CN210183295U

CN210183295U - 射频功率放大电路

Info

Publication number: CN210183295U
Application number: CN201920885585.8U
Authority: CN
Inventors: Daguo Wang; 王达国; Qi Wang; 王�琦; Zhenya Han; 韩振亚
Original assignee: Perth Sleep Technology (shenzhen) Co Ltd
Current assignee: Perth Sleep Technology (shenzhen) Co Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2029-06-12

Abstract

本申请涉及一种射频功率放大电路，包括用于分别连接控制电源和相应偏置电源的开关模块，连接开关模块的射频功率放大芯片模块，以及分别连接射频功率放大芯片模块、开关模块的电容模组；电容模组包括至少一个电容模块；电容模块包括第一电容、第二电容以及第三电容；第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端，均分别连接射频功率放大芯片模块和开关模块；第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地；其中，第一电容、第二电容和第三电容均为金属端子陶瓷电容。本申请可减小电容的压电效应，从而减小作用在射频功率放大电路集成PCB板的震动强度，减少震动噪声并降低对输出信号的干扰。

Description

射频功率放大电路

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种射频功率放大电路。

背景技术

助眠仪通过输出特定模式的脉冲磁场，从而影响大脑神经细胞的电化学活动，促进脑内抑制性神经递质、内源性催眠物质的释放，并抑制大脑皮层的过度觉醒，从而缩短睡眠潜伏期。助眠仪在输出脉冲磁场时，需要采用射频功率放大电路增强电磁波，以满足输出要求。

然而，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前助眠仪中的射频功率放大电路容易对输出信号造成干扰。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述易对输出信号造成干扰的技术问题，提供一种能够降低对输出信号干扰的射频功率放大电路。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种射频功率放大电路，包括用于分别连接控制电源和相应偏置电源的开关模块，连接开关模块的射频功率放大芯片模块，以及分别连接射频功率放大芯片模块、开关模块的电容模组；电容模组包括至少一个电容模块；

电容模块包括第一电容、第二电容以及第三电容；第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端，均分别连接射频功率放大芯片模块和开关模块；第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地；

其中，第一电容、第二电容和第三电容均为金属端子陶瓷电容。

在其中一个实施例中，射频功率放大芯片模块包括第一射频功率放大芯片和第二射频功率放大芯片；电容模块的数量为2个；

其中，任一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端连接第一射频功率放大芯片的VD1B管脚；另一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端连接第二射频功率放大芯片的VD1B管脚。

其中，任一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端分别连接第一射频功率放大芯片的VD2B1管脚、第一射频功率放大芯片的VD2B2管脚；另一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端分别连接第二射频功率放大芯片的VD2B1管脚、第二射频功率放大芯片的VD2B2管脚。

其中，任一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端连接第一射频功率放大芯片的VD2A1管脚；另一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端连接第二射频功率放大芯片的VD2A1管脚。

其中，任一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端连接第一射频功率放大芯片的VD2A2管脚、第一射频功率放大芯片的VD2A3管脚；另一电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端连接第二射频功率放大芯片的VD2A2管脚、第二射频功率放大芯片的VD2A3管脚。

在其中一个实施例中，开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、三极管、第四电容以及第五电容；偏置电源包括三极管偏置电源和开关偏置电源；

三极管的基极连接控制电源，发射极接地，集电极分别连接三极管偏置电源、第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极；

第一MOS管的源极连接开关偏置电源和第四电容的一端，漏极连接射频功率放大芯片模块、以及对应电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端；

第二MOS管的源极连接开关偏置电源和第五电容的一端，漏极连接射频功率放大芯片模块、以及对应电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端；

第四电容的另一端和第五电容的另一端接地。

在其中一个实施例中，开关模块还包括连接在三极管偏置电源和集电极之间的第一电阻，连接在集电极和第一MOS管的栅极之间的第二电阻，连接在集电极和第二MOS管的栅极之间的第三电阻，以及依次连接在控制电源和基极之间的第四电阻、第五电阻。

在其中一个实施例中，开关模块还包括第六电阻和第七电阻；

第六电阻的一端连接第一MOS管道的漏极，另一端接地；

第七电阻的一端连接第二MOS管道的漏极，另一端接地。

在其中一个实施例中，第四电容和第五电容均为聚合物电解电容。

在其中一个实施例中，第一MOS管和第二MOS管均为NMOS管。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均分别连接射频功率放大芯片模块和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端均接地，同时射频功率放大芯片连接开关模块，从而可避免损坏射频功率放大芯片，提高射频功率放大电路的可靠性；第一电容、第二电容和第三电容均为金属端子陶瓷电容，减小了电容的压电效应，从而减小作用在射频功率放大电路集成PCB板的震动强度，减少震动噪声并降低对输出信号的干扰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一个实施例中射频功率放大电路的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中射频功率放大电路的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中射频功率放大电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/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。

助眠仪中的射频功率放大电路采用脉冲信号进行控制，在开关的工作状态下，电源会产生很大的波动电压。当波动电压作用于电路上的陶瓷贴片电容器时，由于陶瓷电容器的电介质材料为陶瓷，多为介电常数较大的钛酸钡，所以陶瓷电容的电介质在电场的压力下会变形，内部会产生极化现象，同时在两个相对表面上出现正负相反的电荷；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。并且这种电致伸缩效应与电场强度的平方成正比。因此，当波动电压作用于电路上的陶瓷贴片电容器时，易导致射频功率放大电路中的电容产生压电效应，并发生震动，并使得射频功率放大电路集成PCB板产生震动，并产生噪声电压信号，从而对射频功率放大电路的输出信号造成干扰。

同时，当脉冲电源的工作频率处在人耳可听频率的范围内，即处于20Hz(赫兹)到20kHz(千赫兹)的范围时，电容器会产生可听噪声，即噪声的频率也会落在人耳可听频率的范围内，从而易发生啸叫。

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。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种射频功率放大电路，包括用于分别连接控制电源和相应偏置电源的开关模块，连接开关模块的射频功率放大芯片模块，以及分别连接射频功率放大芯片模块、开关模块的电容模组；电容模组包括至少一个电容模块；

其中，金属端子陶瓷电容即在陶瓷电容的两个端子上增加金属电极的电容；控制电源可为1kHz的脉冲电源；第一电容可为100皮法，第二电容可为1000皮法，第三电容可为0.01微法。

具体地，当金属端子陶瓷电容发生压电效应时，将会在水平方向上产生震动，从而可减少电容本身所产生的噪声，并减小射频功率放大电路集成PCB板的震动强度，进而减少电路的噪声电压，降低了对输出信号的干扰。

同时，人耳对声音的响应时依赖于声音的频率，人耳对声音频率的最大灵敏度约为2.5kHz到3kHz。由于控制电源的工作频率可为1kHz，因此，在控制电源的控制下，人耳对电容压电效应所产生的噪声较为敏感。使用金属端子陶瓷电容避免助眠仪的射频功率放大电路发生啸叫。

上述射频功率放大电路中，第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均分别连接射频功率放大芯片模块和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端均接地，同时射频功率放大芯片连接开关模块，从而避免损坏射频功率放大芯片，提高射频功率放大电路的可靠性；第一电容、第二电容和第三电容均为金属端子陶瓷电容，减小了电容的压电效应，从而减小作用在射频功率放大电路集成PCB板的震动强度，减少震动噪声并降低对输出信号的干扰。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种射频功率放大电路，包括用于分别连接控制电源和相应偏置电源的开关模块，连接开关模块的射频功率放大芯片模块，以及分别连接射频功率放大芯片模块、开关模块的电容模组；电容模组包括至少一个电容模块；

其中，射频功率放大芯片模块包括第一射频功率放大芯片和第二射频功率放大芯片；电容模块的数量为2个；

具体地，第一射频功率放大芯片以及第二射频功率放大芯片的型号均可为MAAP-011027；电容模块的数量可以为2个。其中一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第一射频功率放大芯片的VD1B管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地；另一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第二射频功率放大芯片的VD1B管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地。

需要说明的是，电容模块的数量可根据设计需求以及实际情况确定，并不限于2个。

具体地，其中一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第一射频功率放大芯片的VD2B1管脚、第一射频功率放大芯片的VD2B2管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地；另一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第二射频功率放大芯片的VD2B1管脚、第二射频功率放大芯片的VD2B2管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地。需要说明的是，电容模块的数量可根据设计需求以及实际情况确定，并不限于2个。

具体地，其中一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第一射频功率放大芯片的VD2A1管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地；另一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第二射频功率放大芯片的VD2A1管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地。需要说明的是，电容模块的数量可根据设计需求以及实际情况确定，并不限于2个。

具体地，其中一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第一射频功率放大芯片的VD2A2管脚、第一射频功率放大芯片的VD2A3管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地；另一个电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端均连接第二射频功率放大芯片的VD2A2管脚、第二射频功率放大芯片的VD2A3管脚和开关模块，第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端接地。需要说明的是，电容模块的数量可根据设计需求以及实际情况确定，并不限于2个。

上述射频功率放大电路中，任一电容模块连接第一射频功率放大芯片的相应管脚，另一电容模块连接第二功率放大芯片的相应管脚，并可根据射频功率放大芯片的数量确定电容模块的数量，从而可避免控制电源以及相应偏置电源通过开关模块对各射频功率放大芯片的输出信号产生干扰，提高射频功率放大电路的抗干扰性。

在一个实施例中，提供了一种射频功率放大电路，包括用于分别连接控制电源和相应偏置电源的开关模块，连接开关模块的射频功率放大芯片模块，以及分别连接射频功率放大芯片模块、开关模块的电容模组；电容模组包括至少一个电容模块；

其中，开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、三极管、第四电容以及第五电容；偏置电源包括三极管偏置电源和开关偏置电源；

第四电容的另一端和第五电容的另一端接地。

具体地，三极管的基极连接控制电源，发射极接地，集电极分别连接三极管偏置电源、第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极，控制电源可控制三极管集电极的输出电压和输出电流，从而可控制输入到第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极的电流和电压，进而控制第一MOS管和第二MOS管的通断。

通过将第一MOS管和第二MOS管的源极均连接至开关偏置电源，漏极均分别连接射频功率放大芯片模块、以及对应电容模块的第一电容的一端、第二电容的一端和第三电容的一端，进而可通过第一MOS管和第二MOS管的通断状态控制射频功率放大芯片模块的工作状态。

其中，第四电容和第五电容均可为39纳法；开关偏置电源电压可为9伏特。

第六电阻的一端连接第一MOS管道的漏极，另一端接地；

第七电阻的一端连接第二MOS管道的漏极，另一端接地。

具体地，聚合物电解电容，即高分子固体电容，是以高分子导电材料(PEDT，3,4-聚乙烯二氧噻吩)取代传统电解液的固态电解电容器，可应用在连接控制电源的开关模块。

通过将导电性高分子聚合物作为电解质的聚合物电解电容连接在第一MOS管和第二MOS管的源极，因为聚合物电解电容的压电效应小，且会在水平方向上产生震动，从而可减少电容本身所产生的噪声，并减小射频功率放大电路集成PCB板的震动强度，进而减少电路的噪声电压，降低了对输出信号的干扰，并可避免射频功率放大电路发生啸叫。

在其中一个实施例中，第一MOS管和第二MOS管均为NMOS管。

下面通过一个具体的例子进行说明，如图3所示，提供了一种射频功率放大电路，包括第一射频功率放大芯片、第二射频功率放大芯片、第一MOS管、第二MOS管、三极管、电阻R1至电阻R7(共7个电阻)，电容C1至电容C26(共26个电容)。

第一功率放大芯片的VD1B管脚分别连接电容C1的一端、电容C2的一端和电容C3的一端，VD2B1管脚和VD2B2管脚均分别连接电容C4的一端、电容C5的一端和电容C6的一端，VD2A1管脚分别连接电容C7的一端、电容C8的一端和电容C9的一端，VD2A2管脚和VD2A3管脚均分别连接电容10的一端、电容C11的一端和电容C12的一端；电容C1至电容C12(共12个)的一端均连接第一MOS管的漏极，另一端均接地。

第二功率放大芯片的VD1B管脚分别连接电容C13的一端、电容C14的一端和电容C15的一端，VD2B1管脚和VD2B2管脚均分别连接电容C16的一端、电容C17的一端和电容C18的一端，VD2A1管脚分别连接电容C19的一端、电容C20的一端和电容C21的一端，VD2A2管脚和VD2A3管脚均分别连接电容22的一端、电容C23的一端和电容C24的一端；电容C13至电容C24(共12个)的一端均连接第二MOS管的漏极，另一端均接地。

三极管的基极连接电阻R1的一端，发射极接地，集电极分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端和电阻R4的一端；电阻R1的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接控制电源；电阻R2的另一端连接三极管偏置电源。

第一MOS管的栅极连接电阻R3的另一端，源极连接第一开关偏置电源和电容C25的一端，漏极连接电阻R6的一端；电阻R6的另一端接地。

第二MOS管的栅极连接电阻R4的另一端，源极连接第二开关偏置电源和电容C26的一端，漏极连接电阻R7的一端；电阻R7的另一端接地。

电容C25的另一端和电容C26的另一端接地。

其中，第一电容模块、第二电容模块、第三电容模块、第四电容模块、第五电容模块、第六电容模块、第七电容模块和第八电容模块的具体结构如上述任一实施例所述。

上述射频功率放大电路中，通过将导电性高分子聚合物作为电解质的聚合物电解电容连接在第一MOS管和第二MOS管的源极，由于聚合物电解电容的压电效应小，且会在水平方向上产生震动，从而可减少电容本身所产生的噪声，并减小射频功率放大电路集成PCB板的震动强度，进而减少电路的噪声电压，降低了对输出信号的干扰，并可避免射频功率放大电路发生啸叫。

以上所述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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种射频功率放大电路，其特征在于，包括用于分别连接控制电源和相应偏置电源的开关模块，连接所述开关模块的射频功率放大芯片模块，以及分别连接所述射频功率放大芯片模块、所述开关模块的电容模组；所述电容模组包括至少一个电容模块；

所述电容模块包括第一电容、第二电容以及第三电容；所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端，均分别连接所述射频功率放大芯片模块和所述开关模块；所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端和所述第三电容的另一端接地；

其中，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容均为金属端子陶瓷电容。

2.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述射频功率放大芯片模块包括第一射频功率放大芯片和第二射频功率放大芯片；所述电容模块的数量为2个；

其中，任一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端连接所述第一射频功率放大芯片的VD1B管脚；另一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端连接所述第二射频功率放大芯片的VD1B管脚。

3.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述射频功率放大芯片模块包括第一射频功率放大芯片和第二射频功率放大芯片；所述电容模块的数量为2个；

其中，任一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端分别连接所述第一射频功率放大芯片的VD2B1管脚、所述第一射频功率放大芯片的VD2B2管脚；另一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端分别连接所述第二射频功率放大芯片的VD2B1管脚、所述第二射频功率放大芯片的VD2B2管脚。

4.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述射频功率放大芯片模块包括第一射频功率放大芯片和第二射频功率放大芯片；所述电容模块的数量为2个；

其中，任一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端连接所述第一射频功率放大芯片的VD2A1管脚；另一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端连接所述第二射频功率放大芯片的VD2A1管脚。

5.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述射频功率放大芯片模块包括第一射频功率放大芯片和第二射频功率放大芯片；所述电容模块的数量为2个；

其中，任一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端连接所述第一射频功率放大芯片的VD2A2管脚、所述第一射频功率放大芯片的VD2A3管脚；另一所述电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端连接所述第二射频功率放大芯片的VD2A2管脚、所述第二射频功率放大芯片的VD2A3管脚。

6.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、三极管、第四电容以及第五电容；所述偏置电源包括三极管偏置电源和开关偏置电源；

所述三极管的基极连接所述控制电源，发射极接地，集电极分别连接所述三极管偏置电源、所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极；

所述第一MOS管的源极连接所述开关偏置电源和所述第四电容的一端，漏极连接所述射频功率放大芯片模块、以及对应电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端；

所述第二MOS管的源极连接所述开关偏置电源和所述第五电容的一端，漏极连接所述射频功率放大芯片模块、以及对应电容模块的所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第三电容的一端；

所述第四电容的另一端和所述第五电容的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述开关模块还包括连接在所述三极管偏置电源和所述集电极之间的第一电阻，连接在所述集电极和所述第一MOS管的栅极之间的第二电阻，连接在所述集电极和所述第二MOS管的栅极之间的第三电阻，以及依次连接在所述控制电源和所述基极之间的第四电阻、第五电阻。

8.根据权利要求7所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述开关模块还包括第六电阻和第七电阻；

所述第六电阻的一端连接所述第一MOS管道的漏极，另一端接地；

所述第七电阻的一端连接所述第二MOS管道的漏极，另一端接地。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述第四电容和所述第五电容均为聚合物电解电容。

10.根据权利要求6至8任意一项所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为NMOS管。