CN216649627U - 一种末级功放组件保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种末级功放组件保护装置，包括：一壳体组件和一电路板，壳体组件上设置有至少一个射频输入端口以及一个控制端口；电路板上的单片机连接射频输入端口以及脉冲输出电路，脉冲输出电路连接控制端口，电压检测电路、功率检测电路以及电流检测电路分别连接单片机与控制端口，温度检测电路连接单片机，模拟电源基准电路连接电流检测电路与电压检测电路；数字电源LDO连接单片机。本实用新型提供的末级功放组件保护装置，结构简单，体积紧凑，可有效克服现有技术所存在的问题。

Description

一种末级功放组件保护装置

技术领域

本实用新型属于功率放大器发射功率监测技术领域，具体涉及一种末级功放组件保护装置。

背景技术

功放组件是雷达的关键部件之一，在微波、毫米波信号检测、功率测量的应用中是关键部件，被广泛应用于发射功率、雷达、基站等系统领域。随着5G技术的发展，对系统集成度要求越来越高，体积越来越小，功率要求越来越高，由此对功放组件的保护难度也越来越大，现有末级功放组件的保护装置，结构复杂、屏蔽性能较差，对功放组件的保护性能也达不到要求。

如公开号CN111010097A的中国专利申请中公开了Ku波段功率放大器组件，该方案由前级功放组件、若干个末级功放组件以及控制保护单元相互配合构成。但是其公开的方案无法对末级功放组件形成很好的保护。

因此，提供一种结构简单，屏蔽性能好的末级功放组件保护装置是本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

针对现有末级功放组件保护装置结构复杂、屏蔽性能差的问题，本实用新型的目的是提供一种末级功放组件保护装置，其具有结构简单，屏蔽性能好，体积紧凑等优点，可实现末级功放组件各种原因引起的故障保护功能。

为了达到上述目的，本实用新型提供的末级功放组件保护装置，包括：一壳体组件和一电路板，所述壳体组件上设置有至少一个射频输入端口以及一个控制端口；所述电路板上设置有单片机、电压检测电路、功率检测电路、模拟电源基准电路、数字电源LDO、温度检测电路、电流检测电路、以及脉冲输出电路，所述单片机连接射频输入端口以及脉冲输出电路，所述脉冲输出电路连接控制端口，所述电压检测电路、功率检测电路以及电流检测电路分别连接单片机与控制端口，所述温度检测电路连接单片机，所述模拟电源基准电路连接电流检测电路与电压检测电路；所述数字电源LDO连接单片机。

进一步的，所述壳体组件包括壳体以及与壳体配合的上盖板，所述上盖板与壳体配合，在壳体内形成密封的安置腔。

进一步的，所述电路板上还设置有检波器，所述检波器与射频输入端口连接。

进一步的，所述电路板上还设置电平驱动器，所述电平驱动器与单片机连接。

进一步的，所述电路板的板边全面裸露铜并和所述壳体组件紧密接触。

进一步的，所述单片机采用STM32F303VCT6单片机。

本实用新型提供的末级功放组件保护装置，结构简单，体积紧凑，屏蔽性能好，能够进行故障保护，可有效克服现有技术所存在的问题。

另外，本实用新型提供的末级功放组件保护装置在实际应用时，配合实际设置，能够实现多路功放功率精确测量、功放的工作电压、工作电流、工作温度实时监控，一旦检测到任一故障，关断脉冲输出电路，保护功放。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实例中末级功放组件保护装置的电路构成示例图；

图2为本实例中末级功放组件保护装置的整体结构示意图；

图3为本实例中末级功放组件保护装置工作的的流程线框图。

图中标号含义：

壳体800、上盖板801、电路板110、第一射频接口100、第二射频接口101、第三射频接口103、单片机120、第一电压检测电路200、第二电压检测电路201、功率检测电路202、模拟电源基准电路300、数字电源LDO 301、第一温度检测电路400、第二温度检测电路401、电流检测电路500、脉冲输出电路600、控制端口700、第一固定电路板螺丝孔802、第二固定电路板螺丝孔803、第三固定电路板螺丝孔804、第四固定电路板螺丝孔805、第五固定电路板螺丝孔806、第六固定电路板螺丝孔807、末级功放组件900。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

针对现有末级功放组件保护装置结构复杂、屏蔽性能差的问题，本实例提供一种末级功放组件保护装置，其具有结构简单，屏蔽性能好，体积紧凑等优点，可实现末级功放组件各种原因引起的故障保护功能，可广泛应用于雷达、通信和电子对抗接收信号强度测量、雷达、基站通信等系统领域。

如图1所示，其所示本实例中给出的末级功放组件保护装置的电路构成示例方案。

本实例方案中末级功放组件保护装置主要由单片机120、第一电压检测电路200、第二电压检测电路201、功率检测电路202、模拟电源基准电路300、数字电源LDO 301、第一温度检测电路400、第二温度检测电路401、电流检测电路500、以及脉冲输出电路600配合，由此实现相应的保护电路，以对末级功放组件功率、工作电压、工作电流自以及系统温度检测。

如图2所示，其所示本实例中针对上述保护电路所形成的末级功放组件保护装置的整体构成示例图。

本实例中给出的末级功放组件保护装置主要包括一壳体800、上盖板801以及电路板110。

其中，壳体800与上盖板801配合形成整个保护装置的整体结构。其中该壳体800内设置有一安置腔，以用于安置相应的电路板110。

作为优选，本实例中方案中的壳体800采用相应的金属壳体800由此提高整个装置的屏蔽性能。

在具体设置时，本壳体100优选设置为矩形，便于在安置腔内安置其他部件。这里需要说明，并不限于采用矩形结构设置，根据需要也可以采用其他的结构形式。

进一步的，本实例在壳体800还配合的设置有一上盖板801，上盖板801和壳体800形成一密闭的金属安置腔，使整个电路板110密闭在金属安置腔内，对壳体800内的组件进行保护和防止电磁干扰。

进一步的，本实例在壳体800的金属安置腔内对应设置有多个固定电路板螺丝孔，以实现对电路板110的固定安装。

作为举例，本实例在壳体800的金属安置腔内设置6个固定电路板螺丝孔：第一固定电路板螺丝孔802、第二固定电路板螺丝孔803、第三固定电路板螺丝孔804、第四固定电路板螺丝孔805、第五固定电路板螺丝孔806、第六固定电路板螺丝孔807。同时，这6个固定电路板螺丝孔，分成两组对称分布在壳体800的金属安置腔的两侧。

本壳体800的一端还设置有三个输入端口，分别与单片机120相连，用于对输入功率、输出功率、整机功率检测。

具体的，这里的三个输入端口分别为第一射频接口100、第二射频接口101、第三射频接口103，三个输入端口分别连接三个高频射频接头，把射频功率信号引入相应保护电路中。

作为举例，这里的第一射频接口100、第二射频接口101、第三射频接口103三个输入端口具体设置时分别由SMA-K接口构成，如图2所示。

与配合的，本实例在壳体800另一端设有一个控制端口700，这个控制端口700用于连接相应的末级功放组件900(如图3所示)，以用于配合保护电路完成电压检测入、电流检测电路入、差分信号检测入、过温检测入、电源入、通信接口及脉冲、状态灯输出等。

作为举例，这里的控制端口700具体设置时由J30J-51ZKW-J接口构成，具有多个管脚，可有效实现多种的输入与输出。

本实例方案中的电路板110承载上述的保护电路，并与壳体800的第一射频接口100、第二射频接口101、第三射频接口103以及控制端口700配合连接，形成保护装置。

这里的电路板110在具体设置时，其整体安置在壳体800的金属安置腔内，同时该电路板110分别通过相应的固定钉螺丝与壳体800的金属安置腔内第一固定电路板螺丝孔802、第二固定电路板螺丝孔803、第三固定电路板螺丝孔804、第四固定电路板螺丝孔805、第五固定电路板螺丝孔806、第六固定电路板螺丝孔807配合，有效稳定的固定在上述壳体800的安装腔内。

同时根据需要，本实例进一步将电路板110的板边全面裸露铜，和壳体800紧密接触，确保接地良好防止电磁干扰。

本实例中的电路板110在具体构成时，其上承载有单片机120、第一电压检测电路200、第二电压检测电路201、功率检测电路202、模拟电源基准电路300、数字电源LDO 301、第一温度检测电路400、第二温度检测电路401、电流检测电路500、以及脉冲输出电路600。

参见图1，单片机120作为末级功放组件的核心，对检波器检出的直流信号，电压与功率的关系，功放电压、电流、检测脉冲信号进行处理，控制开启与关断脉冲信号，以控制待保护的末级功放组件900的启动工作。

作为举例，该单片机120可优选采用STM32F303VCT6，并不限于此。

进一步的，本实例在电路板110上设置有检波器，该检波器与单片机120连接，同时连接壳体800上的第一射频接口100、第二射频接口101、第三射频接口103。

该检波器可将检测信号形成对应的直流信号并传至单元机。对于该检波器的具体构成，此处不加以赘述，可根据实际需求而定。

本实例中单片机120控制连接脉冲输出电路600，同时该脉冲输出电路600与壳体800上的控制端口700连接。

作为举例，本实例中的脉冲输出电路600优选型号为AM26C31PW的脉冲产生输出芯片来构成。

作为改进方案，本实例还在电路板110上设置电平驱动器，该电平驱动器与单片机120连接，同时电平驱动器相应管脚就近设置相应的阻容滤波、电源滤波、上拉、下拉电阻等器件，使输出的脉冲信号驱动能力强，抗干扰，可以远距离传输。

这里对于电平驱动器的具体设置方案，不加以限定，可根据实际需求来设定。如可采用现有稳定可靠设置方案。

进一步的，电路板110上的第一电压检测电路200、第二电压检测电路201、功率检测电路202、电流检测电路500分别连接单片机120，并分别与控制端口700连接。

这里的第一电压检测电路200与第二电压检测电路201获取相应的电压信号，并处理后传至单片机120进行保护检测。

对于第一电压检测电路200与第二电压检测电路201的具体设置方案，不加以限定，可根据实际需求来设定。如可采用现有稳定可靠设置方案。

这里的功率检测电路202获取相应的功率信号，并处理后传至单片机120进行保护检测。

对于功率检测电路202的具体设置方案，不加以限定，可根据实际需求来设定。如可采用现有稳定可靠设置方案。

这里的电流检测电路500获取相应的功率信号，并处理后传至单片机120进行保护检测。

对于电流检测电路500的具体设置方案，不加以限定，可根据实际需求来设定。如可采用现有稳定可靠设置方案。

电路板110上的第一温度检测电路400、第二温度检测电路401分别连接单片机120，以用于检测末级功放组件900或整个其应用系统的温度，并传至单片机120。

这里对于第一温度检测电路400、第二温度检测电路401的具体设置方案，不加以限定，可根据实际需求来设定。如可采用现有稳定可靠设置方案。

本实例中电路板110上的模拟电源基准电路300与第一电压检测电路200、第二电压检测电路201、功率检测电路202及电流检测电路500相连，为模拟检测提供基准。

这里对于模拟电源基准电路300的具体设置方案，不加以限定，可根据实际需求来设定。如可采用现有稳定可靠设置方案。

本实例中电路板110上的数字电源LDO 301与单片机120连接，为其提供稳定的电源。

进一步的，本实例中电路板110上电源输入端，其与控制端口700相连，可用于为末级功放组件900提供电源。

在上述方案的基础上，本实例中还可进一步设置相应的状态输出灯，该状态输出灯通过控制端口700连接至单片机120，用于显示末级功放组件900的工作状态。

作为举例，通过设置的状态输出灯，能够实现根据输入功率、输出功率、驻波、电压、过温、过脉宽故障、过工作比状态通过不同颜色状态灯显示出来，由状态灯提示直观警醒。

作为举例，以下说明一下基于上述方案构成的末级功放组件保护装置的运行过程。

这里需要说明的是，这里给出的应用实例只是本方案的一种应用示例，并不对该末级功放组件保护装置的具体结构和功能构成限定。

结合图3所示，本末级功放组件保护装置通过相应的控制端口与待保护的末级功放组件900连接。

工作时，通过装置中的第一射频接口100、第二射频接口101、第三射频接口103将射频功率信号引入电路中，经处理并传至单片机120。

与此同时，电路板上的第一温度检测电路400、第二温度检测电路401将检测到温度信号处理后，传至单片机120。

电路板上的第一电压检测电路200、第二电压检测电路201、功率检测电路202以及电流检测电路500同时也将经处理的检测信号送于单片机120检测。

单片机120根据接收到的检测功率、电压、电流、温度等信息，判断故障点，以控制脉冲输出电路600的输出，产生需要的脉冲信号，继而控制末级功放组件900的工作状态。

作为举例，基于上述的末级功放组件保护装置构成方案，在实际应用时，可形成体积长为162.4mm，宽为60mm，高为22mm的组件，并集成3路功率检测、3路电压检测、12路电流、2路温度、1路差分信号的检测、6路状态灯及9路脉冲信号输出的功放保护装置。

本实例提供的末级功放组件保护装置方案在实际应用时，结构简单，屏蔽性能好，体积紧凑，实现故障保护功能，同时可将如输入功率、输出功率、驻波、电压、过温、过脉宽故障、过工作比状态等通过不同颜色状态灯显示出来，状态灯提示直观警醒，嵌入系统便捷。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.末级功放组件保护装置，包括：一壳体组件和一电路板，其特征在于，所述壳体组件上设置有至少一个射频输入端口以及一个控制端口；所述电路板上设置有单片机、电压检测电路、功率检测电路、模拟电源基准电路、数字电源LDO、温度检测电路、电流检测电路、以及脉冲输出电路，所述单片机连接射频输入端口以及脉冲输出电路，所述脉冲输出电路连接控制端口，所述电压检测电路、功率检测电路以及电流检测电路分别连接单片机与控制端口，所述温度检测电路连接单片机，所述模拟电源基准电路连接电流检测电路与电压检测电路；所述数字电源LDO连接单片机。

2.根据权利要求1所述的末级功放组件保护装置，其特征在于，所述壳体组件包括壳体以及与壳体配合的上盖板，所述上盖板与壳体配合，在壳体内形成密封的安置腔。

3.根据权利要求1所述的末级功放组件保护装置，其特征在于，所述电路板上还设置有检波器，所述检波器与射频输入端口连接。

4.根据权利要求1所述的末级功放组件保护装置，其特征在于，所述电路板上还设置电平驱动器，所述电平驱动器与单片机连接。

5.根据权利要求1所述的末级功放组件保护装置，其特征在于，所述电路板的板边全面裸露铜并和所述壳体组件紧密接触。

6.根据权利要求1所述的末级功放组件保护装置，其特征在于，所述单片机采用STM32F303VCT6单片机。

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