CN112688645B - 一种GaN功率放大器保护电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种GaN功率放大器保护电路,包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路。所述供电控制电路包括场效应管以及控制模块,所述控制模块与所述场效应管相连接以控制所述场效应管的导通或截止,所述场效应管的漏级直接或间接地连接至电源电压输入端,所述场效应管的源级直接或间接地连接至GaN功率放大器的漏级;所述检测控制电路包括第一二极管,所述第一二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏级且正极直接或间接地连接至所述控制模块;所述电压提供电路连接至所述检测控制电路的一端,用于输出第一电压。本申请的GaN功率放大器保护电路能完全消除栅极电压未正确加载时的GaN硬件烧毁问题。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域,尤其涉及一种GaN功率放大器保护电路。
背景技术
功率放大器(Power Amplifier,PA)是移动通信应用中基站收发器(BaseTransceiver Station,BTS)中最重要的子模块之一。随着第四代(4G)移动通信大规模应用和未来第五代(5G)移动通信的商用,越来越多的高频带(如2.7GHz,3.5GHz,4.9GHz等)正在使用或将要使用,然而,在这些高频带,传统的横向扩散金属氧化物半导体(LaterallyDiffused Metal Oxide Semiconductor,LDMOS)存在许多缺点,如低效率、低功率密度等,而新成熟的GaN(Gallium Nitride,氮化镓)将在功率放大器领域具有更加广泛的应用和竞争力。
与LDMOS的技术特性不同,GaN功率放大器在上电和掉电期间对栅源电压(Vgs)和漏源电压(Vds)有严格的时序要求;在上电时,GaN功率放大器的栅极电压(负电压)是由偏置电路的可编程输出电压供电,通过软件的编程,可以实现栅极电压从-10V到0V的调节,当栅极电压按照需要设置完成后,打开漏极电压(正电压,典型值为48V(伏特));在掉电时,需要先关闭漏极电压,再关闭栅极电压。然而,当GaN功率放大器无法正常工作时将会立即烧毁,本申请发现GaN功率放大器在以下情形下会导致栅极电压未正确加载从而无法正常工作:1)硬件时序控制电路出错,导致漏极电压先于栅极电压加于GaN功率放大器或者偏置电路上的器件无法输出电压,会导致GaN功率放大器直接烧毁;2)软件控制时序出错,导致可编程输出电压出错,可产生类似上述1)中的上电时序出错,会导致GaN功率放大器烧毁;3)硬件连接错误,例如焊接不良以及产品老化导致栅极供电不良或断开,导致栅极上电,可产生类似1)中的上电时序出错,导致GaN功率放大器烧毁。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述技术问题,本申请的目的是提供一种易于实现、反应延迟低且不需要软件控制的GaN功率放大器保护电路。
根据本申请的一个方面,提供了一种GaN功率放大器保护电路,其中,所述GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路;所述供电控制电路包括场效应管以及控制模块,所述控制模块与所述场效应管相连接以控制所述场效应管的导通或截止,所述场效应管的漏极直接或间接地连接至电源电压输入端,所述场效应管的源级直接或间接地连接至GaN功率放大器的漏极;所述检测控制电路包括第一二极管,所述第一二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏极且正极直接或间接地连接至所述控制模块;所述电压提供电路连接至所述检测控制电路的一端,用于输出第一电压。
在一些实施例中,所述供电控制电路还包括第二二极管,所述场效应管的源级连接至所述第二二极管的正极,所述第二二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏极。
在一些实施例中,所述控制模块为热插拔控制器,所述场效应管的栅极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的Gate引脚,所述场效应管的漏极连接至所述热插拔控制器的Sense引脚,所述场效应管的源级连接至所述热插拔控制器的Out引脚,所述第一二极管的正极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的En引脚。
在一些实施例中,所述检测控制电路还包括比较器,所述比较器的一个输入端连接至参考电压输入端,所述比较器的另一个输入端间接地连接至所述电压提供电路的输出端以及所述第一二极管的正极,所述比较器的输出端连接至所述控制模块。
与现有技术相比,本申请具有以下优点:本申请的GaN功率放大器保护电路利用了GaN功率放大器在栅极电压未正确加载情况下漏极阻抗为零欧姆的固有特性,能够通过检测所述GaN功率放大器的漏极阻抗来控制所述GaN功率放大器的漏极电压,通过在栅极电压未正确加载时切断漏极电压的方式来保护GaN功率放大器,实现了对GaN功率放大器的直接保护,使得无论在工作过程出现任何异常,GaN功率放大器都是安全的,能完全消除栅极电压未正确加载时的GaN硬件烧毁问题(如即使Vgs和Vds的时序错误,也能够消除GaN硬件烧毁问题);所述GaN功率放大器保护电路易于实现、反应延迟低且不需要软件控制;所述GaN功率放大器可以方便地应用于各类GaN功率放大电路中,且适用于多通道应用,如极为适用于5G Massive MIMO(massive multiple-input multiple-output,大规模多输入多输出)技术的多路设计。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1示出了本申请一个示例的GaN功率放大器保护电路的示意图;
图2示出了图1所示GaN功率放大器保护电路在GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时的状态示意图;
图3示出了图1所示GaN功率放大器保护电路在GaN功率放大器的栅极电压正确加载时的状态示意图;
图4示出了本申请另一个示例的GaN功率放大器保护电路的示意图;
图5示出了本申请另一个示例的GaN功率放大器保护电路的示意图;
图6示出了一个示例的基于图1所示GaN功率放大器保护电路的系统架构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
本申请提供一种GaN功率放大器保护电路,其中,所述GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路;所述供电控制电路包括场效应管以及控制模块,所述控制模块与所述场效应管相连接以控制所述场效应管的导通(turn on)或截止(cut off),所述场效应管的漏极直接或间接地连接至电源电压输入端,所述场效应管的源级直接或间接地连接至GaN功率放大器的漏极;所述检测控制电路包括第一二极管,所述第一二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏极且正极直接或间接地连接至所述控制模块;所述电压提供电路连接至所述检测控制电路的一端,用于输出第一电压。
其中,所述电源电压输入端所输入的电压为正电压(如48V),用于向所述GaN功率放大器供给漏极电压,可选地,所述电源电压输入端为PSU(Power Supply Unit,电源供应器模块)。需要说明的是,本领域技术人员应能理解,任何能够输出符合设计需求的正电压的供电电路或模块均可作为本申请所述的电源电压输入端。
其中,所述控制模块用于控制所述场效应管的导通或截止,所述场效应管可能为任何类型的场效应管,如N型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)、P型MOSFET。针对不同类型的场效应管,可设计不同的控制模块来控制场效应管的导通或截止,例如,场效应管采用N型MOSFET时,可将热插拔控制器作为控制模块来控制N型MOSFET时的导通或截止,场效应管采用P型MOSFET时,可设计控制开关作为控制模块来控制N型MOSFET时的导通或截止。任何能够用于控制所述场效应管的导通或截止以控制所述GaN功率放大器的漏极电压的电路或模块,均应包含在本申请所述的控制模块的范围内。
在一些实施例中,所述场效应管的漏极直接连接至所述电源电压输入端;在一些实施例中,所述场效应管的漏极与所述电源电压输入端之间还包括其他电路元件,如电阻、电容等,以提高电路稳定性或实现其他电路功能。在一些实施例中,所述场效应管的源级直接连接至所述GaN功率放大器的漏极;在一些实施例中,所述场效应管的源级与所述GaN功率放大器的漏极之间还包括其他电路元件,如电阻、电容、二极管等,以提高电路稳定性或实现其他电路功能。需要说明的是,在实际应用中,可基于实际需求来设计所述场效应管的漏极与所述电源电压输入端之间、所述场效应管的源级与所述GaN功率放大器的漏极之间的具体连接结构,相似地,所述场效应管的漏极与源级之间也可能包含其他电路元件或结构,在此并不对此进行限制。
在一些实施例中,所述第一二极管的正极直接连接至所述控制模块。在一些实施例中,所述第一二极管的正极通过一个或多个电路元件(如电阻、比较器等)连接至所述控制模块。其中,所述第一二极管正向导通、反向截止,能够避免为GaN功率放大器的漏极加载的电压反灌到所述检测控制电路中。
其中,所述电压提供电路的输出端(也即输出第一电压的一端)连接至所述检测控制电路的输入端,所述电压提供电路可为任何能够提供第一电压的电路,如所述电压提供电路用于将第二电压转换为第一电压,又如所述电压提供电路用于直接提供第一电压,本申请并不对电压提供电路的具体结构作任何限制。
其中,所述GaN功率放大器保护电路通过检测所述GaN功率放大器的漏极阻抗来控制所述GaN功率放大器的漏极电压;当所述GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,所述GaN功率放大器的漏极阻抗为零,所述第一二极管导通,所述控制模块控制所述场效应管截止,所述GaN功率放大器的漏极电压为零;当所述GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,所述GaN功率放大器的漏极阻抗较高,所述第一二极管截止,所述控制模块控制所述场效应管导通,所述GaN功率放大器正确加载漏极电压。具体地,当所述GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,检测到所述GaN功率放大器的漏极阻抗为零,所述第一二极管被导通,所述检测控制电路与所述控制模块的连接点处的电压低于所述控制模块对应的门限电平,因此使得所述场效应管截止,所述GaN功率放大器的漏极电压为零;当所述GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,检测到所述GaN功率放大器的漏极阻抗较高,使得所述第一二极管截止,所述检测控制电路与所述控制模块的连接点处的电压高于所述控制模块对应的门限电平,因此能够驱动所述场效应管导通,所述GaN功率放大器正确加载漏极电压,也即此时能够为GaN功率放大器提供符合设计的漏极电压(如48V电压)。由此,能够在当GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时使得GaN功率放大器的漏极电压为零,在当GaN功率放大器的栅极电压正确加载时使得GaN功率放大器正确加载漏极电压。
在一些实施例中,所述供电控制电路还包括第二二极管,所述场效应管的源级连接至所述第二二极管的正极,所述第二二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏极。当所述GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,由于所述场效应管截止,所述第二二极管也处于截止状态;当所述GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,所述场效应管和所述第二二极管均导通,所述第二二极管能够用于增强电路稳定性,此时,能够为GaN功率放大器提供符合设计的漏极电压(如48V电压)。可选地,所述第二二极管与所述场效应管的源级之间还包括其他电路元件如电阻、电容等,以提高电路稳定性或实现其他电路功能,可基于实际需求来进行设计。
在一些实施例中,所述控制模块为热插拔控制器,所述场效应管的栅极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的Gate引脚,所述场效应管的漏极连接至所述热插拔控制器的Sense引脚,所述场效应管的源级连接至所述热插拔控制器的Out引脚,所述第一二极管的正极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的En引脚。所述热插拔控制器能够使得所述场效应管保持稳定的电压差,在该等实施例中,所述场效应管优选地为N型MOSFET。其中,所述Sense引脚为限流采样输入端,所述Out引脚为输出电压反馈端,所述Gate引脚为栅极驱动器输出端,所述En引脚为使能控制输入端。可选地,所述场效应管的栅极与所述热插拔控制器的Gate引脚之间还包括驱动电阻。
其中,当所述En引脚的输入电压低于门限电平时,所述场效应管截止;当所述En引脚的输入电压高于所述门限电平时,所述场效应管导通。具体地,当所述En引脚的输入电压高于其门限电平时,所述热插拔控制器处于工作状态(即处于On Work状态),所述Gate引脚置为有效状态,所述场效应管在Gate引脚的驱动下导通;当所述En引脚的输入电压低于其门限电平时,所述热插拔控制器关闭(即处于OFF状态),所述Gate引脚的输出电压低,因此所述场效应管截止。
在一些实施例中,所述第一二极管的正极间接地连接至所述控制模块,所述检测控制电路还包括比较器,所述比较器的一个输入端连接至参考电压输入端,所述比较器的另一个输入端间接地连接至所述电压提供电路的输出端以及所述第一二极管的正极,所述比较器的输出端连接至所述控制模块。其中,当所述比较器的另一个输入端的输入电压大于参考电压时,所述比较器的输出端的输出电压能够使得所述控制模块控制所述场效应管导通;当所述比较器的另一个输入端的输入电压低于参考电压时,所述比较器的输出端的输出电压能够使得所述控制模块控制所述场效应管截止。
可选地,所述检测控制电路包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻,所述第一电阻连接至所述电压提供电路的输出端,所述第二电阻连接至所述第一二极管的正极,所述第一电阻和所述第二电阻串联分压且分压输出端连接至所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接至所述比较器的另一个输入端。
可选地,所述检测控制电路包括第四电阻,所述第四电阻的一端连接至所述比较器的另一个输入端,且另一端分别连接至所述电压提供电路的输出端以及所述第一二极管的正极。
在一些实施例中,所述第一二极管的正极直接连接至所述控制模块,所述检测控制电路还包括第五电阻,所述第五电阻的一端连接至所述电压提供电路的输出端,且一端分别连接至所述第一二极管的正极以及所述控制模块。
在一些实施例中,所述第二二极管103用于将输入的第二电压转换为所述第一电压。可选地,所述第二电压为来自负压输入端的负电压,或者,所述第二电压为来自所述电源电压输入端的正电压。
图1示出了本申请一个示例的GaN功率放大器保护电路的示意图。该GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路。其中,该供电控制电路包括热插拔控制器101、场效应管102以及第二二极管103,场效应管102的栅极连接至热插拔控制器101的Gate引脚,场效应管102的漏极连接至热插拔控制器101的Sense引脚以及电源电压输入端,场效应管102的源级连接至热插拔控制器101的Out引脚以及第二二极管103的正极,第二二极管103的负极连接至GaN功率放大器的漏极;本示例中,热插拔控制器101选用正高压功率限制热插拔控制器(如TPS2491),场效应管选用N型MOSFET(如IPB039N10N3G),第二二极管选用MMBD914,电源电压输入端从PSU输入48V电压。其中,该电压提供电路包括运算放大器(Operational Amplifier,OP)106、电阻R1和电阻R2,其中,R1连接至负压输入端,该负压输入端用于输入来自DC-DC的-6V电压,R1和R2串联,R2的一端连接至运算放大器106的“-”输入端且另一端连接至运算放大器106的输出端,运算放大器106的“+”输入端接地,该电压提供电路用于将-6v电压转换为第一电压(即V1);本示例中,R1取值20k欧姆,R2取值11k欧姆,运算放大器106的“-”输入端的电压为0V;其中,该检测控制电路包括比较器104、第一二极管105、电阻R3(相当于前述第一电阻)、电阻R4(相当于前述第二电阻)及电阻R5(相当于前述第三电阻),R3与R4串联,R3的一端连接至运算放大器的输出端,R4的一端连接至第一二极管105的正极,第一二极管的负极连接至GaN功率放大器的漏极,R5的一端连接至V2点且另一端连接至比较器104的“+”输入端,比较器104的“-”输入端连接至参考电压输入端,比较器104的输出端连接至热插拔控制器101的En引脚;其中,当比较器104的“+”输入端的电压大于参考电压VREF时,比较器104的输出端的电压高于En引脚的门限电平,热插拔控制器101被打开(也即处于工作状态)并驱动场效应管102导通,当比较器104的“-”输入端的电压小于参考电压VREF时,比较器104的输出端的电压低于En引脚的门限电平,热插拔控制器101关闭,使得场效应管102截止;本示例中,R3取值为20k欧姆,R4取值为10k欧姆,R5取值为10欧姆,参考电压取值为2.7V,En引脚的门限电平为3.3V。本示例中,运算放大器106的输出端电压记为V1,R3和R4的节点处的电压记为V2,输出至GaN功率放大器的漏极的电压记为V3。
图2示出了图1所示GaN功率放大器保护电路在GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时的状态示意图。当GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,基于GaN功率放大器的固有特性,此时GaN功率放大器的漏极阻抗为0欧姆,也即V3=0,则第一二极管105导通,V1=6Vⅹ(R2/R1)=3.3V;由于第一二极管105的正向压降为0.7V,V2=0.7V+(3.3V-0.7V)ⅹR4/(R4+R3)=1.53V<VREF,则比较器104的输出端电压为负,热插拔控制器101关闭,场效应管102和第二二极管103均截止,则48V电压无法加到GaN功率放大器的漏极,从而避免了GaN功率放大器被烧毁。
图3示出了图1所示GaN功率放大器保护电路在GaN功率放大器的栅极电压正确加载时的状态示意图。当GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,GaN功率放大器的漏极阻抗较高,V2≈3.3V>VREF,此时,比较器104的输出端电压为正且大于热插拔控制器101的En引脚的门限电平,使得热插拔控制器101正常工作且Gate引脚的输出电压高,从而驱动场效应管102导通,同时场效应管102也导通,使得48V电压加到GaN功率放大器的漏极,由于V3=48V>3.3V,第一二极管105截止。需要说明的是,由于48V电压将经过场效应管102,因此热插拔控制器101的Gate引脚的栅极输出电压应保持大于48V+Vgs,其中,Vgs正常值为0.7。
图4示出了本申请另一个示例的GaN功率放大器保护电路的示意图。该GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路。其中,该供电控制电路包括热插拔控制器201、场效应管202以及第二二极管203,本示例的供电控制电路的结构与图1所示示例中的供电控制电路的结构相同或者相似,在此不再赘述。其中,该电压提供电路包括运算放大器206、电阻R6和电阻R7,该电压提供电路的输出电压为V4,本示例的电压提供电路的结构与图1所示示例中的电压提供电路的结构相同或者相似,在此不再赘述。其中,所述检测控制电路包括第一二极管204和电阻R8,所述第一二极管204的正极连接至热插拔控制器201的En引脚且负极连接至GaN功率放大器的漏极,R8的一端连接至运算放大器205的输出端,且另一端连接至第一二极管204的正极以及热插拔控制器201的En引脚。本示例中,运算放大器205的输出端电压记为V4,R8与第一二极管204的正极之间的节点处的电压(也即En引脚的输入电压)记为V5,输出至GaN功率放大器的漏极的电压记为V6。其中,当GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,V6=0,第一二极管204导通,V5=0.7V<门限电平,热插拔控制器201关闭,场效应管202和第二二极管203截止,48V电压无法加到GaN功率放大器的漏极;当GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,V5>门限电平,热插拔控制器201工作,场效应管202和第二二极管203导通,48V电压加到GaN功率放大器的漏极,V6=48V,第一二极管204截止。
图5示出了本申请另一个示例的GaN功率放大器保护电路的示意图。该GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路。其中,该供电控制电路包括热插拔控制器301、场效应管302以及第二二极管303,本示例的供电控制电路的结构与图1所示示例中的供电控制电路的结构相同或者相似,在此不再赘述。其中,该电压提供电路包括电阻R10和R11,R10和R11串联,R10的一端连接至电源电压输入端(也即供电控制电路的输入端),R11接地,该电压提供电路用于将48V电压转换为V7。其中,该检测控制电路包括比较器304、第一二极管305和电阻R9,电阻R9的一端连接至比较器304的“+”输入端,另一端连接至第一二极管305的正极以及电压提供电路的输出端(也即R10和R11的接点),比较器304的“-”输入端连接至参考电压输入端,VREF为参考电压,比较器304的输出端连接至热插拔控制器301的En引脚。本示例中,R10和R11的接点处的电压记为V7,第一二极管305的正极电压记为V8,输出至GaN功率放大器的漏极的电压记为V9。其中,当GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,V9=0,第一二极管305导通,V8=0.7V,比较器304的“+”输入端电压小于VREF,比较器304的输出端的电压为负(小于En引脚的门限电平),热插拔控制器301关闭,场效应管302和第二二极管303截止,48V电压无法加到GaN功率放大器的漏极;当GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,比较器304的“+”输入端电压大于VREF,比较器304的输出端的电压高于En引脚的门限电平,热插拔控制器301工作,场效应管302和第二二极管303导通,48V电压加到GaN功率放大器的漏极,V9=48V,第一二极管305截止。
图6示出了一个示例的基于图1所示GaN功率放大器保护电路的系统架构示意图。该示例的系统包括GaN功率放大器模块(GaN PA Block)300和GaN功率放大器保护电路400,其中,GaN功率放大器保护电路400即为图1所示GaN功率放大器保护电路,在此不再赘述。其中,GaN功率放大器模块300包括功放偏置电路(PA Bias Circuit)、功放偏置控制电路(PABias Control Circuit)、及功率放大器电路(也即300中除功放偏置电路、功放偏置控制电路以外的电路);功率放大器电路包括预驱动器(Pre-Driver)、驱动器(Driver)、隔离器(Isolator)、耦合器(Coupler)、末级(final stage)放大器、环形器(Circulator);功放偏置电路用于为GaN功率放大器提供栅极电压(GaN功率放大器的栅极电压为负值),从LMP92066中的数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)和OP产生的负电压可以在较大的RF信号工作时为GaN功率放大器驱动更高的栅极电流Igs;功放偏置控制电路用于基于PA_TX_EN信号控制电压开/关,从而控制GaN功率放大器的工作状态。本示例中,GaN功率放大器保护电路400的输出端连接至GaN功率放大器模块300中的末级放大器的漏极(也即GaN功率放大器的漏极),来为GaN功率放大器加载漏极电压,且同时,由于驱动器的漏极电压也为48V,因此,GaN功率放大器保护电路400的输出端也连接至该驱动器的漏极,来为该驱动器加载漏极电压。
需要说明的是,所述GaN功率放大器保护电路中所涉及的各个电阻、参考电压、门限电平等元件的具体取值均可基于实际设计需求进行调整或设置,上述各个示例中所涉及的具体取值仅为举例,而并非对本申请的限制。
根据本申请的方案,所述GaN功率放大器保护电路利用了GaN功率放大器在栅极电压未正确加载情况下漏极阻抗为零欧姆的固有特性,能够通过检测所述GaN功率放大器的漏极阻抗来控制所述GaN功率放大器的漏极电压,通过在栅极电压未正确加载时切断漏极电压的方式来保护GaN功率放大器,实现了对GaN功率放大器的直接保护,使得无论在工作过程出现任何异常,GaN功率放大器都是安全的,能完全消除栅极电压未正确加载时的GaN硬件烧毁问题(如即使Vgs和Vds的时序错误,也能够消除GaN硬件烧毁问题);所述GaN功率放大器保护电路易于实现、反应延迟低且不需要软件控制;所述GaN功率放大器可以方便地应用于各类GaN功率放大电路中,且适用于多通道应用,如极为适用于5G Massive MIMO技术的多路设计。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请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申请。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,本申请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涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
Claims (11)
1.一种GaN功率放大器保护电路,其中,所述GaN功率放大器保护电路包括供电控制电路,检测控制电路以及电压提供电路;
所述供电控制电路包括场效应管以及控制模块,所述控制模块与所述场效应管相连接以控制所述场效应管的导通或截止,所述场效应管的漏极直接或间接地连接至电源电压输入端,所述场效应管的源极直接或间接地连接至GaN功率放大器的漏极;
所述检测控制电路包括第一二极管,所述第一二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏极且正极直接或间接地连接至所述控制模块;
所述电压提供电路连接至所述检测控制电路的一端,用于输出第一电压;
其中,所述GaN功率放大器保护电路通过检测所述GaN功率放大器的漏极阻抗来控制所述GaN功率放大器的漏极电压;当所述GaN功率放大器的栅极电压未正确加载时,所述GaN功率放大器的漏极阻抗为零,所述第一二极管导通,所述控制模块控制所述场效应管截止,所述GaN功率放大器的漏极电压为零;当所述GaN功率放大器的栅极电压正确加载时,所述GaN功率放大器的漏极阻抗较高,所述第一二极管截止,所述控制模块控制所述场效应管导通,所述GaN功率放大器正确加载漏极电压。
2.根据权利要求1所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述供电控制电路还包括第二二极管,所述场效应管的源极连接至所述第二二极管的正极,所述第二二极管的负极连接至所述GaN功率放大器的漏极。
3.根据权利要求1所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述控制模块为热插拔控制器,所述场效应管的栅极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的Gate引脚,所述场效应管的漏极连接至所述热插拔控制器的Sense引脚,所述场效应管的源极连接至所述热插拔控制器的Out引脚,所述第一二极管的正极直接或间接地连接至所述热插拔控制器的En引脚。
4.根据权利要求3所述的GaN功率放大器保护电路,其中,当所述En引脚的输入电压低于门限电平时,所述场效应管截止;当所述En引脚的输入电压高于所述门限电平时,所述场效应管导通。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述第一二极管的正极间接地连接至所述控制模块,所述检测控制电路还包括比较器,所述比较器的一个输入端连接至参考电压输入端,所述比较器的另一个输入端间接地连接至所述电压提供电路的输出端以及所述第一二极管的正极,所述比较器的输出端连接至所述控制模块。
6.根据权利要求5所述的GaN功率放大器保护电路,其中,当所述比较器的另一个输入端的输入电压大于参考电压时,所述比较器的输出端的输出电压能够使得所述控制模块控制所述场效应管导通;当所述比较器的另一个输入端的输入电压低于参考电压时,所述比较器的输出端的输出电压能够使得所述控制模块控制所述场效应管截止。
7.根据权利要求5所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述检测控制电路包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻,所述第一电阻连接至所述电压提供电路的输出端,所述第二电阻连接至所述第一二极管的正极,所述第一电阻和所述第二电阻串联分压且分压输出端连接至所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接至所述比较器的另一个输入端。
8.根据权利要求5所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述检测控制电路包括第四电阻,所述第四电阻的一端连接至所述比较器的另一个输入端,且另一端分别连接至所述电压提供电路的输出端以及所述第一二极管的正极。
9.根据权利要求1所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述第一二极管的正极直接连接至所述控制模块,所述检测控制电路还包括第五电阻,所述第五电阻的一端连接至所述电压提供电路的输出端,且另一端分别连接至所述第一二极管的正极以及所述控制模块。
10.根据权利要求1所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述电压提供电路用于将输入的第二电压转换为所述第一电压。
11.根据权利要求10所述的GaN功率放大器保护电路,其中,所述第二电压为来自负压输入端的负电压,或者,所述第二电压为来自所述电源电压输入端的正电压。
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