[发明专利]毫米波雷达接收前端电源保护电路

说明书

技术领域

本发明属于电路领域，具体涉及一种毫米波雷达接收前端电源保护电路，应用在毫米波雷达接收前端模块的开断电保护及系统电源输入出现错误时，模块的自我保护。可广泛用于其它各种平台、各个频带的微波、毫米波电路，具有良好的通用性。

背景技术

在现代的雷达微波系统中，使用电源的种类越来越多：既需要各种正电压来作为放大器的工作偏置和功率放大器的驱动，也需要各种负电压来调整栅压和逻辑控制。

随着毫米波在雷达及电子对抗领域的飞速发展，MCM工艺技术日益成熟，接收前端模块不断向小型化、集成化方向发展，技术参数的要求越来越高。虽然单正电压器件使用方便，但不能满足设计师灵活调整的需要。如设计师经常需要调整低噪声放大器的栅压和工作点，使器件的噪声系数和增益达到最佳；调整混频器的栅压使其镜像频率抑制效果最佳；调整驱动放大器的栅压和工作点使器件的输出功率和功耗达成最优等等。

针对多电源输入的系统，目前主要有两种常用的电源保护措施：连接器的防插错技术及开关电源电路的应用。连接器的防插错技术可以保障毫米波接收前端模块对外连接无误，可无法在外部输入电源错误时对毫米波接收前端模块进行有效地保护。此外，在模块的调试过程中，无法消除正负电压加电顺序失误对MMIC带来的损伤。

传统的开关电源方法可以有效地消除各种电源错误对毫米波接收前端模块带来的损坏或损伤，但其电路复杂，器件数目多，无法满足小型化、模块化的设计要求。

因此，需要设计一种简单的电源保护电路，既满足常规的电源保护功能，也满足系统小型化、低成本的要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种毫米波雷达接收前端电源保护电路，解决系统输入电源出现误接造成毫米波接收前端器件损坏，以及调试过程中在器件无栅压的情况下开启正电偏置导致器件损伤或击穿的问题。

技术方案

一种毫米波雷达接收前端电源保护电路，其特征在于包括运算放大器U1A、NPN三极管Q1、一个P沟道增强型MOSFET管Q2以及电阻R1～R11和电容C1、C2；运算放大器U1A的反相输入端通过R1与系统输入-5V连接，同相输入端串联电阻R3至地，反相输入端与输出端串联反馈电阻R2；运算放大器U1A的负电源端通过R8连接-5V，通过R9接地，运算放大器U1A的正电源端通过R10连接+，通过R11接地，运算放大器的U1A输出电压通过R4与R5接地分压后，经R6与NPN三极管Q1的基极连接；NPN三极管Q1的发射级接地，集电极通过上拉电阻R7连接+5V电压；P沟道增强型MOSFET管Q2的栅极与NPN三极管Q1的集电极连接，其源极连接+5V电压，漏极输出经过电容滤波后作为系统MMIC的+5V电压输入。

所述R4与R5的分压a点的电压V_a满足关系式：Vin为输入的电压。

所述R4与R5的分压a点的电压V_a为：当Vin等于0V～正电压时，V_a<0.7V；当Vin等于-4.3V～0V时，V_a<0.7V；当Vin等于-5V～-4.3V时，V_a>0.7V。

所述R1＝R2，所述R3＝R1/2，所述R4/R5≈5/1。

所述R4＝5.1KΩ，R5＝1KΩ。

有益效果

本发明提出的一种毫米波雷达接收前端电源保护电路，将采用-5V供电控制+5V供电输入，在模块无负电压输入或负电压接入错误时，关断正电压并保证其它不受电压影响器件的正常工作。同时，考虑到毫米波接收前端小型化设计要求，该电源保护电路还必须满足：电路足够简化，正电压承受较大的工作电路，并具有可扩展性，正电压的压降足够小，以保证模块的正常工作。

本发明有益效果：

首先，本发明的电路稳定可靠，在实际调试中，根据电路对负电压的敏感性，仅需调整分压电阻的阻值即可调节保护电路从保护到正常工作的电压节点。而本发明中一旦该电压节点设定完毕，随温度变化很小，所以无需反复进行高低温试验调节。

其次，本发明的电路简洁灵活，元器件数量小，成本低，便于对毫米波雷达接收前端的小型化设计，适宜批量化生产。在实际的应用中，若系统对体积要求苛刻，可将对应的NPN管和MOSFET采用管芯代替，最大限度降低该电路对体积的影响。