一种lnb电源及信源控制专用芯片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种LNB电源及信源控制专用芯片,所述的LNB电源控制专用芯片设有1.1MHzDC-DC升压模块、基准电压模块、电压调整模块、14V/19V电压切换控制模块、22K波形发生控制模块输出、LNB输出及保护单元模块、电流检测限制模块;1.1MHzDC-DC升压模块与基准电压模块连接；电压调整模块与14V/19V电压切换控制模块之间连接；LNB输出与保护单元模块的输入端与1.1MHzDC-DC升压模块输出、22K波形发生控制模块输出、电流检测限制模块输出端连接。
【专利说明】—种LNB电源及信源控制专用芯片
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LNB电源及信源控制专用芯片。
【背景技术】
[0002]低噪声下变频器(LNB)为卫星电视接收系统的前端部件，其供电电源的信号噪声直接影响着系统的接收灵敏度；随着全球卫星电视直播节目源的逐年增多，卫星电视信源的可靠切换需求日益强烈；同时，由于系统的室外单元部份，在系统安装调试过程和信源天线感性负载电机工作过程中，极易出现短路及负载过流状态，因此，短路及过流保护至关重要。传统的卫星电视机顶盒的LNB电源及信源控制电路的形态有多种，包括简单的分立元件控制电路、LM317线性电源控制电路、DC-DC升压控制电路及一些新兴的专业控制电路。这些电路均不同程度存在着电路复杂、功耗大、控制信号波形失真、无短路保护功能或短路保护功能不完善、成本高等缺点。因此，需要对此改进。
【发明内容】
[0003]本发明的任务是提供一种LNB电源及信源控制专用芯片，本发明的任务通过如下技术方案来实现:
本发明的LNB电源控制专用芯片设有1.1MHz DC-DC升压模块、基准电压模块、电压调整模块、14V/19V电压切换控制模块、22K波形发生控制模块输出、LNB输出及保护单元模±夹、电流检测限制模块；1.1MHz DC-DC升压模块与基准电压模块连接；电压调整模块与14V/19V电压切换控制模块之间连接；LNB输出与保护单元模块的输入端与1.1MHz DC-DC升压模块输出、22K波形发生控制模块输出、电流检测限制模块输出端连接。
[0004]本发明包括集成封装于S0P8EP (带接地散热焊盘的小型8引脚封装片)及外围引脚功能定义排序。
[0005]本发明主要针对LNB信源及电源控制应用实际需求，结合长期应用经验，引入高精度波形整形技术及过流保护算法，克服现有LNB信源及电源控制电路方案控制信号失真及电源噪声大的缺点，同时优化外围电路，实现在S0P8EP的封装片内的完整功能输出。本发明主要是根据我们的应用特点，有针对性地设计产品，并加入一些特定的功能，使之成为具有我们企业特色，成本有一定优势的产品。本发明产品设计具有如下的优点:
1.主动式22K波形信号发生器有效控制输出波形的频率、上升沿及下降沿时间、波形幅度、占空比等参数精度，避免上位机22K输入信号对上述参数的影响；引入时序控制子模块，实现输出波形时序同步于上位机输入信号，满足DiSeqc (Digital SatelliteEquipment Control—数字卫星设备控制协议)信号时序需求。
[0006]2.完善的保护机制:
本发明摒弃传统的输出电压检测型过流及短路保护电路，引入镜像电流实时检测技术，解决长电缆传输中长线电阻对短路保护电路的影响；同时隔离检测电路对输出参数的影响； 引入独有的，适合LNB专用控制应用的短路保护算法，实现高效可靠的LNB短路保护，使电路应用更具专用性。
[0007]结合BST电路与LNB输出隔离保护、电感磁饱和检测保护电路、结温检测保护电路等多项异常状态保护措施，实现保护功能的完善性。
[0008]3.低噪声控制:多组合的输出电压低噪声控制技术,使系统的总输出纹波噪声低于 + -40mV,最小化电源系统噪声对LNB下变频器接收灵敏度有影响。
[0009]4.最简化控制接口:
本发明芯片各输入接口内置电平匹配电路，可兼容1.05V?5V各种输入电平，同时无需外接接口元件，最少化外围元件。
[0010]最简化的S0P8EP封装，进一步优化成本，引脚排序综合考虑实际应用的数模电路隔离，并采用单点式大面积接地，提高后续整机产品PCB设计的易用性及方案的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明一种实施例的方案框图；
图2是本发明的一种主动式22K波形发生控制模块框图；
图3是本发明的一种LNB输出及保护单元模块框图；
图4是本发明一种封装及引脚排序图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图的具体实施例对本发明进一步说明。(但不是对本发明的限制)。
[0013]如图1所示，是本发明的一种实施例的方框示意图。从图中可见，所述的芯片包括
1.1MHz DC-DC升压模块、基准电压模块、电压调整模块、14V/19V电压切换控制模块、22K波形发生控制模块、LNB输出及保护单元模块、电流检测限制模块。所述的模块间连接关系:
1.1MHz DC-DC升压模块与基准电压模块连接；电压调整模块与14V/19V电压切换控制模块之间连接。LNB输出与保护单元模块的输入端与1.1MHz DC-DC升压模块输出端、22K波形发生控制模块输出端、电流检测限制模块输出端连接。
[0014]本发明通过1.1MHzDC-DC升压电路完成12V输入电压的升压功能，并通过基准电压源实现高精度低噪声的电压输出，同时配合电压调整及Η/V切换电路，完成所需的14V和19V控制电压输出。DisEqc控制信号通过22K_IN(控制信号引脚)输入，同步于内部22K波形发生器完成波形幅度、上升沿及下降沿、占空比等高精度整形控制。电流限制单元实现对输出支路电流的监控检测，并进行电流限制保护控制，防止因电路的过流而对系统造成损坏。LNB的输出及保护单元模块集成有大功率开关电源M0SEFT，同时集成温度检测、过载定时检测电路，实现更完整功能的电路检测保护。方案系统还同时集成欠压检测、防止电感磁饱和、升压电路输出和LNB输出限流隔离等多项实际应用中的异常状态检测保护功能，并以S0P8EP封装及最少外围元件实现完整的LNB控制功能。
[0015]如图2是本发明的一种主动式22K波形发生控制模块框图，所述的22K波形发生控制模块设有22K频率发生器、外部输入波形判断、放大整形控制以及幅度检测、边沿平滑控制等电路。所述模块内部电路间的连接关系:22K频率发生器与外部输入波形判断电路的同步控制连接；22Κ频率发生器与放大整形控制电路连接；放大整形电路与幅度检测电路的双向控制连接；放大整形电路与边沿平滑控制电路的双向控制连接；放大整形控制电路与LNB输出及保护单元模块的连接。
[0016]本发明的22K控制波形由内置高精度频率发生器完成，该控制信号时序通过外部输入波形判断电路与22K_IN外部输入信号同步。频率发生器产生的波形信号送入放大整形控制电路并协同幅度检测电路、边沿平滑控制电路完成波形的幅度及上升沿下降沿控制，并输出到LNB输出及保护单元模块进行混合，完成高保真控制信号输出。
[0017]如图3是本发明一种LNB输出及保护单元模块框图；LNB输出及保护单元模块设有LNB输出单元、结温检测保护、输入/输出隔离、电感磁饱和检测以及镜像电流检测、过流保护算法、输出电压检测等电路。所述模块内部电路间的连接关系:LNB输出单元电路与输入/输出隔尚电路连接，输入输出隔尚电路与外接升压电感连接；LNB输出单兀电路与电感磁饱和检测电路连接，电感磁饱和电路与外接升压电感连接；LNB输出单元电路与结温检测保护电路连接；LNB输出单元电路与镜像电流检测电路连接；镜像电流检测电路与过流保护算法电路连接；镜像电流检测电路与输出电压检测电路连接及输出电压检测电路与LNB输出单元电路连接。
[0018]用于本发明的短路保护方法(算法):
a.当检测电路的瞬态电流峰值大于550mA(+ -50 mA)阀值且大于25mS时，则判断为过流保护，电路进入保护状态，否则，则判断为正常负载瞬态过流或干扰，电路正常输出；
b.当检测到输出电压低于IV，且输出电流大于550mA(+ -50 mA)阀值，则判断为长线端负载短路，电路进入保护状态；
c.当电路进入保护后，定时尝试激活电路，60mS/1400mS的开/关间歇状态进行检测，直到电路恢复正常。实现异常状态撤离后，电路的自恢复功能。
[0019]
本发明的LNB输出单元内置大功率输出MOSFET管，并引入了镜像电流检测技术，实时检测输出回路的电流状态，结合过流保护算法及输出电压检测功能模块，实现电路可靠的过流及短路保护功能。
[0020]I镜像电流检:镜像电流检测技术是我司自主研发的一项非接触式的电流检测技术，该技术的特别是为回路电流提供非接触式的电流检测，并与输出大电流负载隔离，最小化输出电路负载变化对检测精度的影响，同时为低功耗输出及项目方案的能量转换效率提供保证。并进一步优化输出大功率检测器件的数量，优化项目方案成本。
[0021]I输出电压检测:当输出电压低于一定的门限值，系统判断其为异常状态，并结合自主的过流保护算法，调整电路保护状态。该功能模块同时兼具欠压保护功能，进行一步完善保护功能。
[0022]I过流保护算法:本项目根据我司长期的终端产品方案研发应用经验，结合实际应用需求，设计出一套行之有效的过流保护算法，具体实现方案如下:
①.通过检测输出电流的瞬态时间，判断并排除异常干扰而引起系统瞬时过流对电路的影响，提闻电路的稳定性。
[0023]②.当电路进入保护后，定时尝试激活电路，60mS/1400mS的开/关间歇状态进行检测，直到电路恢复正常。实现异常状态撤离后，电路的自恢复功能。
[0024]如图4为本发明一种S0P8EP引脚功能定义及引脚排序
【权利要求】
1.一种LNB电源控制专用芯片，其特征在于，所述的LNB电源控制专用芯片设有1.1MHzDC-DC升压模块、基准电压模块、电压调整模块、14V/19V电压切换控制模块、22K波形发生控制模块输出、LNB输出及保护单元模块、电流检测限制模块；1.1MHz DC-DC升压模块与基准电压模块连接；电压调整模块与14V/19V电压切换控制模块之间连接；LNB输出与保护单元模块的输入端与1.1MHz DC-DC升压模块输出、22K波形发生控制模块输出、电流检测限制模块输出端连接；所述的22K波形发生控制模块设有22K频率发生器、外部输入波形判断、放大整形控制以及幅度检测、边沿平滑控制电路；22K频率发生器与外部输入波形判断电路的同步控制连接；22K频率发生器与放大整形控制电路连接；放大整形电路与幅度检测电路的双向控制连接；放大整形电路与边沿平滑控制电路的双向控制连接；放大整形控制电路与LNB输出及保护单元模块连接；所述的LNB输出及保护单元模块设有LNB输出单元、结温检测保护、输入/输出隔离、电感磁饱和检测以及镜像电流检测、过流保护算法、输出电压检测电路；LNB输出单兀电路与输入/输出隔尚电路连接,输入输出隔尚电路与外接升压电感连接；LNB输出单元电路与电感磁饱和检测电路连接，电感磁饱和电路与外接升压电感连接；LNB输出单元电路与结温检测保护电路连接；LNB输出单元电路与镜像电流检测电路连接；镜像电流检测电路与过流保护算法电路连接；镜像电流检测电路与输出电压检测电路连接及输出电压检测电路与LNB输出单元电路连接。
2.用于权利要求1所述的LNB电源控制专用芯片的短路保护方法，其特征在于: a.当检测电路的瞬态电流峰值大于550mA(+ -50 mA)阀值且大于25mS时，则判断为过流保护，电路进入保护状态，否则，则判断为正常负载瞬态过流或干扰，电路正常输出； b.当检测到输出电压低于IV，且输出电流大于550mA(+ -50 mA)阀值，则判断为长线端负载短路，电路进入保护状态； c.当电路进入保护后，定时尝试激活电路，60mS/1400mS的开/关间歇状态进行检测，直到电路恢复正常，实现异常状态撤离后，电路的自恢复功能。
3.根据权利要求1所述的LNB电源控制专用芯片，其特征在于，所述的电路高度集成于SOP8EP的8脚封装片内，并根据实际应用需求，定义引脚排序，将电路的数模接地隔离在封装片内完成，优化成本并简化电路PCB设计要求；所述的引脚与外接元件连接关系: ΟΝ/OFF引脚控制为电路的输出开关，直接连接控制接口 ； 22K_IN引脚为参考同步波形输入，直接连接控制接口 ； Η/V引脚为14、19V输出切换控制输入，直接连接控制接口 ； REG_C为内部基准电压源退耦引脚，外接一 0.1UF退耦电容至地； DCS引脚与1.1MHz DC-DC升压模块连接，外接升压电感LI引脚，并同时连接到肖特基整流二极管Dl正端； BST与LNB输出及保护单元模块的LNB输出MOS管相连，外接C3退耦电容，并同时与肖特基二极管Dl的负端相连； V_0UT为电路电压及控制波形混合输出端，外接C5进行退耦及杂讯滤除； GND为系统电源地，直接与PCB系统地相连。
4.根据权利要求1所述的LNB电源控制专用芯片，其特征在于，所述的芯片采用数模混合LDMOS工艺技术设计，其中14V/19V电压切换控制模块、外部输入波形判断同步等接口输入电路采用数字逻辑实现，其它电路模块采用模拟电路工艺实现。
【文档编号】H02M3/155GK103475220SQ201310434653
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】刘伟城 申请人:福州福大海矽微电子有限公司