一种大功率固态源功放保护电路及其控制方法与流程

1.本发明涉及射频功率放大器技术领域，尤其涉及一种大功率固态源功放保护电路及其控制方法。


背景技术：

2.射频功放在通信、医疗等各行业应用广泛，并在越来越多领域得到应用。鉴于射频负载条件对射频输出功率影响很大，负载条件变化引起的射频功率反射会造成射频泄漏甚至会烧毁射频功放。通用的射频功放保护电路设计有功率检测器对前向输出功率和反向反射功率进行采样，由mcu计算功率后，控制数控衰减器来调节输出功率；由于mcu的介入，控制功率过程的实时性难以保证功放的安全。
3.传统的功放设计方案一般采用环形器加射频负载的方式来隔离反射功率，将反射功率吸收至负载转化为热消耗，在超过500瓦射频功率放大器设计时，环形器和负载的设计难度和成本较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种大功率固态源功放保护电路及其控制方法，旨在解决现有技术中在超过500瓦射频功率放大器设计时，环形器和负载的设计难度和成本较高的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种大功率固态源功放保护电路，所述大功率固态源功放保护电路包括放大电路、衰减电路和比较电路，输出信号源与所述衰减电路电性连接，所述放大电路分别与所述衰减电路和环形器电性连接，所述比较电路与所述放大电路电性连接；
6.所述比较电路包括mcu、a/d转换器、第一d/a转换器、第二d/a转换器、电阻r1、第一运算放大器u1和第二比较器u2，所述a/d转换器分别与所述环形器和mcu电性连接，所述mcu分别与所述第一d/a转换器和所述第二d/a转换器电性连接，所述第一d/a转换器通过所述电阻r1与所述第一运算放大器u1的1引脚电性连接，所述第二d/a转换器与所述第二比较器u2的2引脚电性连接，所述第一运算放大器u1的2引脚与环形器电性连接，所述第一运算放大器u1的3引脚与所述第一运算放大器u2的1引脚电性连接，所述第一运算放大器u2的3引脚与所述mcu电性连接。
7.其中，所述衰减电路包括数字衰减器和pin二极管衰减器，所述数字衰减器分别与输出信号源和所述pin二极管衰减器电性连接，所述pin二极管衰减器与所述放大电路电性连接。
8.其中，所述衰减电路包括信号放大器和前级放大器，所述信号放大器与所述pin二极管衰减器电性连接，所述前级放大器与所述信号放大器电性连接。
9.其中，所述衰减电路还包括末级放大器，所述末级放大器分别与所述前级放大器和环形器电性连接。
10.本发明还提供一种采用上述所述的大功率固态源功放保护电路的控制方法，包括如下步骤：
11.将所述第一运算放大器u1的1引脚与环形器连接，接收环形器输入的当前时刻对应的功率检测电压；
12.将所述第一运算放大器u1的2引脚与所述第一d/a转换器的输出端连接，所述第一d/a转换器的输入端与处理器连接，所述mcu与所述a/d转换器的输出端连接，所述a/d转换器的输入端与环形器连接，接收环形器输入的输出电压；
13.将所述第一运算放大器u1与所述第二比较器u2连接，输出差值至所述第二比较器u2，完成比较，从而发出警报。
14.本发明的一种大功率固态源功放保护电路及其控制方法，对电路进行实时检测，并根据当前时刻对应的电压值和预设时刻对应的电压值之差，得出信号变化趋势，当某个时间段的差值超出预设差值告警门限时，提前采取故障保护措施，避免对设备造成损坏，成功解决了长期困扰功放设备损坏的问题；通过所述数字衰减器控制前向功率的过程，使得设计大功率功放时取消环形器和负载，或减低环形器所受的冲击，降低成本并对功放的保护更及时可靠。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明提供的一种大功率固态源功放保护电路的电路原理图。
17.图2是本发明提供的一种大功率固态源功放保护电路的控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.请参阅图1，本发明提供一种大功率固态源功放保护电路，所述大功率固态源功放保护电路包括放大电路、衰减电路和比较电路，输出信号源与所述衰减电路电性连接，所述放大电路分别与所述衰减电路和环形器电性连接，所述比较电路与所述放大电路电性连接；
20.所述比较电路包括mcu、a/d转换器、第一d/a转换器、第二d/a转换器、电阻r1、第一运算放大器u1和第二比较器u2，所述a/d转换器分别与所述环形器和mcu电性连接，所述mcu分别与所述第一d/a转换器和所述第二d/a转换器电性连接，所述第一d/a转换器通过所述电阻r1与所述第一运算放大器u1的1引脚电性连接，所述第二d/a转换器与所述第二比较器u2的2引脚电性连接，所述第一运算放大器u1的2引脚与环形器电性连接，所述第一运算放大器u1的3引脚与所述第一运算放大器u2的1引脚电性连接，所述第一运算放大器u2的3引脚与所述mcu电性连接；所述衰减电路包括数字衰减器和pin二极管衰减器，所述数字衰减
器分别与输出信号源和所述pin二极管衰减器电性连接，所述pin二极管衰减器与所述放大电路电性连接；所述衰减电路包括信号放大器和前级放大器，所述信号放大器与所述pin二极管衰减器电性连接，所述前级放大器与所述信号放大器电性连接；所述衰减电路还包括末级放大器，所述末级放大器分别与所述前级放大器和环形器电性连接。
21.在本实施方式中，对电路进行实时检测，并根据当前时刻对应的电压值和预设时刻对应的电压值之差，得出信号变化趋势，当某个时间段的差值超出预设差值告警门限时，提前采取故障保护措施，避免对设备造成损坏，成功解决了长期困扰功放设备损坏的问题；通过所述数字衰减器控制前向功率的过程，使得设计大功率功放时取消环形器和负载，或减低环形器所受的冲击，降低成本并对功放的保护更及时可靠。
22.请参阅图2，本发明还提供一种采用上述所述的大功率固态源功放保护电路的控制方法，包括如下步骤：
23.s1：将所述第一运算放大器u1的1引脚与环形器连接，接收环形器输入的当前时刻对应的功率检测电压；
24.s2：将所述第一运算放大器u1的2引脚与所述第一d/a转换器的输出端连接，所述第一d/a转换器的输入端与处理器连接，所述mcu与所述a/d转换器的输出端连接，所述a/d转换器的输入端与环形器连接，接收环形器输入的输出电压；
25.s3：将所述第一运算放大器u1与所述第二比较器u2连接，输出差值至所述第二比较器u2，完成比较，从而发出警报。
26.在本实施方式中，对电路进行实时检测，并根据当前时刻对应的电压值和预设时刻对应的电压值之差，得出信号变化趋势，当某个时间段的差值超出预设差值告警门限时，提前采取故障保护措施，避免对设备造成损坏，成功解决了长期困扰功放设备损坏的问题；通过所述数字衰减器控制前向功率的过程，使得设计大功率功放时取消环形器和负载，或减低环形器所受的冲击，降低成本并对功放的保护更及时可靠。
27.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。