[发明专利]一种TR组件供电的负偏压保护电路

说明书

本发明涉及一种TR组件供电的负偏压保护电路，包括电阻、电容、TVS二极管、场效应晶体管和高速光耦；通过所述电阻、高速光耦的光敏三极管与TVS二极管的串联给场效应晶体管提供维持导通的栅源驱动电压，高速光耦初级发光二极管与电阻串联后连接负偏压，使用场效应晶体管作为控制漏极电压的开关，通过光耦初级发光二极管导通特性完成对负偏压的监测，使用高速光耦控制场效应晶体管的关断完成负偏压故障时对漏极电压的关断。本发明具有可靠性高、响应速度快、电路简单、成本低等特点。

技术领域

本发明属于电源技术领域，特别是一种TR组件供电的负偏压保护电路。

背景技术

TR组件是有源相控阵发射机的核心模块，其保护电路关系到系统的安全性和可靠性。负偏压是为TR组件内功率放大晶体管提供稳态工作点的栅极偏置电压，对负偏压和漏极电压的上电断电时序有着严格的要求，上电时必须先上负偏压然后加漏极电压，断电时必须先断漏极电压然后断负偏压，如果负偏压发生故障时漏极电压还在，TR组件内功率放大电路将存在较高的失效风险，因而负偏压保护电路的设计对保证TR组件的可靠性尤为重要。

目前针对TR组件的负偏压保护电路采取的设计方案是通过分压网络进行采样后送入运算放大器进行比较判断，判断负偏压故障后断开漏极电压。

上述设计方案电路复杂，需要给运放提供辅助供电和基准电压，需要辅助电路实现漏极电压的开通关断控制。在系统工作时辅助电源和负偏压电源都存在故障的可能性，若采用该方案，辅助电源发生故障时，负偏压保护电路就失效了，因而使用辅助电源进行负偏压保护的实现可靠性偏低。该方案包括检测电路、电压比较电路、电源开关控制电路，其电路构成复杂，系统响应速度较慢、可靠性较低、成本较高。

总之，现有的负偏压保护电路存在有可靠性低、响应速度较慢、电路复杂、成本较高等缺点，难以满足TR组件在有源相控阵发射机中高可靠性的需求

发明内容

本发明的目的在于提供一种TR组件供电的负偏压保护电路，以确保负偏压正常时漏极电压正常施加，负偏压故障时漏极电压自动断开，具有可靠性高、响应速度快、电路简单、成本低的优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种TR组件供电的负偏压保护电路，包括限流电阻、高速光耦、上拉电阻、去耦电容、TVS二极管、场效应晶体管、储能滤波电容、高频滤波电容；所述储能滤波电容并联在TR组件漏极电压与效应晶体管的漏极之间；高速光耦内部初级的发光二极管与限流电阻串联后接在负偏压与电源地之间，其中，发光二极管的阳极与限流电阻连接，发光二极管的阴极连接至负偏压；去耦电容和TVS二极管并联，然后与高速光耦内部次级的光敏三极管以及上拉电阻串联，串联后并入漏极电压和电源地之间，其中，TVS二极管的阴极与光敏三极管的发射极连接，光敏三极管的集电极与上拉电阻一端连接，上拉电阻另一端与漏极电压连接；TVS二极管的阴极接场效应晶体管的栅极，TVS二极管的阳极接场效应晶体管的源极，负载端的高频滤波电容并联在漏极电压与场效应晶体管的漏极之间。

较佳地，所述负偏压正常时，负偏压对地在串联的高速光耦内部初级的发光二极管与限流电阻回路中产生电流，高速光耦初级发光二极管发光，次级光敏三极管饱和导通，上拉电阻、高速光耦的光敏三极管与TVS二极管给场效应晶体管提供维持导通的栅源驱动电压，TR组件的漏极电压正常加电。

较佳地，所述负偏压故障时，负偏压对地在串联的高速光耦内部初级的发光二极管与限流电阻回路中的电流消失，高速光耦初级发光二极管不发光，次级光敏三极管断开，场效应晶体管导通的栅源驱动电压为低电平，关断场效应晶体管，完成负偏压异常时的漏极电压自动断电保护。

较佳地，所述TR组件供电的负偏压保护电路根据电路的漏极电压值和负偏压值调节限流电阻和上拉电阻选择合适的光耦工作电流，实现负偏压保护。

较佳地，所述TR组件供电的负偏压保护电路可以通过选择不同饱和导通电阻的场效应晶体管实现不同功率量级的负偏压保护。