOS管，在500mA导通电流时导通压降在100mV以内，例如可以选择FDN340P；第二开关管Q2可以选择普通NPN管，例如可以使用PMST2222A；第一电阻R1与第二电阻R2控制第一开关管Q1的导通与关断，为保证第一开关管Q1可靠导通且导通时压降较小，第二电阻R2要远大于第一电阻R1、通常可以选择第二电阻R2＝50K欧姆，第一电阻R1＝10K欧姆；第三电阻R3在第二开关管Q2导通时起到限流作用，通常选择第三电阻R3＝10K，第四电阻R4起到保护作用，在刚上电时，确保第二开关管Q2处于截止关断状态，通常选取第四电阻R4＝50K欧姆。

在以上描述中，智能网联设备例如为车载多媒体设备。该智能网联设备应用于车辆上，实现联网等功能。

进一步地，本发明的实施例提供了一种智能网联设备的功放器件供电电路的控制方法，其中，智能网联设备的功放器件供电电路例如为上述任意一个实施例所述的智能网联设备的功放器件供电电路，所述控制方法包括：检测控制芯片是否上电，其中，所述控制芯片由通信模组电源直接供电；如果是，则延迟触发控制信号，以将所述通信模组电源降压到功率放大器的供电电压之后为所述功率放大器供电，使所述功率放大器迟于所述控制芯片上电。

根据本发明实施例的智能网联设备的功放器件供电电路的控制方法，通过控制电路控制压降控制电路中第二开关器件的通断，从而在功放器件的控制芯片上电之后，达到对电源通信模组电源压降后，延迟为功放器件的功率放大器上电的目的，进而，可以有效地解决电源通信模组电源导致的功率放大器烧毁等问题，并且，通过开关器件实现压降，可以降低智能网联设备的功放器件供电电路的成本和能耗。

基于相同的发明构思，本发明又一个实施例提供了一种电子设备，参见图3，所述电子设备具体包括如下内容：处理器501、存储器502、通信接口503和通信总线504；

其中，所述处理器501、存储器502、通信接口503通过所述通信总线504完成相互间的通信；所述通信接口503用于实现各设备之间的信息传输；

所述处理器501用于调用所述存储器502中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述功放器件供电电路的控制方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：检测所述控制芯片是否上电；如果是，则延迟触发控制信号，以使所述功率放大器迟于所述控制芯片上电。

基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述功放器件供电电路的控制方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：检测控制芯片是否上电，其中，所述控制芯片由通信模组电源直接供电；如果是，则延迟触发控制信号，以将所述通信模组电源降压到功率放大器的供电电压之后为所述功率放大器供电，使所述功率放大器迟于所述控制芯片上电。

此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的指标监控方法。

此外，在本发明中，诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，包括：功率放大器、控制芯片以及功放器件供电电路，所述功率放大器用于将通信模组中的射频信号功率放大后向外发射，所述控制芯片用于生成用于所述功率放大器的功率放大器控制信号，所述功放器件供电电路包括：

电源接口，用于连接通信模组电源；

第一供电接口，用于为所述功率放大器供电；

2.根据权利要求1所述的智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，所述第一开关器件包括：

3.根据权利要求2所述的智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，所述第一电阻小于所述第二电阻。

4.根据权利要求2所述的智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，所述第一开关管包括P-MOS管，所述第一开关管的第一端是所述P-MOS管的源极，所述第一开关管的第二端是所述P-MOS管的漏极，所述第一开关管的控制端是所述P-MOS管的栅极。

5.根据权利要求2-4任一项所述的智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，所述第二开关器件包括：

6.根据权利要求5所述的智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，所述第三电阻小于所述第四电阻。

7.根据权利要求5所述的智能网联设备的功放器件供电电路，其特征在于，所述第二开关管包括NPN三极管，所述第二开关管的第一端是所述NPN三极管的集电极，所述第二开关管的第二端是所述NPN三极管的发射极，所述第二开关管的控制端是所述NPN三极管的基极。

8.一种智能网联设备的功放器件供电电路的控制方法，其特征在于，所述智能网联设备的功放器件供电电路为根据权利要求1-7任一项所述的智能网联设备的功放器件供电电路，所述控制方法包括：

9.一种用于车辆的智能网联设备，其特征在于，包括：根据权利要求1-7任一项所述的智能网联设备的功放器件供电电路。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据权利要求8所述的智能网联设备的功放器件供电电路的控制方法。