CN221103317U - 一种功放过温保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功放过温保护电路，涉及微波功放系统领域，包括温度检测电路、逻辑电平转换电路和功放保护控制电路，温度检测电路电连接逻辑电平转换电路，逻辑电平转换电路电连接功放保护控制电路；其中，温度检测电路包括温度检测芯片U1，温度检测芯片U1的输出端连接逻辑电平转换电路的输入端。本实用新型实时监测功放管的温度，对功放管进行过温保护，减小了功放管损坏造成的损失，提高了对高功率放大器进行有效的保护。

Description

一种功放过温保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种功放过温保护电路，属于微波功放技术领域。

背景技术

随着通信行业的快速发展，功率放大器的发展也得到了一定的提升，射频功放作为通信系统的最末级，由于功率放大器是一种相对比较昂贵且比较脆弱的器件，功放管芯片的功耗、安全性和稳定性获得越来越多的重视，在电源短接、内部短路和重负载等情况下会引起功率的增加，大功率的输出会产生较大的功耗，引起功放管温度升高。MOS管、电阻和电容等集成电路器件都很容易受温度的影响，如果温度过高会对器件造成永久性失效和减少器件的使用寿命，因此电路的工作温度必须限制在一定的范围之内。由此可知，过温保护在功放电路中是不可缺少的，当温度过高时功放过温保护电路使功放系统停止工作，当工作温度恢复正常时功放过温保护电路使功放系统重新开始工作，并有一定的温度迟滞量，防止功放电路在临界温度工作时频繁的开启和关断系统，减少了器件的损耗。因此在设计功率放大器时应重点关注如何保护功率放大器。

功率放大器中的功放管是最核心的器件，与其他通信产品相比，功放管更加敏感脆弱，过温会引起功放管的烧坏，为了减小功放管损坏造成的损失，一种功放过温保护电路对高功率放大器进行有效的保护是十分重要的。

传统的功放过温保护电路需要先通过温度检测芯片U1检测出温度信号送到功放内部的单片机，通过单片机内预先设置的温度阈值和温度信号进行比较，等温度信号达到预先设置的温度阈值单片机发送指令关闭功放，其中所需器件繁多，电路复杂且温度保护不够灵敏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题针对现有的功放过温保护电路所需器件繁多、电路复杂、保护灵敏度不高和成本过高的问题，本实用新型提供一种功放过温保护电路，此方案电路简单，检测温度的灵敏度高，极大程度地减少所需器件，降低了系统成本。

第一方面，本实用新型提供一种功放过温保护电路，包括温度检测电路、逻辑电平转换电路和功放保护控制电路，温度检测电路电连接逻辑电平转换电路，逻辑电平转换电路电连接功放保护控制电路；其中，温度检测电路包括温度检测芯片U1，温度检测芯片U1的输出端连接逻辑电平转换电路的输入端。

优先地，温度检测电路包括电阻R3和电阻R4，温度检测芯片U1的第六输出脚通过电阻R3连接内部供电端，温度检测芯片U1的第六输出脚连接逻辑电平转换电路的输入端，温度检测电路的第五输出脚连接内部供电端，温度检测电路的第四输出脚串联电阻R4后连接内部供电端。

优先地，温度检测电路包括电阻R1和电阻R2，温度检测芯片U1的第一输入脚串联电阻R1后接地，温度检测芯片U1的第二输入脚串联电阻R2后接地，温度检测芯片U1的第三输入脚接地。

优先地，逻辑电平转换电路包括逻辑电平转换器、电阻R5和电阻R6，逻辑电平转换器的第一输入脚串联电阻R5和电阻R6后连接温度检测芯片U1的第六输出脚，逻辑电平转换器的第二输入脚串联电阻R6后连接温度检测芯片U1的第六输出脚，逻辑电平转换器的第三输入脚接地。

优先地，逻辑电平转换电路包括电阻R7和电阻R8，逻辑电平转换器的第四输出脚串联电阻R7后连接功放保护控制电路，逻辑电平转换器的第五输出脚串联电阻R8后连接使能控制EN，逻辑电平转换器的第五输出脚连接内部供电端。

优先地，功放保护控制电路包括晶体管U3，逻辑电平转换器的第四输出脚串联电阻R7后连接晶体管U3的B极，晶体管U3的C极连接使能控制EN，晶体管U3的E极接地。

优先地，温度检测芯片U1采用可编程温度开关TMP390。

优先地，逻辑电平转换器采用逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G。

优先地，晶体管U3采用三极管2N2222A。

本实用新型所达到的有益效果：

针对现有功放过温保护电路存在电路结构复杂、温度灵敏度不高和保护不及时的问题，本实用新型提供一种简便的功放过温保护电路，温度检测电路电连接逻辑电平转换电路，逻辑电平转换电路电连接功放保护控制电路，本实用新型实时监测功放管的温度，对功放管进行过温保护，减小了功放管损坏造成的损失，提高了对高功率放大器进行有效的保护，避免了功放电路在临界温度工作时频繁的开启和关断系统，减少了器件的损耗。

本实用新型中温度检测芯片U1采用可编程温度开关TMP390，逻辑电平转换器采用逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G，晶体管U3采用三极管2N2222A。本实用新型电路简单、温度灵敏度高，极大程度的减少所需器件降低了系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一些实施例中的原理框图；

图2是本申请一些实施例中的电路图。

具体实施方式

为便于对申请的技术方案进行，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

需要说明，若本实用新型实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系和运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本实用新型中涉及“第一”和“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1，本实用新型提供一种功放过温保护电路，包括温度检测电路、逻辑电平转换电路和功放保护控制电路，温度检测电路电连接逻辑电平转换电路，逻辑电平转换电路电连接功放保护控制电路；其中，温度检测电路包括温度检测芯片U1，温度检测芯片U1的输出端连接逻辑电平转换电路的输入端。

在本申请实施例中，温度检测电路包括电阻R3和电阻R4，温度检测芯片U1的第六输出脚通过电阻R3连接内部供电端，温度检测芯片U1的第六输出脚连接逻辑电平转换电路的输入端，温度检测电路的第五输出脚连接内部供电端，温度检测电路的第四输出脚串联电阻R4后连接内部供电端。

在本申请实施例中，温度检测电路包括电阻R1和电阻R2，温度检测芯片U1的第一输入脚串联电阻R1后接地，温度检测芯片U1的第二输入脚串联电阻R2后接地，温度检测芯片U1的第三输入脚接地。

在本申请实施例中，逻辑电平转换电路包括逻辑电平转换器、电阻R5和电阻R6，逻辑电平转换器的第一输入脚串联电阻R5和电阻R6后连接温度检测芯片U1的第六输出脚，逻辑电平转换器的第二输入脚串联电阻R6后连接温度检测芯片U1的第六输出脚，逻辑电平转换器的第三输入脚接地。

在本申请实施例中，逻辑电平转换电路包括电阻R7和电阻R8，逻辑电平转换器的第四输出脚串联电阻R7后连接功放保护控制电路，逻辑电平转换器的第五输出脚串联电阻R8后连接使能控制EN，逻辑电平转换器的第五输出脚连接内部供电端。

在本申请实施例中，功放保护控制电路包括晶体管U3，逻辑电平转换器的第四输出脚串联电阻R7后连接晶体管U3的B极，晶体管U3的C极连接使能控制EN，晶体管U3的E极接地。

在本申请实施例中，温度检测芯片U1采用可编程温度开关TMP390。所述的温度检测电路中温度检测芯片所用可编程温度开关的型号为TMP390，TMP390是超小型的双通道可编程温度开关的具有高精准的温度灵敏度。

在本申请实施例中，逻辑电平转换器采用逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G。M74VHC1GT04DTT1G是一款单逆向缓冲器，使用硅门极CMOS工艺制造，价格低。它实现了高速运行，同时可保持硅门极CMOS低功耗，并且外围匹配电路所用元器件少，装配方便简单。将可编程温度开关TMP390输出脚送出来的逻辑电平通过M74VHC1GT04DTT1G这一逻辑非门芯片翻转,M74VHC1GT04DTT1G具有低功耗、高速度运行工作且价格便宜的特点。

在本申请实施例中，晶体管U3采用三极管2N2222A。所述的功放保护控制电路为一个主要由2N2222A晶体管的NPN型三级管组成的电路，2N2222A晶体管是一种常见的NPNBJT，主要用于功率较小的开关放大应用。2N2222A晶体管主要设计用于低功率、中低电流和中压环境，并以相当高的速度工作。利用2N2222A晶体管的工作速度高这一特点，使得本实用新型在迅速关断功放这一方面具有很大优势，从而更好地保护功放。所述的功放保护控制电路通过逻辑电平转换电路的输出端送出的高/低电平来控制2N2222A这一NPN型三极管的导通或截至，再由2N2222A晶体管的第三引脚送出高/低电平，这个高/低电平控制功放的开启和关闭。具体地，2N2222A晶体管的高低电平对应功放的两种状态，若2N2222A晶体管的第三引脚输出高电平则功放开启工作，若2N2222A晶体管的第三引脚输出低电平则功放关闭。

在温度检测电路中，可编程温度开关TMP390的第一输入脚串联电阻R1后接地，可编程温度开关TMP390的第二输入脚串联电阻R2后接地，可编程温度开关TMP390的第三输入脚接地，可编程温度开关TMP390的第四输出脚串联电阻R4接到功放内部供电电压3.3V，可编程温度开关TMP390的第五输出脚通过电接功放内部供电端的电压3.3V，可编程温度开关TMP390的第六输出脚通过电阻R3接到功放内部供电电压3.3V处，同时可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出高/低电平OUTA,当三级管的温度处于正常热跳变点阈值(-20℃到85℃)时可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的的高低电平OUTA为高电平(高电平的电压为3.3V),当三极管的温度超过或低于正常热跳变点阈值时，可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA将变为低电平，直到三极管的温度恢复到正常热跳变点阈值时可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA又变为高电平。

在逻辑电平转换电路中可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出来的高低电平OUTA通过电阻R6与逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第二输入脚相连，逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第二输入脚通过电阻R5和第一NC脚相连，逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第五电源脚接功放内部的供电电压5V处，逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第四输出脚送出的高低电平与功放保护控制电路相连，当可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA为高电平时高电平经过逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G转换为低电平，当可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA为低电平时低电平经过逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G转换为高电平，当三极管的温度在正常热跳变点阈值时逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第四输出脚输出为低电平。

在功放保护控制电路中，三极管2N2222A的第一引脚(B极)通过电阻R7与逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第四输出脚相连，三极管2N2222A的第二引脚(E极)接地，三极管2N2222A的第三引脚(C极)通过电阻R8与功放内部供电电压5V相连，三极管2N2222A的第三引脚与功放的使能控制EN相连。当逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第四输出脚输出为低电平时三极管2N2222A不导通，此时送到使能控制EN处的电压为放内部供电电压5V(高电平)，当逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G的第四输出脚输出为高电平时三极管2N2222A的第三引脚与第二引脚导通到地此时送到EN处的电压为0V(低电平)。

功放保护控制电路，使能控制EN的高低电平对应功放的两种状态，若使能控制EN为高电平时则功放开启，若使能控制EN为低电平则功放关闭。

本装置的工作原理：①当可编程温度开关TMP390检测三极管的温度在正常热跳变点阈值(-20℃到85℃)内时，可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA为高电平，高低电平OUTA为功放内部供电电压3.3V(高电平)经过逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G转换为低电平，该低电平进入三极管2N2222A的第三引脚时三极管2N2222A不导通，使能控制EN处的电压为内部供电电压5V(高电平)此时功放开启处于正常工作状态。

②当可编程温度开关TMP390检测温度超过或低于正常热跳变点阈值时，可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA为低电平，高低电平OUTA为低电平经过逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G转换为高电平，该高电平进入三极管2N2222A的第三引脚时三极管2N2222A导通，2N2222AEN接地(低电平)此时功放立马关断，功放处于关闭保护状态。直到三极管的温度恢复到正常热跳变点阈值时可编程温度开关TMP390的第六输出脚送出的高低电平OUTA又变为高电平。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种功放过温保护电路，其特征在于，包括温度检测电路、逻辑电平转换电路和功放保护控制电路，温度检测电路电连接逻辑电平转换电路，逻辑电平转换电路电连接功放保护控制电路；其中，温度检测电路包括温度检测芯片U1，温度检测芯片U1的输出端连接逻辑电平转换电路的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

温度检测电路包括电阻R3和电阻R4，温度检测芯片U1的第六输出脚通过电阻R3连接内部供电端，温度检测芯片U1的第六输出脚连接逻辑电平转换电路的输入端，温度检测电路的第五输出脚连接内部供电端，温度检测电路的第四输出脚串联电阻R4后连接内部供电端。

3.根据权利要求2所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

温度检测电路包括电阻R1和电阻R2，温度检测芯片U1的第一输入脚串联电阻R1后接地，温度检测芯片U1的第二输入脚串联电阻R2后接地，温度检测芯片U1的第三输入脚接地。

4.根据权利要求3所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

逻辑电平转换电路包括逻辑电平转换器、电阻R5和电阻R6，逻辑电平转换器的第一输入脚串联电阻R5和电阻R6后连接温度检测芯片U1的第六输出脚，逻辑电平转换器的第二输入脚串联电阻R6后连接温度检测芯片U1的第六输出脚，逻辑电平转换器的第三输入脚接地。

5.根据权利要求4所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

逻辑电平转换电路包括电阻R7和电阻R8，逻辑电平转换器的第四输出脚串联电阻R7后连接功放保护控制电路，逻辑电平转换器的第五输出脚串联电阻R8后连接使能控制EN，逻辑电平转换器的第五输出脚连接内部供电端。

6.根据权利要求5所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

功放保护控制电路包括晶体管U3，逻辑电平转换器的第四输出脚串联电阻R7后连接晶体管U3的B极，晶体管U3的C极连接使能控制EN，晶体管U3的E极接地。

7.根据权利要求1所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

温度检测芯片U1采用可编程温度开关TMP390。

8.根据权利要求4所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

逻辑电平转换器采用逻辑非门芯片M74VHC1GT04DTT1G。

9.根据权利要求6所述的一种功放过温保护电路，其特征在于，

晶体管U3采用三极管2N2222A。