[发明专利]一种功放过驻波保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及功放系统，尤其涉及在功放输出驻波比过大的情况下，对功放系统进行保护的技术领域。

背景技术

通信系统中，驻波比描述的是通信设备输出端口阻抗与天线阻抗的匹配情况，阻抗匹配时，驻波比为1；失配，则驻波比变大。

功放系统中，天线馈线端口阻抗失配时，将引起功放系统输出端驻波比加大。若功放系统输出端驻波比过大，可能会损坏功放系统，所以需要对功放系统进行过驻波保护。目前的功放系统中，过驻波保护电路有两种常用的方式：模拟检测控制电路和单片机检测控制电路。

传统的模拟检测控制电路所需元器件数目较多，一般需要一个双向耦合器、两个功率检波器、多路比较器和多个开关管。这种纯模拟的检测控制电路因所需元器件较多、电路复杂，已经用的越来越少。

单片机检测控制电路相较省去多路比较器和相应的开关管，电路简化了很多。因单片机编程的灵活性，其检测控制电路可处理更为复杂的情况，如可根据需要调整功放系统的输出功率，并在不同的输出功率时，对功放系统的耗流、输出功率、输出驻波比等参数进行实时检测和保护。

但在很多简单的功放系统中，只需对功放系统输出端驻波比过大时进行保护，不需要对功放系统中各种参数进行量化的检测，则传统的模拟检测控制电路和单片机检测控制电路都显得所需器件繁多、成本无法控制。

发明内容

针对现有的功放过驻波保护电路所需器件繁多、成本过高的问题，本发明提出一种简便的功放过驻波保护电路，可极大程度的减少所需元器件、降低系统成本。

本发明的功放过驻波保护电路包括功率检测电路和过压保护电路。

功率检测电路用来检测功放系统天线馈线端口阻抗失配而反射回来的功率的大小。该电路由三端口环形器和功率检波器组成。三端口环形器是单向传输器件，其三个端口分别连接功率放大器、天线馈线端口和功率检波器。当天线馈线端口阻抗失配时，反射的信号通过环形器传输至功率检波器的输入端。功率检波器将检测到的信号强度转换成对应的直流电平，并送至过压保护电路。

过压保护电路是一个比较器电路。功放系统正常工作时，功率检波器检测到的功率在一个稳定的范围内，相应功率检波器的输出电平也在一个对应的范围。当功放系统输出端口驻波比增大时，反射至功率检波器输入口的功率增大，相应功率检波器输出电压增大，当功率检波器输出电压大于过压保护电路的门限值K时，过压保护电路被触发，关闭功放使能。

功放关闭后，无信号输出，则功率检波器的输出电压也将小于过压保护电路原来的门限值。如果过压保护电路的门限值不改变，功放系统将进入一种关闭与开始的循环状态，对硬件设备会造成不利影响。

本发明在比较器电路中巧妙的引入开关管，形成一种带反馈的单次触发比较器电路，可将比较器第一次被触发的状态锁定，只有系统重新复位，这种比较器电路才能恢复初始状态。

功放工作使能有两组状态，使能管脚低电平使能和使能管脚高电平使能。

功放使能管脚低电平使能的过压保护电路中，比较器负相输入端V-由R12、R13分压而来， Vin为过压保护电路的输入端，也是功率检波器的输出端，通过R11连接比较器正相输入端V+。NMOS开关管的D极接在比较器负相输入端V-，其S极接地，其G极接在比较器的输出端，R14也接在NMOS开关管的G极将NMOS开关管下拉到地，设置其初始状态为关闭状态。该过压保护电路工作流程如下所示：

步骤一、设置V-为过压保护电路的门限电压值K；

步骤二、判断Vin是否大于K？Vin大于K，进入步骤四；Vin小于K，进入步骤三；

步骤三、比较器输出电压PA_EN为低电平，功放正常工作，进入步骤二；

步骤四、比较器输出电压PA_EN为高电平，功放系统停止工作；

步骤五、NMOS开关管开启，比较器的门限值被拉到地，则比较器进入锁定状态。

功放使能管脚高电平使能的过压保护电路中，比较器正相输入端V+由R22、R23分压而来， Vin为过压保护电路的输入端，也是功率检波器的输出端，通过R21连接比较器负相输入端V-。NMOS开关管的D极接在比较器正相输入端V+，其S极接地，其G极接在PMOS开关管D极， 电阻R24将NMOS开关管G极管脚下拉到地，设置其初始状态为关闭状态；比较器的输出端接在PMOS开关管G极，电阻R25将PMOS开关管G极管脚上拉到高电平，PMOS开关管S极接电源，设置其初始状态为关闭状态。该过压保护电路工作流程如下所示：

步骤一、设置V+为过压保护电路的门限电压值K；