一种电压钳位电路及功放保护装置的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种电压钳位电路及功放保护装置。

背景技术：

功率放大器简称功放，在基站中将小信号进行放大，是通信设备必不可少的部分。功放在实际应用中，一旦出现损坏，整个基站系统将没有信号输出，基站系统将处于瘫痪状态，严重影响该基站覆盖区域中用户的正常通信。因此，功放作为基站系统的关键组成部分之一，对其保护显得尤为重要。

对于基站系统的功放保护，业界已经有了相当程度的研究，且取得一定的应用效果，如专利cn205509988u中提到的一种功放保护电路，该电路包括gp电路、过流检测电路和信号压缩电路，其通过过流检测电路在检测到过流信号时压缩信号输出，若过流持续，则使功放静音来实现对功放的保护工作。但现有的功放保护电路涉及的电路模块较多，增加了电路的设置空间，增加了电路设计的复杂度。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有功放保护电路存在占用设置空间、电路设计复杂的技术缺陷，提供一种电压钳位电路及功放保护装置。

为了实现上述目的，本申请提供了一种电压钳位电路，包括稳压控制模块u1、第一电阻器r1、第二电阻器r2和第一电容器c1；其中：

所述第一电阻器r1一端作为所述电压钳位电路的输入端，用于将外部电压输入所述电压钳位电路中，第一电阻器r1另一端与所述第一电容器c1一端、第二电阻器r2一端、稳压控制模块u1一号端口电性连接；

所述第一电容器c1另一端、第二电阻器r2另一端接地；

所述稳压控制模块u1二号端口接地，稳压控制模块u1三号端口作为所述电压钳位电路的输出端，用于将电压输出。

上述方案中，稳压控制模块u1内部存在基准参考电压vref，当电压钳位电路的输入电压vin小于基准参考电压vref时，电压钳位电路的输出电压，即输入功率放大器的偏置电压vgs直接等于输入电压vin；当电压钳位电路的输入电压vin大于基准参考电压vref时，电压钳位电路的输出电压，即输入功率放大器的偏置电压vgs为：

vgs＝vref(1+r1/r2)+iref*r1

其中，iref表示基准参考电压vref处电路的电流大小；因此，对偏置电压vgs实现了钳位，将提供给功放的偏置电压限制在一定范围之内，确保功放不会因为偏置电压过大而烧毁；在实际使用中，仅需根据实际使用功率放大器的偏置电压推荐的安全值对第一电阻器r1和第二电阻器r2进行选择，以及选择合适的稳压控制模块u1提供合适的基准参考电压，确保输入电压vin能够满足功率放大器偏置电压的要求，在确保功放不会因为偏置电压过大而烧毁的同时，保证功放不会因为偏置电压过低而导致其他指标不能满足要求。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种功放保护装置，包括电压钳位电路，输入接线端子和输出接线端子；其中：

所述电压钳位电路输入端通过所述输入接线端子输入外部电压；

所述电压钳位电路输出端通过所述输出接线端子将电压输入功率放大器中。

上述方案中，针对特定规格的功率放大器提供的一种功放保护装置，通过设置在功放保护装置中的电压钳位电路将功率放大器的偏置电压限制在一定范围之内，实现对功率放大器的保护；同时设置输入接线端子和输出接线端子方便外部电路与功放保护装置的电路连接。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型通过稳压控制模块组成的一种电压钳位电路，有效地限制输出到功率放大器的偏置电压，避免由于功率放大器的偏置电压过高，电流过大而导致功率放大器烧坏；且电路设计复杂度低，占用空间小，无需软件程序介入，方便实际的使用和维护。

本实用新型还通过电压钳位电路构成了一种功放保护装置，有效地针对了某种特定规格的功率放大器设置电压钳位电路，将功率放大器的偏置电压限制在一定范围之内，实现对功率放大器的保护，操作便捷，占用空间小，能很好的用于大批量的生产。

附图说明

图1为一个实施例中电压钳位电路的示意性结构图；

图2为一个实施例中功放保护装置的示意性结构图；

图3为一个实施例中电压输出可调电路的第一示意性结构图；

图4为一个实施例中电压输出可调电路的第二示意性结构图；

图5为一个实施例中功放偏置连接电路的示意性结构图；

其中：1、电压钳位电路；2、输入接线端子；3、输出接线端子；4、电压输出可调电路；5、功放偏置连接电路。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

图1为一个实施例中电压钳位电路1的示意性结构图，如图1所示，电压钳位电路1，包括稳压控制模块u1、第一电阻器r1、第二电阻器r2和第一电容器c1；其中：

所述第一电阻器r1一端作为所述电压钳位电路1的输入端，用于将外部电压输入所述电压钳位电路1中，第一电阻器r1另一端与所述第一电容器c1一端、第二电阻器r2一端、稳压控制模块u1一号端口电性连接；

所述第一电容器c1另一端、第二电阻器r2另一端接地；

所述稳压控制模块u1二号端口接地，稳压控制模块u1三号端口作为所述电压钳位电路1的输出端，用于将电压输出。

在具体实施过程中，稳压控制模块u1内部存在基准参考电压vref，当电压钳位电路1的输入电压vin小于基准参考电压vref时，电压钳位电路1的输出电压，即输入功率放大器的偏置电压vgs直接等于输入电压vin；当电压钳位电路1的输入电压vin大于基准参考电压vref时，电压钳位电路1的输出电压，即输入功率放大器的偏置电压vgs为：

vgs＝vref(1+r1/r2)+iref*r1

其中，iref表示基准参考电压vref处电路的电流大小；因此，对偏置电压vgs实现了钳位，将提供给功放的偏置电压限制在一定范围之内，确保功放不会因为偏置电压过大而烧毁。

本实施例的电压钳位电路1，仅需根据实际使用功率放大器的偏置电压推荐的安全值对第一电阻器r1和第二电阻器r2进行选择，以及选择合适的稳压控制模块u1提供合适的基准参考电压，确保输入电压vin能够满足功率放大器偏置电压的要求，在确保功放不会因为偏置电压过大而烧毁的同时，保证功放不会因为偏置电压过低而导致其他指标不能满足要求。

在具体实施过程中，电压钳位电路1整个的设计复杂度低，占用空间小，且在使用过程中无需软件程序介入，方便实际的使用和维护。

在具体实施过程中，所述稳压控制模块u1可以采用tl431系列稳压芯片，也可以采用诸如tl431类的稳压芯片。

图2为一个实施例中功放保护装置的示意性结构图，如图2所示，功放保护装置可以包括电压钳位电路1，输入接线端子2和输出接线端子3；其中：所述电压钳位电路1输入端通过所述输入接线端子2输入外部电压；所述电压钳位电路1输出端通过所述输出接线端子3将电压输入功率放大器中。

在具体实施过程中，输入接线端子2连接输入电压，输入电压经过电压钳位电路1后，由输出接线端子3将电压输出至功率放大器中，实现对输入电压的钳位。

在具体实施过程中，当功率放大器的偏置电压推荐的安全值确定后，便可以确定电压钳位电路1上第一电阻器r1和第二电阻器r2的阻值，以及基准参考电压vref的值与实际使用的功率放大器中偏置电压值的差值关系，确定稳压控制模块u1的型号，从而确定了电压钳位电路1的具体结构。因此，设置在功放保护装置中的电压钳位电路可以实现对特定规格的功率放大器进行保护，同时设置输入接线端子和输出接线端子方便外部电路与功放保护装置的电路连接。

功放保护装置还可以包括电压输出可调电路4；所述电压输出可调电路4输入端与所述输入接线端子2电性连接；所述电压输出可调电路4输出端与所述电压钳位电路1输入端电性连接，用于为电压钳位电路1调整输入电压。

在具体实施过程中，在功放保护装置上设置电压输出可调电路4，一方面实现了输入电压的可控制，另一方面使得功放保护装置适用于不同工作电压的电源，提高功放保护装置的适用范围。

图3为一个实施例中电压输出可调电路的第一示意性结构图，如图3所示，所述电压输出可调电路4包括可调电阻器rh1和第三电阻器r3；其中：所述可调电阻器rh1其中一个固定接线端与所述输入接线端子2电性连接，可调电阻器rh1另一个固定接线端与所述第三电阻器r3一端电性连接；所述第三电阻器r3另一端直接接地；所述可调电阻器rh1滑动端电压作为输出电压vout输出可调电路4的输出端，与所述电压钳位电路1输入端电性连接。

在具体实施过程中，仅需要将电源与输入接线端子2电性连接，通过可调电阻器rh1滑动端便可实现对输入电压的控制，使得功放保护装置适用于不同工作电压的电源，提高功放保护装置的适用范围。该实施方式适用于电源工作电压无法灵活改变的情况下。

图4为一个实施例中电压输出可调电路4的第二示意性结构图，如图4所示，所述电压输出可调电路4包括第四电阻器r4、第五电阻器r5、第六电阻器r6、第七电阻器r7和运算放大器u2；其中：所述运算放大器u2反相输入端经第四电阻器r4与输入接线端子2正极电性连接，其同相输入端经第五电阻器r5与输入接线端子2负极电性连接；所述运算放大器u2反相输入端经第六电阻器r6连接其输出端，其同相输入端经第七电阻器r7接地，运算放大器u2的输出端与所述电压钳位电路1输入端电性连接。

在具体实施过程中，当从运算放大器u2的输入接线端子2输入的正负电压为v+和v_时，输出电压为vo，其计算关系具体为：

通过调节运算放大器u2的输入电压便可实现对输入电压的控制，本实施方式适用于可调电源的测试场合，通过即时改变电压的输入对功率放大器进行性能测试。

在具体实施过程中，电压输出可调电路4可以是分立器件搭建而成，也可以采用集成芯片控制输出，如ad936x系列的内部辅助dac，具体可根据实际应用情况而定。

功放保护装置还可以包括功放偏置连接电路5，所述功放偏置连接电路5输入端与所述电压钳位电路1输出端电性连接，功放偏置连接电路5输出端与所述输出接线端子3电性连接，用于与功率放大器的偏置部分电性连接。

图5为一个实施例中功放偏置连接电路5的示意性结构图，如图5所示，在所述功放偏置连接电路5输入端与输出端之间设置有直接接地的第二电容器c2、第三电容器c3，用于电路的去耦滤波并将钳位后的电压输入到功率放大器pa的偏置部分。

在具体实施过程中，一种功放保护装置一体化集成了电压输出可调电路4、电压钳位电路1和功放偏置连接电路5，有效地针对了某种特定规格的功率放大器设置电压钳位电路，将功率放大器的偏置电压限制在一定范围之内，实现对功率放大器的保护，操作便捷，占用空间小，能很好的用于大批量的生产。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。