CN205724844U - 一种天线短路自动保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天线短路自动保护装置，包括电源开关模块、电流检测模块、控制模块和天线热插拔接口；电源开关模块的第一输入端与接收机连接，电源开关模块的输出端与电流检测模块连接，电流检测模块的第一输出端与天线热插拔接口连接；电流检测模块的第二输出端与控制模块连接，控制模块的输出端与电源开关模块的第二输入端连接。本实用新型提供了一种天线短路自动保护装置，能够在天线短路时切断电源，从而实现了对天线短路的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线短路自动保护装置。
背景技术
随着北斗卫星导航系统及GPS应用的发展，卫星导航设备在各个领域得到广泛应用。为满足卫星导航接收机嵌入式应用，按应用需求不同配置有多种类型天线，如有源天线(需加电)、无源天线(不需加电)等；而多种类型天线应用涉及接收机与天线的连接，天线连接的关键在于如何实现各种类型天线自适应连接。
传统的卫星导航接收机与天线连接方式为：关机状态下设置接收机天线馈电电路选择有源天线或无源天线，连接好天线后开机，该方式操作复杂，不支持热拔插连接，使用不方便。且天线连接故障出现短路时会损坏接收机天线馈电电源电路。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种天线短路自动保护装置，能够在天线短路时切断电源，从而实现了对天线短路的保护。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种天线短路自动保护装置，包括电源开关模块、电流检测模块、控制模块和天线热插拔接口；电源开关模块的第一输入端与接收机连接，电源开关模块的输出端与电流检测模块连接，电流检测模块的第一输出端与天线热插拔接口连接；电流检测模块的第二输出端与控制模块连接，控制模块的输出端与电源开关模块的第二输入端连接。
所述的一种天线短路自动保护装置，还包括接收机接口，电源开关模块的第一输入端通过接收机接口与接收机连接。
所述的电源开关模块的第一输入端为电源输入端，电源开关模块的第二输入端为开关控制输入端。
所述的电流检测模块的第一输出端为电源输出端，电流检测模块的第二输出端为电流检测输出端。
所述的电流检测模块与天线热插拔接口之间还设置有接地的滤波电容C2。
所述电流检测模块包括电流检测芯片和用于取样的第一电阻R1；电源开关模块的输出端分别与第一电阻R1的一端和电流检测芯片连接；第一电阻R1的另一端与天线热插拔接口连接；所述的电流检测芯片的取样端连接在第一电阻R1的两端，电流检测芯片的输出端依次通过第二电阻R2和第五电阻R5接地，第二电阻R2和第五电阻R5的公共端输出电流检测信号并与控制模块连接。
所述的电源开关模块包括PMOS管和NPN三级管；PMOS管的源极S连接接收机，PMOS管的漏极D分别与电流检测模块的第一电阻和电流检测芯片连接；PMOS管的源极S还通过第三电阻R3与NPN三级管的集电极C连接，PMOS管的栅极G通过第四电阻R4与NPN三级管的集电极C连接，NPN三级管的发射极E接地，NPN三级管的基极B通过第六电阻R6连接到控制模块。
所述的PMOS管的源极S和漏极D之间还连接有反向的TVS管。
本实用新型的有益效果是：（1）能够在天线短路时切断接收机对天线的供电，从而实现了对天线短路的保护，且短路状况消除后电源能够自动恢复供电。
（2）能够支持外置天线热拔插，且能够有效保护接收机和天线间的馈电电源电路不受天线热拔插影响。
（3）不受无源天线的短路影响，能够自适应连接有源天线或无源天线，不需要手动选择有源天线或无源天线。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种天线短路自动保护装置，包括电源开关模块、电流检测模块、控制模块和天线热插拔接口；电源开关模块的第一输入端与接收机连接（由接收机对天线馈电），电源开关模块的输出端与电流检测模块连接，电流检测模块的第一输出端与天线热插拔接口连接；电流检测模块的第二输出端与控制模块连接，控制模块的输出端与电源开关模块的第二输入端连接。
所述的一种天线短路自动保护装置，还包括接收机接口，电源开关模块的第一输入端通过接收机接口与接收机连接。
所述的电源开关模块的第一输入端为电源输入端，电源开关模块的第二输入端为开关控制输入端。
所述的电流检测模块的第一输出端为电源输出端，电流检测模块的第二输出端为电流检测输出端。
所述的电流检测模块与天线热插拔接口之间还设置有接地的滤波电容C2。
如图2所示，所述电流检测模块包括电流检测芯片N1和用于取样的第一电阻R1；电流检测芯片N1采用MAX4372T芯片：
电源开关模块的输出端分别与第一电阻R1的一端和电流检测芯片N1的电源输入端VCC（2脚）连接；第一电阻R1的另一端与天线热插拔接口连接；所述的电流检测芯片N1的取样端RS+和RS-连接在第一电阻R1的两端，具体地，RS+（1脚）连接在第一电阻R1靠近电源开关模块的一端，RS-（8脚）连接在第一电阻R1靠近天线热插拔接口的一端，电流检测芯片N1的输出端out（5脚）依次通过第二电阻R2和第五电阻R5接地，第二电阻R2和第五电阻R5的公共端(第二电阻R2和第二电阻R5之间的一点)输出电流检测信号并与控制模块连接。
电流检测芯片N1的GND端（4脚）接地，芯片N1的NC端（3脚、6脚、7脚均悬空）。
进一步地，滤波电容C2设置在第一电阻R1和天线热插拔接口之间。
所述的电源开关模块包括PMOS管V1和NPN三级管V2；PMOS管V1的源极S连接接收机，PMOS管V1的漏极D分别与电流检测模块的第一电阻R1和电流检测芯片N1连接；PMOS管V1的源极S还通过第三电阻R3与NPN三级管V2的集电极C连接，PMOS管V1的栅极G通过第四电阻R4与NPN三级管V2的集电极C连接，NPN三级管V2的发射极E接地，NPN三级管V2的基极B通过第六电阻R6连接到控制模块。
所述的PMOS管的源极S和漏极D之间还连接有反向的TVS管。
具体的，本申请的电流检测模块(电流检测输出端)输出的电流检测信号实质上是一个电压值。
在一个实施例中，本申请的控制模块采用PIC16F1508芯片，该芯片的VSS脚（20脚）接地，VDD脚（1脚）连接工作电源且与工作电源之间设置有接地电容C3；该芯片的RB5脚（12脚）连接到第二电阻R2和第五电阻R5的公共端（第二电阻R2和第二电阻R5之间的一点），该芯片的RC7脚（9脚）连接到第六电阻R6；在天线短路时，电流检测模块检测到电流过大，控制模块控制电源开关模块断开；天线没有短路（或短路恢复时），电流检测模块检测到的电流正常，控子模块控制电源开关模块导通，需要说明的是，控制模块根据电流检测信号控制开关通断为现有技术，该实施例并不需要对控制模块的内部程序进行改进。
在另一个实施例中，本申请的控制模块也可以包括电压比较器和基准电压源，比较器的同相输入端与基准电压源连接；比较器的反相输入端与电流检测模块的第二输出端（第二电阻R2和第五电阻R5的公共端）连接；比较器的输出端与第六电阻R6连接，在电流检测信号（的电压值）过大，超过基准电压源时（同相端电压小于反相端电压），比较器输出低电平，低电平信号在电源开关模块中经NPN三极管反相后控制PMOS管截止，天线电源切断；在电流检测信号（的电压值）正常，小于基准电压源时，（同相端电压大于反相端电压），比较器输出高电平，高电平信号在电源开关模块经NPN三极管反相后控制PMOS管导通，天线电源接通。
本实用新型的工作原理如下：
天线出现短路时：此时电流大，电流检测芯片N1检测到取样电阻R1两端较大的压差V1，V1经电阻R2及R5分压后输出电流检测信号；控制模块将电流检测信号在与预设范围比较，短路时电流检测信号远超过预设范围，控制模块输出低电平；低电平在电源开关模块中经三极管V2反相后控制MOS管V1截止，此时天线电源切断；
当短路消除后(或天线正常工作无短路)，天线供电自动恢复(或正常供电)。
电流在预设范围内，电流检测芯片N1检测到取样电阻R1两端正常范围的压差V2，该压差经分压电阻R2及R5分压后输出电流检测信号；电流检测信号在与预设范围比较，未超过预设范围，控制模块输出高电平；高电平电源开关模块中经三极管V2反相后控制MOS管V1导通，此时天线电源接通。
并且整机电流检测及电源控制过程响应时间为μs级，能有效保护电源电路天线短路时不损坏。
本实用新型设置有天线热插拔接口，能够支持外置天线热拔插，且能够有效保护接收机和天线间的馈电电源电路不受天线热拔插影响。在热拔插连接有源天线过程中出现短路情况时，控制模块产生开关控制信号控制电源开关模块切断天线电源；而短路消除后，也能够恢复天线电源的接通；故本申请能够支持外置天线热拔插，而不担心短路问题，有效保护了接收机天线馈电电源电路不受天线热拔插影响。
并且，由于无源天线热插拔接入（会出现短路情况），电流检测模块检测到大电流通过，产生电流检测信号输入控制模块；控制模块产生开关控制信号控制电源开关模块切断天线电源；由于不受无源天线的短路影响，故能够自适应连接有源天线或无源天线，不需要手动选择有源天线或无源天线。
Claims (8)
1.一种天线短路自动保护装置，其特征在于：包括电源开关模块、电流检测模块、控制模块和天线热插拔接口；电源开关模块的第一输入端与接收机连接，电源开关模块的输出端与电流检测模块连接，电流检测模块的第一输出端与天线热插拔接口连接；电流检测模块的第二输出端与控制模块连接，控制模块的输出端与电源开关模块的第二输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：还包括接收机接口，电源开关模块的第一输入端通过接收机接口与接收机连接。
3.根据权利要求1所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：所述的电源开关模块的第一输入端为电源输入端，电源开关模块的第二输入端为开关控制输入端。
4.根据权利要求1所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：所述的电流检测模块的第一输出端为电源输出端，电流检测模块的第二输出端为电流检测输出端。
5.根据权利要求1所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：所述的电流检测模块与天线热插拔接口之间还设置有接地的滤波电容C2。
6.根据权利要求1所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：所述电流检测模块包括电流检测芯片和用于取样的第一电阻R1；电源开关模块的输出端分别与第一电阻R1的一端和电流检测芯片连接；第一电阻R1的另一端与天线热插拔接口连接；所述的电流检测芯片的取样端连接在第一电阻R1的两端，电流检测芯片的输出端依次通过第二电阻R2和第五电阻R5接地，第二电阻R2和第五电阻R5的公共端输出电流检测信号并与控制模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：所述的电源开关模块包括PMOS管和NPN三级管；PMOS管的源极S连接接收机，PMOS管的漏极D分别与电流检测模块的第一电阻和电流检测芯片连接；PMOS管的源极S还通过第三电阻R3与NPN三级管的集电极C连接，PMOS管的栅极G通过第四电阻R4与NPN三级管的集电极C连接，NPN三级管的发射极E接地，NPN三级管的基极B通过第六电阻R6连接到控制模块。
8.根据权利要求7所述的一种天线短路自动保护装置，其特征在于：所述的PMOS管的源极S和漏极D之间还连接有反向的TVS管。
Priority Applications (1)
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| CN201620621176.3U CN205724844U (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种天线短路自动保护装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111200273A (zh) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 西门子股份公司 | 用于识别串联故障电弧的针对低压电路的保护开关装置 |
| CN113541121A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-22 | 创维光电科技(深圳)有限公司 | 一种热插拔保护电路、插接装置、电子设备 |
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| CN111200273B (zh) * | 2018-11-16 | 2022-11-25 | 西门子股份公司 | 用于识别串联故障电弧的针对低压电路的保护开关装置 |
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