一种射频功率放大器的控制装置及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种射频功率放大器的控制装置及电子设备。


背景技术：

2.射频功率放大器是无线发射系统中极为重要的部分，其主要由功放晶体管、输入匹配电路、输出匹配电路、栅极偏置电路以及漏极偏置电路等构成。由于移动通信基站中采用的是大功率的功放晶体管，且功放晶体管受其功率附加效率的限制，因而功放晶体管在工作过程中会产生一定的热量。如果射频功率放大器工作在发热量较多的状态，会影响功射频功率放大器的工作稳定性，并且其线性度也会下降。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种射频功率放大器的控制装置及电子设备，以解决目前在射频功率放大器工作时发热较多的情况下，影响射频功率放大器的工作稳定性，导致线性度下降的问题。
4.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种射频功率放大器的控制装置，包括：温度采集模组，所述温度采集模组位于射频功率放大器的预设距离范围内；所述温度采集模组采集所述射频功率放大器的温度对应的第一信号；供电模组，所述供电模组的输出端与所述射频功率放大器的栅极连接；所述供电模组向所述射频功率放大器的栅极输出电压信号；通信模组，所述通信模组用于与远端设备进行通信；控制器，所述温度采集模组、所述供电模组、所述通信模组均与所述控制器连接；所述控制器获取所述第一信号、所述电压信号以及所述射频功率放大器的输出功率，并通过所述通信模组将所述第一信号对应的温度值、所述电压信号对应的电压值以及所述输出功率中的至少一个发送至所述远端设备，以及接收所述远端设备通过所述通信模组发送的控制指令。
5.可选的，所述温度采集模组包括：温度采集元件，所述温度采集元件位于所述射频功率放大器的预设距离范围内，所述温度采集元件的第一端与供电电源连接；分压电路，所述分压电路的第一端分别与所述温度采集元件的第二端和所述控制器连接，所述分压电路的第二端接地。
6.可选的，所述温度采集元件为温敏电阻。
7.可选的，所述分压电路包括：第一电阻组件；所述第一电阻组件的第一端分别与所述温度采集元件的第二端和所述控制器连接，所述第一电阻组件的第二端接地。
8.可选的，所述供电模组包括：稳压器，所述稳压器与所述控制器连接；可调电阻电路，所述可调电阻电路分别与所述稳压器和所述控制器连接；其中，所述控制器根据所述电压值以及所述温度值，向所述可调电阻电路输出控制信号，所述可调电阻电路根据所述控制信号调整所述可调电阻电路中的电阻值。
9.可选的，所述稳压器为低压差线性稳压器ldo；所述控制器分别与所述ldo 的使能
引脚en以及所述可调电阻电路的第一端连接，所述可调电阻电路的第二端分别与所述ldo的可调整电压引脚adj、所述ldo的电压输出引脚vout以及所述射频功率放大器连接，所述可调电阻电路的第三端接地。
10.可选的，所述可调电阻电路包括：数字电位器和第二电阻组件；所述数字电位器的第一端与所述控制器连接，所述数字电位器的第二端分别与所述adj 和所述第二电阻组件的第一端连接，所述数字电位器的第三端接地；所述第二电阻的第二端分别与所述vout和所述射频功率放大器的栅极连接。
11.可选的，所述控制器与所述通信模组之间采用通用串行总线usb接口连接。
12.可选的，所述控制装置还包括：散热模组，所述散热模组设置于所述射频功率放大器上；所述温度采集模组设置于所述散热模组的表面。
13.本实用新型的另一实施例提供了一种电子设备，包括如上所述的射频功率放大器的控制装置，以及所述射频功率放大器。
14.本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果：
15.本实用新型实施例的射频功率放大器的控制装置，控制器在获取到第一信号、电压信号以及射频功率放大器的输出功率之后，可通过通信模组将上述数据中的至少一项数据发送给远端设备。远端设备在接收到上述数据后，会下发控制指令。进而控制器在接收到控制指令之后，可以根据控制指令，控制供电模组向射频功率放大器的栅极输出的电压。通过上述方式，可以实现对供电模组输出电压的远程控制，从而调整射频功率放大器的栅极电压，以避免射频功率放大器一直处于发热量较高的工作状态下，提高射频功率放大器的稳定性及线性度。
附图说明
16.图1表示为本实用新型提供的一种控制装置的示意图之一；
17.图2表示为本实用新型提供的一种控制装置的示意图之二；
18.图3表示为本实用新型提供的一种温度控制流程的示意图。
19.附图标记说明：
20.1温度采集模组，11温敏电阻，12第一电阻组件，2射频功率放大器，3 供电模组，4通信模组，41天线结构，5远端设备，6控制器，7数字电位器，71第二电阻组件。
具体实施方式
21.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
22.参见图1和图2，本实用新型提供了一种射频功率放大器的控制装置，包括：温度采集模组1、供电模组3、通信模组4和控制器6。
23.所述温度采集模组1位于射频功率放大器2的预设距离范围内；所述温度采集模组1采集所述射频功率放大器2的温度对应的第一信号；所述供电模组3 的输出端与所述射频功率放大器2的栅极连接；所述供电模组3向所述射频功率放大器2的栅极输出电压信号；所述通信模组4用于与远端设备5进行通信；所述温度采集模组1、所述供电模组3、所述通信模组4均与所述控制器6连接；所述控制器6获取所述第一信号、所述电压信号以及所述射频功
率放大器2的输出功率，并通过所述通信模组4将所述第一信号对应的温度值、所述电压信号对应的电压值以及所述输出功率中的至少一个发送至所述远端设备5，以及接收所述远端设备5通过所述通信模组4发送的控制指令。
24.需要说明的是，在预设距离范围内，温度采集模组1可以采集射频功率放大器2的温度。换言之，该预设距离范围只要能保证温度采集模组1能够采集到该射频功率放大器2的温度的距离即可。可选的，温度采集模组1可以设置在射频功率放大器2上，例如温度采集模组1也可以设置在距离射频功率放大器2 5mm的位置上。
25.通信模组4包括有天线结构41，通过天线结构41，可以实现通信模组4与远端设备5之间的通信。可选的，通信模组4可以是用户设备类别为第一等级的lte cat1通信模组。远端设备5向控制器6发送的控制指令，可以用于控制供电模组3向所述射频功率放大器2输出的电压值，例如增大电压值或者减小电压值。
26.本实用新型实施例的射频功率放大器的控制装置，控制器6在获取到第一信号、电压信号以及射频功率放大器2的输出功率之后，可通过通信模组4将上述数据中的至少一项数据发送给远端设备5。远端设备5在接收到上述数据后，会下发控制指令。进而控制器6在接收到控制指令之后，可以根据控制指令，控制供电模组3向射频功率放大器2的栅极输出的电压。通过上述方式，可以实现对供电模组3输出电压的远程控制，从而调整射频功率放大器的栅极电压，以避免射频功率放大器2一直处于发热量较高的工作状态下，提高射频功率放大器2的稳定性及线性度。
27.可选的，控制器6可以按照预设周期向远端设备5发送上述数据。在将第一信号、电压信号以及射频功率放大器2的输出功率中的至少一个发送给远端设备5之后，远端设备5可以对上述数据进行保存。在上述数据中的任意一项数据发生异常时，例如第一信号对应的温度值大于或等于第一预设温度值，技术人员可以通过远端设备5向控制器6发送控制指令，或者远端设备5自动向控制器6发送控制指令，降低供电模组3的输出电压。在第一信号对应的温度值小于第二预设温度值，为保证射频功率放大器2的输出性能，可以通过向控制器6发送控制指令，提高供电模组3的输出电压。可选的，远端设备5可以是远程服务器，也可以是远程控制平台，第二预设温度值小于第一预设温度值。
28.进一步的，当射频功率放大器2所在基站的周围环境发生剧烈急剧变化时，例如发生地震或者火灾，远端设备5可以通过通信模组4向控制器6发送降低供电模组3的电压至0v的控制指令，也就是控制射频功率放大器2下电。如此，可以避免因射频功率放大器2发生短路而对基站造成更大的损坏，例如引起基站发生燃烧，进而提高射频功率放大器2在使用过程中的安全性。在周围环境恢复正常时，远端设备5可以向控制器6发送控制射频功率放大器2上电的控制指令，从而使射频功率放大器2恢复正常工作。
29.可选地，所述温度采集模组1包括：温度采集元件，所述温度采集元件位于所述射频功率放大器2的预设距离范围内，所述温度采集元件的第一端与供电电源连接；分压电路，所述分压电路的第一端分别与所述温度采集元件的第二端和所述控制器连接，所述分压电路的第二端接地。
30.需要说明的，所述温度采集元件例如可以是温度传感器，所述温度采集元件例如也可以为温敏电阻11。温度采集元件第一端连接的供电电源，该供电电源的输出电压可以理解为参考电压。
31.可选地，所述分压电路包括：第一电阻组件12；所述第一电阻组件12的第一端分别与所述温度采集元件的第二端和所述控制器6连接，所述第一电阻组件12的第二端接地。
32.需要说明的是，在温度采集元件为温敏电阻11时，控制器6可以获取温敏电阻11的电压值，并利用获取的电压值计算出温敏电阻11的电阻值，进而得到该电阻值下对应的温度。
33.可选地，所述供电模组3包括：稳压器，所述稳压器与所述控制器6连接；可调电阻电路，所述可调电阻电路分别与所述稳压器和所述控制器6连接；其中所述控制器6根据所述电压值、所述温度值或者所述输出功率中的至少一项，向所述可调电阻电路输出控制信号，所述可调电阻电路根据所述控制信号调整所述可调电阻电路中的电阻值。
34.需要说明的是，所述控制器6根据所述电压值、所述温度值或者所述输出功率中的至少一项，向所述可调电阻电路输出控制信号，例如可以是在所述压力值大于或等于第一预设压力值、所述温度值大于或等于第一预设温度值或者所述输出功率大于或等于第一预设输出功率的情况下，向可调电阻电路输出减小可调电阻电路中的电阻值的控制信号。在所述压力值小于第二预设压力值、所述温度值小于第二预设温度值或者所述输出功率小于第二预设输出功率的情况下，向可调电阻电路输出增大可调电阻电路中的电阻值的控制信号。可调电阻电路通过控制可调电阻电路中的电阻值，进一步可以实现调整供电模组3的输出电压，避免射频功率放大器2一直处于发热量较高的工作状态下，提高射频功率放大器2的稳定性及线性度。
35.可选地，所述稳压器为低压差线性稳压器(low dropout regulator，ldo)；所述控制器6分别与所述ldo的使能引脚en以及所述可调电阻电路的第一端连接，所述可调电阻电路的第二端分别与所述ldo的可调整电压引脚adj、所述ldo的电压输出引脚vout以及所述射频功率放大器2连接，所述可调电阻电路的第三端接地。
36.需要说明的是，所述ldo的电压输入引脚vin连接有供电电源，控制器6 通过所述ldo的使能引脚en，可以实现所述ldo的开关。可调电阻电路的第一端为电压输入端，可调电阻电路的第二端为电压输出端。
37.并且，控制器6还可以调整可调电阻电路中的电阻值，进而调节所述ldo 的电压输出引脚vout输出电压。
38.可选地，所述可调电阻电路包括：数字电位器7和第二电阻组件71；所述数字电位器7的第一端与所述控制器6连接，所述数字电位器7的第二端分别与所述adj和所述第二电阻组件71的第一端连接，所述数字电位器7的第三端接地；所述第二电阻组件71的第二端分别与所述vout和所述射频功率放大器2 的栅极连接。
39.可选地，所述控制器6与所述通信模组4之间采用通用串行总线(universalserial bus，usb)接口连接。
40.需要说明的是，通信模块与控制器6采用上述方式连接，可以将控制器6 获取的温度值、电压值或者输出功率中的至少一个发给远端设备5，从而远端设备5可以在需要时，向控制器6发送控制指令，从而控制器6根据控制指令控制供电模组3的输出电压。
41.可选地，所述控制装置还包括：散热模组，所述散热模组设置于所述射频功率放大器2上；所述温度采集模组1设置于所述散热模组的表面。
42.需要说明的是，例如，散热模组可以设置在射频功率放大器2的表面。散热模组可
以对射频功率放大器2产生的热量进行散热，降低射频功率放大器2 的温度。相应的，热量也会传导至散热模组。通过将温度采集模组1设置于散热模组的表面，可以间接的获取到射频功率放大器2的温度。
43.接下来参见图3，对本实用新型提供的温度控制流程进行说明。
44.具体的，控制装置及射频功率放大器开始工作时，需要进行初始温度的采集。可选的，利用控制器采集到的温敏电阻对应的电压，可以计算出温敏电阻的阻值，从而得出该阻值下对应的温度。当散热模组的温度发生变化时，温敏电阻的阻值发生变化，微控制单元(microcontroller unit，mcu)(也就是上面提到的控制器)通过模/数转换器adc转换采集并加以计算可以得知此时射频功率放大器的温度。若温度过高，此时控制器通过io引脚控制调整为射频功率放大器供电的低压差线性稳压器ldo的输出分压数字电位器的阻值，从而调整为射频功率放大器的栅极供电的电压vgs，通过适当降低vgs，使得射频功率放大器的输出功率降低，进一步降低其发热。当检测到射频功率放大器的温度降下来后，为了保证其输出性能，又可以重复上述步骤，也就是通过提高vgs来增大射频功率放大器的输出功率。
45.本实用新型的另一实施例提供了一种电子设备，包括如上所述的射频功率放大器的控制装置，以及所述射频功率放大器。
46.本实用新型的提供的电子设备，通过采用如上所述的控制装置以及射频功率放大器，可以实现对供电模组输出电压的远程控制，从而调整射频功率放大器的栅极电压，以避免射频功率放大器一直处于发热量较高的工作状态下，提高射频功率放大器的稳定性及线性度。
47.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。