一种高频头供电控制电路、系统及数字机顶盒的制作方法

本申请涉及高频头供电领域，尤其涉及一种高频头供电控制电路、系统及数字机顶盒。

背景技术：

作为数字卫星电视系统的核心设备，数字机顶盒已经走入千家万户。数字卫星机顶盒主要由放大器、变频器、解调器、解码器、cpu、扩展接口和电源等多个部分组成。其中，由放大器和变频器等构成的lnb(低噪声下变频器或高频头，英文全称：lownoiseblock)是数字机顶盒的关键部件，能够对高频率的卫星信号进行降频、过滤噪声和放大处理，从而确保电视机接收到清晰的视频信号。

通常情况下，电视终端直接通过lnb供电电路向lnb提供正常工作所需的电压，lnb的供电安全将直接影响数字机顶盒以及电视终端的工作安全。图1是一种常见的卫星电视系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括数字机顶盒100以及与其相连接的电视终端200。其中，数字机顶盒100中包括lnb设备101，电视终端200中配置有电源管理芯片201，电源管理芯片中包括多个相连的供电模块，具体包括为lnb设备101供电的lnb供电模块2011、为电视终端usb接口供电的usb供电模块2012、为电视终端多媒体存储卡接口供电的emmc供电模块2013以及为电视终端soc(片上系统，英文全称：systemonchip)供电的soc供电模块2014等。由于以上各个供电模块均集成在电源管理芯片中，因此，任何一个供电模块出现故障都将影响其他供电模块的供电安全。

用户在安装、使用lnb设备的过程中可能会发生lnb短路现象，当lnb设备101出现短路时，与lnb设备101相连的lnb供电模块2011的输出端会出现电压跌落，使得lnb供电模块2011输入端(主电源)的电压随之跌落，从而引起电源管理芯片201中其他供电模块的电源电压均出现电压跌落现象。当各个供电模块的电压跌落至正常工作电压以下时，电视终端会出现严重的系统故障甚至死机，因此，为lnb供电模块2011中lnb供电电路提供有效的短路保护对于保障电视终端的正常运行是至关重要的。

技术实现要素：

本申请提供了一种高频头供电控制电路、系统及数字机顶盒，以解决lnb短路引起电源管理芯片其他供电模块电压跌落的问题。

第一方面，本申请提供了一种高频头供电控制电路，所述高频头供电控制电路包括供电输入端和供电输出端，所述供电输入端与主电源相连接，所述供电输出端与高频头的供电输入端相连接，还包括：

电压转换单元，用于将主电源输入的第一电源电压转换为高于所述第一电源电压的第二电源电压；

开关控制单元，用于对所述供电输出端的输出电压进行检测，在所述输出电压为负载工作电压时，输出第一控制信号，在所述输出电压为负载短路电压时，输出第二控制信号；

电源开关单元，设置于所述电压转换单元与所述高频头的供电输入端之间，用于在接收到开关控制单元输出的第二控制信号时关断，在接收到开关控制单元输出的第一控制信号时导通，并输出高频头的供电电压。

第二方面，本申请还提供了一种高频头供电控制系统，所述供电控制系统包括以上高频头供电控制电路。

第三方面，本申请还提供了一种数字机顶盒，所述数字机顶盒包括以上高频头供电控制系统。

本申请的有益效果如下：

本申请提供一种高频头供电控制电路、系统及数字机顶盒，其中，电路包括：本申请提供了一种高频头供电控制电路，包括：电压转换单元、开关控制单元以及电源开关单元，电压转换单元用于将主电源输入的第一电源电压转换为高于第一电源电压的第二电源电压；开关控制单元用于对供电输出端的输出电压进行检测，在输出电压为负载工作电压时，输出第一控制信号，在输出电压为负载短路电压时，输出第二控制信号；电源开关单元用于在接收到开关控制单元输出的第二控制信号时关断，在接收到开关控制单元输出的第一控制信号时导通，并输出高频头的供电电压。本申请通过开关控制单元对供电输出端输出电压的检测来检测高频头是否发生短路现象，一旦高频头发生短路，开关控制单元则输出第二控制信号，电源开关单元能够在第二控制信号的控制下关断高频头供电控制电路，使得高频头供电控制电路的供电输入端不受其供电输出端电压跌落的影响，从而保证电源管理芯片中其他供电模块的电源电压均保持稳定状态，确保电视终端的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种常见的卫星电视系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种高频头供电控制电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种高频头供电控制电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种高频头供电控制电路的基本电路结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

针对现有技术中，lnb短路引起的电压跌落的问题，本申请提供了一种高频头供电控制电路，能够为lnb供电电路提供有效的短路保护，其核心原理是：通过开关控制单元20对高频头供电控制电路的供电输出端进行检测，当供电输出端发生负载短路时，生成第二控制信号的信号电平，电源开关单元30在接收到第二控制信号时，关断主电源与高频头之间的供电电路，使得高频头供电控制电路的供电输入端不受其供电输出端电压跌落的影响，从而保证电源管理芯片201中其他供电模块的电源电压均保持稳定状态。

基于上述原理，下面将对本发明实施例提供的电路进行详细介绍。图2为本申请实施例提供的一种高频头供电控制电路的结构示意图。该lnb供电控制电路可应用于各种系列的lnb供电控制系统中，该lnb供电控制系统又可应用于各种系列的数字机顶盒中。如图2所示，作为本申请的一个实施例，该电路主要包括电压转换单元10、开关控制单元20以及电源开关单元30，另外，该电路的供电输入端与主电源相连接，该电路的供电输出端与高频头的供电输入端相连接。

电压转换单元10的输入端为高频头供电控制电路的供电输入端vin，与主电源相连接；电压转换单元10的输出端与电源开关单元30的输入端相连接。电压转换单元10用于将主电源输入的第一电源电压转换为高于所述第一电源电压的第二电源电压。通常情况，主电源为lnb供电电路提供的电压为12v，经过lnb供电电路转换后的lnb的供电电压为15v，而第二电源电压则是位于12v与15v之间的电压值。

开关控制单元20的输入端与电源开关单元30的输出端相连接，开关控制单元20的输出端与电源开关单元30的控制端相连接。开关控制单元20用于对电源开关单元30的输出电压进行检测，在输出电压为负载工作电压时，输出第一控制信号，在输出电压为负载短路电压时，输出第二控制信号。本实施例中，负载工作电压即lnb的正常工作电压(15v)，负载短路电压即lnb的短路电压(0v)。

电源开关单元30的输入端与电压转换单元10的输出端相连接；电源开关单元30的输出端为高频头供电控制电路的供电输出端vout，与高频头的供电输入端相连接；电源开关单元30的控制端与开关控制单元20的输出端相连接。电源开关单元30设置于高频头供电控制电路的供电输入端与供电输出端之间，其开关状态直接决定着整个高频头供电控制电路的开关状态。如果电源开关单元30接收到的是开关控制单元20输出的第二控制信号，则表明此时lnb处于短路状态，电源开关单元30将在第二控制信号的控制下关断高频头供电控制电路，从而防止lnb短路造成的电压跌落问题；如果电源开关单元30接收到的是开关控制单元20输出的第一控制信号，则表明此时lnb处于正常工作状态，电源开关单元30将在第一控制信号的控制下处于导通状态，并将第二电源电压转换为高频头的供电电压，输出至高频头的供电输入端，为高频头提供正常工作的供电电压(15v)。

本申请提供了一种高频头供电控制电路，包括：电压转换单元10、开关控制单元20以及电源开关单元30，开关控制单元20通过对供电输出端输出电压的检测来检测高频头是否发生短路现象，一旦高频头发生短路，开关控制单元20则输出第二控制信号，电源开关单元30能够在第二控制信号的控制下关断高频头供电控制电路，使得高频头供电控制电路的供电输入端不受其供电输出端电压跌落的影响，从而保证电源管理芯片201中其他供电模块的电源电压均保持稳定状态，确保电视终端的正常运行。另外，在本发明实施例中，利用开关控制单元20在短路时实现硬件关断，无需芯片控制，简化电路结构的同时，降低了电路功耗。

图3为本申请实施例提供的另一种高频头供电控制电路的结构示意图。由图3可见，为了实现对电源开关单元30的控制功能，开关控制单元20还包括电压检测子单元201和电压控制子单元202。电压检测子单元201用于对所述供电输出端的输出电压进行检测，在所述输出电压为负载工作电压时，输出第一检测信号，在所述输出电压为负载短路电压时，输出第二检测信号。电压控制子单元202用于在接收到第一控制信号时输出第一控制信号，在接收到第二控制信号时输出第二控制信号。

在本实施例中，电压控制子单元202包括控制芯片，控制芯片的输入端为电压检测子单元201输出的检测信号，输出端为控制信号。在高频头正常工作时，电压检测子单元201输出低电平的第一检测信号，经过控制芯片的转换后输出高电平的第一控制信号；在负载短路时，电压检测子单元201输出高电平的第二检测信号，经过控制芯片的转换后输出低电平的第二控制信号。电源开关单元30能够在高电平信号的控制下处于导通状态；在低电平信号的控制下处于关断状态。

另外，为了能够在控制信号的控制下关断或导通高频头供电控制电路，电源开关单元30具体包括第一电源开关子单元301和第二电源开关子单元302。其中，第一电源开关子单元301的输入端与开关控制单元20的输出端连接。在高频头正常工作时，开关控制单元20输出第一控制信号，第一电源开关子单元301能够在第一控制信号的控制下保持导通状态；在负载短路时，开关控制单元20输出第二控制信号，第一电源开关子单元301能够在第二控制信号的控制下保持关断状态。

第二电源开关子单元302设置于电压转换单元10与高频头供电输入端之间，具体的，第二电源开关子单元302的输入端与电压转换单元10的输出端连接；输出端与高频头的供电输入端连接；控制端与第一电源开关子单元301的输出端连接。第一电源开关子单元301能够通过自身的开关状态控制第二电源开关子单元302的开关状态。具体的，当第一电源开关子单元301处于导通状态时，第二电源开关子单元302导通高频头供电控制电路；当第一电源开关子单元301处于关断状态时，第二电源开关子单元302关断高频头供电控制电路。

图4为本申请实施例提供的一种高频头供电控制电路的基本电路结构示意图。由图4可见，电压检测子单元201主要包括：负载电阻r201、分压电阻r202、npn型三极管q21以及上拉电阻r203。电压控制子单元202包括输入引脚xirq1和输出引脚xirq2，电压检测子单元201输出的电平信号经输入引脚xirq1进入控制芯片，再经输出引脚xirq2传输至电源开关单元30。

电压检测子单元201中，负载电阻r201为电压检测子单元201的输入端，负载电阻r201的一端与电源开关单元30的输出端连接，另一端通过分压电阻r202接地，负载电阻r201和分压电阻r202的公共端与三极管q21的基极连接；三极管q21的发射极接地，三极管q21的集电极通过上拉电阻r203连接供电电源，三极管q21的集电极与上拉电阻r203的连接端为电压检测子单元201的输出端。分压电阻r202能够分担负载电阻r201上的电压，以防负载电阻r201输出的电流过大，击穿三极管q21。

本实施例中，负载电阻r201能够将电源开关单元30的输出电压转化为三极管q21基极的电流。在高频头正常工作时，负载电阻r201有电流经过，使得三极管q21的基极与发射极之间有压差，此时，三极管q21导通，供电电源通过上拉电阻r203接地，电压检测子单元201将低电平的第一检测信号输出至输入引脚xirq1，控制芯片接收到低电平的第一检测信号后，将输出引脚xirq2置于高电平，输出高电平的第一控制信号。在负载短路时，负载电阻r201没有电流经过，三极管q21关断，电压检测子单元201输出高电平的第二检测信号，控制芯片接收到第二检测信号后，输出低电平的第二控制信号。

另外，本实施例中，电压检测子单元201还可以包括滤波电容c21，滤波电容c21的一端与三极管q21的集电极和上拉电阻r203的公共端相连接，另一端接地，滤波电容c21用于去除高频杂波，从而确保电压检测子单元201输出的电平信号的稳定性。

进一步的，第一电源开关子单元301包括负载电阻r301、上拉电阻r302和npn型三极管q31，其中，负载电阻r301的一端与三极管q31的基极连接，另一端与开关控制单元20连接，为第一电源开关子单元301的控制端；上拉电阻r302一端与三极管q31的集电极连接，另一端与第二电源开关子单元302连接，为第一电源开关子单元301的输入端；三极管q31的发射极接地。

第二电源开关子单元302包括负载电阻r303、npn型三极管q32和pmos管q33，其中，负载电阻r303的一端和npn型三极管q32的发射极均与电压转换单元10的输出端连接；三极管q32的基极和pmos管q33的源极均与负载电阻r303另一端连接；三极管q32的集电极和pmos管q33的漏极均与第一电源开关子单元301的输入端连接；pmos管q33的栅极与开关控制单元20相连，为第二电源开关子单元302的输出端，同时也是高频头供电控制电路的输出端。本实施例还可以设置负载电阻r304，负载电阻r304与负载电阻r303并联。

在高频头正常工作时，输出引脚xirq2输出高电平的第一控制信号，此时，三极管q31的基极与发射极之间存在压差，三极管q31处于导通状态，pmos管q33的漏极电压为0，此时，pmos管q33处于导通状态，pmos管q33的输出端向高频头输出供电电压。在高频头正常工作时，负载电阻r303两端电路的电流很小，不能满足三极管q32的导通条件，此时，三极管q32处于截止状态。

在高频头短路时，输出引脚xirq2输出低电平的第二控制信号，此时，三极管q31处于截止状态，由于负载电阻r303两端电路的电流急剧增大，三极管q32由截止状态变为导通状态，使得pmos管q33的漏极电压大于源极电压，pmos管q33由导通状态变为截止状态，从而关断电压转换单元10与高频头的供电输入端之间的电路，避免高频头短路现象影响主电源的供电电压。

另外，启动pmos管q33时，可能会出现电压输出过快或冲击的问题，过大的电压会影响高频头供电控制电路正常的电压输出。因此，本发明实施例中，第二电源开关子单元302还可以包括分压电阻r305和降压限流电容c31，其中，分压电阻r305的一端与电压转换单元10的输出端连接，另一端与三极管q32的集电极、pmos管q33的漏极、第一电源开关子单元301的输入端以及所述降压限流电容c31的一端连接；降压限流电容c31的另一端与高频头的供电输入端相连接，为高频头供电控制电路的输出端。分压电阻r305和降压限流电容c31能够分担电压转换单元10输出的一部分电压，有利于pmos管q33实现软启动，防止pmos管q33电压输出过快或冲击现象。

在高频头供电控制电路使用过程中，不可避免的出现mos管、三极管、以及控制芯片等电子元件的损坏现象，影响本电路的开启、关断，甚至失去对lnb供电电路的保护作用。由此，本发明实施例中，第二电源开关子单元302还可以包括保险丝f1，保险丝f1的一端与pmos管q33的栅极连接，另一端为高频头供电控制电路的输出端。本实施例中，当高频头供电控制电路中电子元件失灵时，依然可以通过保险丝f1的熔断来关断高频头供电控制电路，从而保护主电源的供电电压不受高频头短路的影响。

本申请通过开关控制单元20对供电输出端输出电压的检测来检测高频头是否发生短路现象，一旦高频头发生短路，开关控制单元20则输出第二控制信号，电源开关单元30能够在第二控制信号的控制下关断高频头供电控制电路，使得高频头供电控制电路的供电输入端不受其供电输出端电压跌落的影响，从而保证电源管理芯片中其他供电模块的电源电压均保持稳定状态，确保电视终端的正常运行。

此外，本申请还提供一种高频头供电控制系统，所述供电控制系统包括以上高频头供电控制电路。

进一步，本申请还提供一种数字机顶盒，所述数字机顶盒包括以上高频头供电控制系统。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。