一种自锁式短路保护电路及天线保护系统的制作方法

文档序号:19707542发布日期:2020-01-15 01:03
一种自锁式短路保护电路及天线保护系统的制作方法

本实用新型涉及天线短路保护技术领域,具体涉及一种自锁式短路保护电路及天线保护系统。



背景技术:

抗干扰天线在使用时必须通过接收机板卡进行馈电。然而使用的过程中如果操作不当使抗干扰天线短路,会对电源以及接收机板卡造成损坏。因此,需要在电源(可以是外接电源,也可以是接收机板卡内置电源)与馈电端口之间接入短路保护电路。当抗干扰天线发生短路时,能够及时的断开天线的供电,从而达到保护电源的作用。

目前行业中最常用的是一种简易限流保护电路。参见图1,通过三极管q3限制输出电流来实现保护电源的目的。该电路限流部分仅由一个pnp三极管q3和一个电阻r5组成。三极管q3的基极通过电阻r5接地,这样三极管q3的集电极和发射极处于导通的状态。当抗干扰天线发生短路时,由于三极管q3能够通过电流的大小有限,因此三极管会将电流限制在设定范围内。从而达到保护电源的目的。但是如果负载长时间短路,会烧坏三极管q3。这样虽然能够保护电源,但是也增加了更多的维修成本,而且抗干扰天线如果长时间短路,即使电流被限制,也会损坏,这也在一定程度上增加了维修成本。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足,提供了一种自锁式短路保护电路及天线保护系统。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:

一种自锁式短路保护电路,包括:三极管、场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容;第一电阻的一端、三极管的发射极、第一电容的一端、第二电容的一端、场效应管的源极均和电源连接,第一电阻的另一端和三极管的集电极、第二电容的另一端、第二电阻的一端均连接,三极管的基极和第一电容的另一端、第三电阻的一端均连接,第二电容的另一端还和场效应管的栅极连接,第三电阻的另一端和场效应管的漏极、第四电阻的一端均连接,第四电阻的另一端连接至地,第二电阻的另一端连接至地。

优选地,所述三极管为pnp三极管,场效应管为p-mos场效应管。

一种根据自锁式短路保护电路的天线保护系统,包括:自锁式短路保护电路、馈电电路、天线和天线信号处理电路;自锁式短路保护电路的一端和电源连接,自锁式短路保护电路的另一端和馈电电路的一端连接,馈电电路的另一端和天线、天线信号处理电路均连接。

优选地,馈电电路包括:第三电容、第四电容和电感;第三电容的一端、第四电容的一端、电感的一端均和第四电阻的一端连接,第三电容的另一端、第四电容的另一端均连接至地,电感的另一端和天线连接。

优选地,还包括:第五电容,馈电电路的另一端通过第五电容和天线信号处理电路均连接。

优选地,电源为28±4v,三极管的型号为s8550,场效应管的型号为irlml9301,第一电阻的阻值为10kω,第二电阻的阻值为10kω,第三电阻的阻值为200kω,第四电阻的阻值为1kω,第一电容的电容值为100nf,第二电容的电容值为3.3uf,第三电容的电容值为10uf、第四电容的电容值为100nf,第五电容的电容值为100pf和电感的电感值为27nh。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点:

本实用新型的自锁式短路保护电路采用三极管与场效应管相结合的方式来实现抗干扰天线馈电的短路保护功能。与限流保护电路不同的是,当抗干扰天线短路后,该自锁式短路保护电路会立即切断负载,并进入锁定模式。此时形成开路,电路中的电流为零,从而达到保护电源的目的。在这个过程中,抗干扰天线不论出于什么样的状态,都不会影响到前级的电路系统。此时只需要拆下抗干扰天线,排除问题,再接入接收机板卡,重新上电,自锁模式会解除,电源继续为抗干扰天线供电,整个天线保护系统恢复正常。

附图说明

图1是现有技术方案的根据三极管限流保护的天线保护系统的电路图。

图2是本实用新型的根据自锁式短路保护电路的天线保护系统的原理框图。

图3是本实用新型的根据自锁式短路保护电路的天线保护系统的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型是通过在电源后端接入一个自锁式短路保护电路来实现对电源的保护。

参见图2-3、一种根据自锁式短路保护电路的天线保护系统,包括:自锁式短路保护电路、馈电电路、天线和天线信号处理电路;自锁式短路保护电路的一端和电源vcc连接,自锁式短路保护电路的另一端和馈电电路的一端连接,馈电电路的另一端和天线、天线信号处理电路均连接。所述天线为抗干扰天线。

在本实施例,自锁式短路保护电路,包括:三极管q1、场效应管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一电容c1和第二电容c2;第一电阻r1的一端、三极管q1的发射极、第一电容c1的一端、第二电容c2的一端、场效应管q2的源极均和电源vcc连接,第一电阻r1的另一端和三极管q1的集电极、第二电容c2的另一端、第二电阻r2的一端均连接,三极管q1的基极和第一电容c1的另一端、第三电阻r3的一端均连接,第二电容c2的另一端还和场效应管q2的栅极连接,第三电阻r3的另一端和场效应管q2的漏极、第四电阻r4的一端均连接,第四电阻r4的另一端连接至地,第二电阻r2的另一端连接至地。

在本实施例,所述三极管q1为pnp三极管,场效应管q2为p-mos场效应管。

在本实施例,馈电电路包括:第三电容c3、第四电容c4和电感l1;第三电容c3的一端、第四电容c4的一端、电感l1的一端均和第四电阻r4的一端连接,第三电容c3的另一端、第四电容c4的另一端均连接至地,电感l1的另一端和天线连接。

在本实施例,还包括:第五电容c5,馈电电路的另一端通过第五电容c5和天线信号处理电路均连接。

本方案的根据自锁式短路保护电路的天线保护系统的工作原理如下:

电源vcc短路时,场效应管q2的漏极输出被拉低,三极管q1导通,形成自锁,使场效应管q2截止。此时场效应管q2的漏极已经没有电压,负载(天线和天线信号处理电路)被断开。由于已经形成自锁,即使拿开负载也不会有输出。其中,电源vcc正常时,输出电压经第三电容c3、第四电容c4滤波,再经馈电电路到射频端口(射频端子),射频端子用于连接天线和天线信号处理电路。

当整个系统重新上电时,由于电容两端电压不能突变,第一电容c1和第二电容c2两端的电压会从0开始增加。第二电容c2的容值大于第一电容c1,因此三极管q1的基极电压会先上升到场效应管q2的漏极电压值,而场效应管q2的栅极电压在一开始为0,所以场效应管q2上电后是导通的状态,其漏极电压为28v,对应三极管q1的基极电压也是28v,三极管q1先截止,其集电极电压稳定到28v,因此场效应管q2持续导通。

场效应管q2采用p-mos场效应管,提供的电流大,可以有效防止短路被烧毁。三极管q1仅仅是用来控制场效应管q2的导通或关闭,因此使用pnp型三极管就足以实现功能。不使用p-mos场效应管的原因是负载短路时,场效应管的漏极为低,如果三极管q1使用p-mos场效应管,那么它的vgs=vcc。一般抗干扰天线的馈电电压为28v±4v,普通的sot23封装的场效应管无法承受如此大的vgs电压。因此通过第三电阻r3将电压转化为电流,再用电流驱动三极管q1的方式来实现控制场效应管q2的功能。所以三极管q1使用的是pnp型三极管。

第一电阻r1、第二电阻r2分压为场效应管q2栅极提供偏执电压,目的是防止场效应管q2的vgs过大烧坏场效应管q2。第一电阻r1、第二电阻r2选值根据场效应管q2的详细参数来确定。

在参数的选择上:第一电阻r1、第二电阻r2的值在kω级别,偏值电压的值不能超过场效应管q2的vgs(栅源电压)。第一电容c1为nf级,第二电容c2为uf级。三极管q1没有特殊要求,只要是pnp三极管q1即可。场效应管q2为p-mos场效应管q2,其vds(源漏电压)应大于vcc。第三电阻r3为0.1mω级。第四电阻r4可以取1kω。

具体地,电源vcc为28±4v,三极管q1的型号为s8550,场效应管q2的型号为irlml9301,第一电阻r1的阻值为10kω,第二电阻r2的阻值为10kω,第三电阻r3的阻值为200kω,第四电阻r4的阻值为1kω,第一电容c1的电容值为100nf,第二电容c2的电容值为3.3uf,第三电容c3的电容值为10uf、第四电容c4的电容值为100nf,第五电容c5的电容值为100pf和电感l1的电感l1值为27nh。

综上,本实用新型采用三极管q1与场效应管q2相结合的方式来实现抗干扰天线馈电的短路保护功能,而非单纯的三极管限流保护的方案。能够同时保护电源vcc与抗干扰天线,而采用限流保护方案时会存在烧毁抗干扰天线的风险。此外,本实用新型在保护电源vcc与抗干扰天线的过程中,根据自锁式短路保护电路性质,自锁式短路保护电路烧毁的可能性很低,而采用限流保护方案时,大概率会烧毁保护电路。

此外为场效应管q2的栅极设置偏置电压,保证场效应管q2不会因vgs过大而烧毁。偏置电压的选取可以参考场效应管q2的具体参数,因此场效应管q2型号的可选择范围很广。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例,并不能对本实用新型进行限定,其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

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