[实用新型]射频功率放大器过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频功率放大器技术领域，具体是指一种射频功率放大器过压保护电路。

背景技术

无线通信系统中，射频功率放大器(PA)是重要的组成元件之一，它广泛的应用在各种移动设备中，用于放大接收到的射频输入信号，产生通讯标准所需求的射频输出信号。这种射频功率放大器的放大增益、输出功率及工作电流均与电源电压VCC（加在射频功率放大器各级晶体管的集电极电压）直接相关。当由于移动设备充电或其他外在因素影响时，电源电压VCC可能会存在短暂或持续的升高，从而导致射频功率放大器的放大增益、输出功率及工作电流突然或持续的增加，这很可能使射频功率放大器的晶体管由于过压及热稳定性等因素而被烧毁。因此很有必要设计一款过压保护电路，当电压VCC由于移动设备充电或其他外在因素影响时超过射频功率放大器正常工作的额定电压时，通过控制偏置电路的供给电流来降低射频功率放大器的放大增益和输出功率，从而保证射频功率放大器在高电源电压下的正常工作。

典型的单级射频功率放大器电路如图1所示，其中包括功率放大晶体管T1、偏置电路、输出匹配电路、扼流电感L1和隔直电容C1。RF_in为射频输入信号，RF_out为射频输出信号，VCC为射频功率放大器的电源电压。功率放大晶体管T1用于放大接收到的射频输入信号，以达到通信标准所要求的功率值。偏置电路用于给输出射频功率放大晶体管T1提供直流的偏置，确定其正常工作时的直流工作点。输出匹配电路用于将天线端的50欧姆阻抗转换为一个较低的阻抗，以实现射频功率放大器的输出功率与效率的最优化。对于图1的电路来说，当VCC为额定工作电压时，此射频功率放大器正常工作。当电源电压VCC由于各种因素升高即超过额定电压3.8V时，此射频功率放大器的偏置电流及输出功率都将跟随着电源电压VCC的升高而增加。

综上所述，应用在通讯领域的射频功率放大器均需要增加过压保护电路，过压保护电路需保证当电源电压VCC为额定工作电压时，不影响射频功率放大器的整体性能，而当电源电压VCC超过额定电压时，触发过压保护电路工作，通过控制偏置电路来抑制射频功率放大器的放大增益及输出功率随电源电压VCC的正向变化，以防止高功率下由于过压过流而引起的射频功率放大器管子的烧毁。

发明内容

本实用新型需解决的问题是提供一种射频功率放大器过压保护电路。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种射频功率放大器过压保护电路，包括与功率放大管基极连接偏置电路、电压检测电路及电压电流转换模块，其中电压检测电路与功率放大管电源端连接，其检测功率放大管工作电压后输出给电压电流转换模块转换为电流信号，该电流信号输出给偏置电路，由偏置电路调节功率放大管基极电流实现保护。

具体的，所述电压检测电路包括一晶体管，该晶体管射极接地，集电极通过两串联的分压电阻接功率放大管电源端，基极通过限流电阻接入偏置电压；接于该晶体管集电极的两分压电阻连接点作为电压检测电路输出端，该输出端连接电压电流转换模块。

优选的，上述晶体管基极还接有一二极管，该二极管负极接上述晶体管基极，二极管正极接上述限流电阻。

具体的，所述电压电流转换模块采用四个晶体管即T3、T4、T5、T6；其中晶体管T3、T4基极相连，同时射极相连且接地，晶体管T4集电极通过电阻连接偏置电路；晶体管T5集电极与T6射极相连，晶体管T5射极通过电阻与晶体管T3集电极相连，晶体管T5基极通过电阻接偏置电压；晶体管T6集电极通过电阻接功率放大管电源端，基极连接电压检测电路。

具体的，所述偏置电路可根据所述保护电路的应用场合，进行相应调整。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）所述过压保护电路采用偏置电路控制模式，即当移动通讯设备不工作时，此过压保护电路能够被关断，避免过压保护电路中出现漏电流，造成不必要能量损耗；

（2）对于多级的射频功率放大器来说，可根据输出功率和电流的限制范围，灵活的运用此过压保护电路，即可应用到驱动级，也可应用到输出级，或者同时应用到驱动级和输出级；当VCC超过额定工作电压时（此额定的工作电压可根据射频功率放大器的实际工作情况而定），射频功率放大器偏置电流与输出功率降低效果明显，从而能有效保证射频功率放大器在高电源电压情况下正常工作；

（3）所述过压保护电路结构简洁、便于集成。

附图说明

图1为单级射频功率放大器的典型实施电路图；

图2为本实用新型所述过压保护电路实施方案原理框图；