一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路的制作方法

本实用新型是一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，涉及满足AISG协议规范的天线线上设备（Antenna line device，ALD），如塔顶放大器(Tower Mounted Amplifier,TMA)和远程电调天线（Remote Electronic Tilting antenna, RET）等，特别涉及一种应用于ALD中的浪涌电流抑制电路。

背景技术：

AISG协议是由世界主流的移动通信系统厂商和微波天线相关厂家联合制定的天线智能化线上设备与基站之间的通信规范，天线智能化线上设备主要包括远程电调天线（RET）和塔顶放大器（TMA）两种。其中RET分为单频段远程电调天线（single-band remote electronic tilting antenna, SRETA)和多频段远程电调天线（multi-band remote electronic tilting antenna, MRETA)两种。

在TMA、SRETA和MRETA等ALD产品中，由于大量储能电容的存在，在ALD接入基站系统的瞬间，会产生很大的浪涌电流。例如在某一款6单元的MRETA产品中集成了6个电机驱动模块，每个模块中包含一个220μF的储能电容，总的储能电容达1320μF，当基站与MRETA相连时将产生很大的浪涌电流，导致大量接触电火花并很有可能造成基站AISG端口输出过载故障。

AISG协议规定供电电压为10-30V，在整个电压范围内ALD设备接入系统瞬间的浪涌电流需要小于400mA。与此同时基站系统厂家为了更好的规范ALD设备性能，提出了更加详细的要求和测试条件，例如某世界知名基站系统厂家要求与其对接的ALD设备满足如下浪涌抑制测试：在测试电压30V，电压上升时间小于50μs的条件下，以20mS的间隔时间对ALD反复上电、断电，要求瞬时功率小于6.75瓦，即电流上限为225mA。该测试比AISG协议规范更加具体，要求更加严格。

为了有效抑制浪涌电流，目前常用的方案包括集成浪涌抑制IC和分离器件方案两种。

集成IC方案价格较高，供货周期长，如果产品产量达不到一定规模，订货周期和成本都是制约中小企实施该方案的主要障碍。

分离器件方案主要包括有源浪涌抑制和无源浪涌抑制两种。

无源浪涌抑制方案在电源电压固定、且浪涌电流阈值和工作电流相差较大时是一种较好的选择。但ALD产品应用环境中这两个条件都不满足。首先ALD输入电压范围宽，有效范围为10-30V，其次，浪涌电流阈值为400mA，基站系统更加严格的标准为225mA，而ALD设备正常工作常大于该阈值，例如在RET产品中，调节下倾角过程中，需要驱动电机，工作电流远大于浪涌电流阈值；在多通道TMA中，由于需要多路低噪声放大器（Low noise amplifier，LNA）同时工作，工作电流也大于浪涌电流阈值。

有源浪涌抑制电路通常采用P沟道MOSFET作为开关元件，通过控制MOSFET门极电压来控制MOSFET开关的导通程度，以此来抑制浪涌电流。但是此类电路有一个共同的不足是：在系统电源反复上电、断电的情况下，决定MOSFET门极电压的储能电容中的电荷不能快速释放，导致在反复上电、断电情况下电路会失去对浪涌电流的抑制能力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，该电路用在电源与用电负责之间，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，包括电源输入端、单向导通电路、预充电电阻、电子开关、门极电压缓启动电路以及电源输出端，电源输入端与单向导通电路的输入端连接，单向导通电路的输出端与预充电电阻的输入端连接，预充电电阻的输出端与电源输出端连接，单向导通电路的输出端与电子开关的第一输入端连接，电子开关的输出端与电源输出端连接，电源输入端与快速放电电路的输入端连接，快速放电电路的输出端与门极电压缓启动电路的输入端连接，门极电压缓启动电路的输出端与电子开关的第二输入端连接。

进一步地，所述输出电路为一种ALD内部电路。

进一步地，单向导通电路用于实现电源关断瞬间对门极电压缓启动电路中储能元件的快速放电，保证了在反复上电、断电情况下的浪涌电流抑制能力，单向导通电路为一种二极管，或是由MOSFET构成的近似理想二极管电路。

进一步地，在电子开关未导通期间，经过预充电电阻对ALD设备中的储能电容预充电，预充电电阻的阻值计算由电源电压和规定的浪涌电流阈值决定。

进一步地，门极电压缓启动电路中通过增加一个电压负反馈电阻来调节缓启动速度，有别于通常的通过改变缓启动电路中电容值来改变缓启动速度的方案，保证了门极电压缓启动电路在应用于包含有不同容量储能电容的ALD产品过程中的灵活性。

进一步地，电源输入端Vin与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与MOS管Q1源极连接，所述MOS管Q1的源极和漏极之间并联了电阻R12，所述MOS管Q1的漏极与电源输出Vout连接，电源输入端Vin还与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的一端与三极管T2基极以及电阻R10的一端连接，R10的另一端接地，所述三极管T2的集电极接地，T2的发射极与电阻R11一端连接，所述三极管T1的基极与电阻R11一端、R8一端以及电容C1一端连接，所述R8另一端与前述二极管D1阴极连接，所述电容C1的一端接地，所述三极管T2的发射极与电阻R1的一端连接，所述三极管T2的集电极与电阻R2连接，所述电阻R2的另一端与稳压二极管D2的阳极、电阻R3以及MOS管Q1的门极连接，所述稳压二极管D2与电阻R3并联，稳压二极管D2的阴极与前述二极管D1的阴极连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，浪涌电流抑制效果好，且相对于集成IC方案具有成本低，替换型号多，采购方便的优点，本实用新型最大的优势在于当电源端口反复上电、断电情况下仍能够有效抑制浪涌电流，满足AISG协议以及相关基站系统厂家对ALD设备的相关要求。该方案允许设计人员根据ALD产品中储能电容的大小调节启动时间长度，灵活性较高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路应用在电路系统中的位置示意图；

图2为本实用新型一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路的原理框图；

图3为本实用新型一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，该电路应用在电路系统中电源与用电负载之间，起到浪涌电流抑制作用。

请参阅图2，一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，包括电源输入端、单向导通电路、预充电电阻、电子开关、门极电压缓启动电路以及电源输出端，电源输入端与单向导通电路的输入端连接，单向导通电路的输出端与预充电电阻的输入端连接，预充电电阻的输出端与电源输出端连接，单向导通电路的输出端与电子开关的第一输入端连接，电子开关的输出端与电源输出端连接，电源输入端与快速放电电路的输入端连接，快速放电电路的输出端与门极电压缓启动电路的输入端连接，门极电压缓启动电路的输出端与电子开关的第二输入端连接。

输出电路为一种ALD内部电路。

单向导通电路用于实现电源关断瞬间对门极电压缓启动电路中储能元件的快速放电，保证了在反复上电、断电情况下的浪涌电流抑制能力，单向导通电路为一种二极管，或是由MOSFET构成的近似理想二极管电路。

在电子开关未导通期间，经过预充电电阻对ALD设备中的储能电容预充电，预充电电阻的阻值计算由电源电压和规定的浪涌电流阈值决定。

门极电压缓启动电路中通过增加一个电压负反馈电阻来调节缓启动速度，有别于通常的通过改变缓启动电路中电容值来改变缓启动速度的方案，保证了门极电压缓启动电路在应用于包含有不同容量储能电容的ALD产品过程中的灵活性。

作为本实用新型的一个实施例：请参阅图3，电源输入端Vin与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与MOS管Q1源极连接，所述MOS管Q1的源极和漏极之间并联了电阻R12，所述MOS管Q1的漏极与电源输出Vout连接，电源输入端Vin还与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的一端与三极管T2基极以及电阻R10的一端连接，R10的另一端接地，所述三极管T2的集电极接地，T2的发射极与电阻R11一端连接，所述三极管T1的基极与电阻R11一端、R8一端以及电容C1一端连接，所述R8另一端与前述二极管D1阴极连接，所述电容C1的一端接地，所述三极管T2的发射极与电阻R1的一端连接，所述三极管T2的集电极与电阻R2连接，所述电阻R2的另一端与稳压二极管D2的阳极、电阻R3以及MOS管Q1的门极连接，所述稳压二极管D2与电阻R3并联，稳压二极管D2的阴极与前述二极管D1的阴极连接。

电路工作原理如下：电源输入端Vin上电瞬间，电容C1中没有储能，两端电压为0V，三极管T1截至，MOS管Q1关断，此时电路通过电阻R12对输出电流对负载电容充电，充电电流最大值约200mA，随后电路通过电阻R8对电容C1充电，V2电位升高，三极管T1导通并工作在放大状态，缓慢开启MOS管Q1,从而限制浪涌电流，随着电容C1继续充电，V2电位不断升高，最终三极管T1饱和导通，完成对上电瞬间浪涌电流的抑制，通过调节充电电阻R8和电压反馈电阻R1的阻值可以在不改变储能电容C1容值的情况下改变MOS管Q1的开启速度；上电结束，电路处于正常工作状态时，电源输入电压Vin通过R9和R10分压，使得V1电位高于V2电位,三极管T2截至。

当电源输入关闭后，Vin电位迅速跌落，而由于负载电容的存在，电源输出端Vout电位并不会立即消失，从而使得V1电位低于V2电位，三极管T2导通，电容C1通过电阻R11和三极管T2快速放电，放电时间常数约2.2mS，经过20mS放电后，电容C1电压释放完毕，此时电源输入端Vin再次上电，该电路的电流抑制作用仍然有效。

以上分析可知，该电路能有效限制上电瞬间的浪涌电流，同时在反复上电断电的情况下，电流限制作用仍然有效，该设计符合AISG协议规范，也满足爱立信基站关于以20ms的周期反复上电断电的要求。

本实用新型的一种应用于ALD设备的浪涌电流抑制电路，相对于集成IC方案具有成本低，替换型号多，采购方便的优点，本实用新型最大的优势在于当电源端口反复上电、断电情况下仍能够有效抑制浪涌电流，满足AISG协议以及相关基站系统厂家对ALD设备的相关要求。该方案允许设计人员根据ALD产品中储能电容的大小调节启动时间长度，灵活性较高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。