KR-20260062011-A - PROTECTION CIRCUIT FOR POWER AMPLIFIER AND RADIO FREQUENCY POWER AMPLIFIER MODULE

Abstract

본 발명에서는 전력 증폭기의 보호 회로 및 무선 주파수 전력 증폭기 모듈을 개시한다. 상기 보호 회로는 전원과 전력 증폭기를 연결하고, 전력 증폭기의 현재 전류값을 검출하며, 현재 전류값과 기설정된 전류 제한값 사이의 차이에 따라, 제1 제어 신호를 생성하는 데 사용되는 전류 제한 모듈-제1 제어 신호는 전원에서 전력 증폭기에 공급되는 전류를 조절하는 데 사용됨-; 전류 제한 모듈과 연결되고, 제1 제어 신호에 따라 인에어블 제어 신호를 생성하는 데 사용되는 인에어블 제어 모듈; 인에어블 제어 모듈과 연결되고, 인에어블 제어 신호에 따라, 출력되는 전압 신호를 조절하는 데 사용되는 전원 변환 모듈; 전원 변환 모듈과 연결되고, 전압 신호에 의해 전력을 공급받아, 구동 신호를 생성하는 데 사용되는 제1 증폭 회로-구동 신호는 전력 증폭기의 출력 전력을 조절하는 데 사용됨-; 을 포함한다. 본 발명에서 제공하는 기술방안은 전력 증폭기에 대한 전류 제한 보호 및 전력 보호를 구현할 수 있다.

Inventors

• 류, 펑린
• 양, 샤오쿤
• 왕, 커청

Assignees

• 쑤저우 럭셰어 테크놀로지 씨오., 엘티디.

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250220

Priority Date

20241028

Claims (10)

1. 전력 증폭기의 보호 회로에 있어서, 전원과 전력 증폭기를 연결하고, 상기 전력 증폭기의 현재 전류값을 검출하며, 상기 현재 전류값과 기설정된 전류 제한값 사이의 차이에 따라, 제1 제어 신호를 생성하는 데 사용되는 전류 제한 모듈-상기 제1 제어 신호는 상기 전원에서 상기 전력 증폭기에 공급되는 전류를 조절하는 데 사용됨-; 상기 전류 제한 모듈과 연결되고, 상기 제1 제어 신호에 따라 인에어블 제어 신호를 생성하는 데 사용되는 인에어블 제어 모듈; 상기 인에어블 제어 모듈과 연결되고, 상기 인에어블 제어 신호에 따라, 출력되는 전압 신호를 조절하는 데 사용되는 전원 변환 모듈; 상기 전원 변환 모듈과 연결되고, 상기 전압 신호에 의해 전력을 공급받아, 구동 신호를 생성하는 데 사용되는 제1 증폭 회로-상기 구동 신호는 상기 전력 증폭기의 출력 전력을 조절하는 데 사용됨-; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기의 보호 회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 제한 모듈과 상기 인에어블 제어 모듈은 보호칩으로 집적되며, 상기 보호칩은 상기 전력 증폭기 및 상기 전원과 핫 플러깅 연결되는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 제한 모듈은, 상기 전력 증폭기의 출력단과 연결되고, 상기 전력 증폭기의 현재 전류값에 대응되는 전압 신호를 수집하는 데 사용되는 전류 검출 유닛; 상기 전류 검출 유닛과 연결되고, 상기 전압 신호가 클럭 리셋 전압보다 크거나 같을 경우, 타이머단을 충전하며, 상기 타이머단의 전압값이 기설정된 트립 임계값 전압보다 크거나 같을 경우, 제1 제어 신호를 생성하는 제어 유닛; 을 포함하고, 상기 제1 제어 신호는 상기 전원과 상기 전력 증폭기의 연결이 오프되도록 제어하고, 인에어블 제어 모듈이 턴 온 또는 턴 오프되도록 제어하고, 상기 인에어블 제어 모듈에서 출력되는 인에어블 제어 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전류 검출 유닛은 제1 저항과 제2 저항을 포함하고; 상기 제1 저항의 제1 단은 상기 전력 증폭기의 메인 증폭기의 출력단과 연결되며, 상기 제1 저항의 제2 단은 상기 전력 증폭기의 피크 증폭기의 출력단 및 상기 제2 저항의 제1 단과 연결되고, 상기 제2 저항의 제2 단은 부하와 연결되며, 상기 전류 검출 유닛은 상기 제1 저항과 상기 제2 저항의 전압값을 수집하여, 상기 전력 증폭기의 현재 전류값을 결정하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 전원 입력단, 샘플링 입력단, 클럭 리셋단, 타이머단, 제1 스위칭 트랜지스터 및 전원 출력단을 포함하는 제어칩-상기 샘플링 입력단은 상기 전류 검출 유닛과 연결되고, 상기 샘플링 입력단은 상기 전력 증폭기의 현재 전류값에 대응되는 전압 신호를 전송하는 데 사용됨-; 상기 샘플링 입력단과 연결되는 제3 저항; 상기 클럭 리셋단과 연결되는 제4 저항-상기 전력 증폭기의 동작 전류는 상기 제4 저항과 상기 제3 저항의 비율값에 의해 결정되고; 상기 클럭 리셋단은 클럭 리셋 전압을 제공하는 데 사용됨; 상기 타이머단과 연결되는 제1 캐패시터-상기 제어칩은 상기 샘플링 입력단의 상기 전압 신호가 상기 클럭 리셋단의 클럭 리셋 전압보다 크거나 같은 경우 상기 제1 캐패시터를 충전하고, 상기 타이머단의 전압값이 기설정된 트립 임계값 전압보다 크거나 같은 경우, 제1 제어 신호를 생성함-; 를 포함하고, 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 제어단은 상기 제1 제어 신호를 수신하는 데 사용되고, 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 제1 극은 상기 전원 입력단을 통해 상기 전원과 연결되며, 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 제2 극은 상기 전원 출력단을 통해 상기 전력 증폭기와 연결되고, 상기 제1 스위칭 트랜지스터는 상기 제1 제어 신호에 따라 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 인에어블 제어 모듈은, 스위치 유닛, 제1 전압 분배 유닛 및 제2 전압 분배 유닛을 포함하고; 상기 제1 전압 분배 유닛의 제1 단은 상기 제어 유닛의 경보단과 연결되며, 상기 경보단은 상기 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용되고; 상기 제1 전압 분배 유닛의 제2 단은 상기 스위치 유닛의 제어단과 연결되며, 상기 제1 전압 분배 유닛의 제3 단은 상기 스위치 유닛의 제1 단 및 상기 제2 전압 분배 유닛의 제1 단 및 상기 전원 변환 모듈의 인에어블단과 연결되고, 상기 제2 전압 분배 유닛의 제2 단은 상기 전원과 연결되며, 상기 제2 전압 분배 유닛의 제3 단은 접지단과 연결되고; 상기 스위치 유닛의 제2 단은 접지단과 연결되며; 상기 스위치 유닛은 상기 제1 제어 신호가 제1 레벨 신호일 때 턴 오프되고, 출력된 인에어블 제어 신호는 턴 오프 인에어블 신호이며; 상기 제1 제어 신호가 제2 레벨 신호일 때 턴 온되고, 출력된 인에어블 제어 신호는 턴 온 인에어블 신호이며; 상기 턴 오프 인에어블 신호는 상기 전원 변환 모듈에서 출력된 전압 신호가 제1 전압 신호로 되도록 제어하는 데 사용되고, 상기 턴 온 인에어블 신호는 상기 전원 변환 모듈에서 제2 전압 신호가 출력되도록 제어하는 데 사용되며; 여기서, 상기 제1 전압 신호는 상기 제2 전압 신호보다 작은 것을 특징으로 하는 보호 회로.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 스위치 유닛은 제2 스위칭 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 전압 분배 유닛은 제5 저항과 제6 저항을 포함하며, 상기 제2 전압 분배 유닛은 제7 저항과 제8 저항을 포함하고; 상기 제5 저항의 제1 단은 상기 제어 유닛의 경보단과 연결되며, 상기 제5 저항의 제2 단은 상기 제6 저항의 제1 단 및 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 제어단과 연결되고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 제1 극은 상기 제6 저항의 제2 단, 상기 제7 저항의 제1 단, 상기 제8 저항의 제1 단 및 상기 전원 변환 모듈의 인에어블단과 연결되며, 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 제2 극은 접지단과 연결되고; 상기 제7 저항의 제2 단은 상기 전원과 연결되며, 상기 제8 저항의 제2 단은 접지단과 연결되는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전원 변환 모듈은, 직류 전압 감압 변환 칩, 제1 필터링 유닛 및 제2 필터링 유닛을 포함하고; 상기 직류 전압 감압 변환 칩의 입력단은 상기 제1 필터링 유닛을 통해 상기 전원과 연결되며, 상기 직류 전압 감압 변환 칩의 인에어블단은 상기 인에어블 제어 모듈과 연결되고, 상기 직류 전압 감압 변환 칩의 출력단은 상기 제2 필터링 유닛을 통해 상기 제1 증폭 회로의 전원 입력단과 연결되며; 상기 제1 필터링 유닛과 상기 제2 필터링 유닛은 필터링에 사용되고, 상기 직류 전압 감압 변환 칩은 상기 전원 전압을 상기 제1 증폭 회로의 정격 전압으로 감압시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 증폭 회로는, 제1 레벨 신호 증폭기와 제2 레벨 신호 증폭기를 포함하고; 상기 제1 레벨 신호 증폭기의 입력단은 제1 레벨 구동 신호를 입력하는 데 사용되며, 상기 제1 레벨 신호 증폭기의 전원단은 상기 전원 변환 모듈의 출력단과 연결되고, 상기 제1 레벨 신호 증폭기의 출력단은 상기 제2 레벨 신호 증폭기의 입력단과 연결되며, 상기 제2 레벨 신호 증폭기의 전원단은 상기 전원 변환 모듈의 출력단과 연결되고, 상기 제2 레벨 신호 증폭기의 출력단은 구동 신호를 출력하는 데 사용되며; 상기 제1 레벨 신호 증폭기는 상기 제1 레벨 구동 신호를 증폭시키는 데 사용되고, 상기 제2 레벨 신호 증폭기는 증폭된 상기 제1 레벨 구동 신호를 증폭시켜, 구동 신호를 출력하는 데 사용되며; 상기 제1 증폭 회로의 신호 증폭 전력은 상기 전력 증폭기의 신호 증폭 전력보다 작은 것을 특징으로 하는 보호 회로.
10. 전력 증폭기 및 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 전력 증폭기의 보호 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 전력 증폭기 모듈.

Description

전력 증폭기의 보호 회로 및 무선 주파수 전력 증폭기 모듈{PROTECTION CIRCUIT FOR POWER AMPLIFIER AND RADIO FREQUENCY POWER AMPLIFIER MODULE} 본 발명의 실시예는 전력 증폭기 설계 분야에 관한 것으로, 특히 전력 증폭기의 보호 회로 및 무선 주파수 전력 증폭기 모듈에 관한 것이다. 기존 기술에서 전력 증폭기의 전력 공급의 경우, 회로 전원 설계에는 5V와 28V의 두 가지 독립적인 전원이 포함되거나 일부 더욱 낮은 전압의 전력 공급 MCU가 포함된다. 그의 전원 설계는 서로 독립적이며, 간단하게 소신호 증폭기 및 고전력 소자에 전력을 공급한다. 기존 기술에서는, 과전력으로 인해 전력 증폭기와 부하 저항이 소손되는 현상이 쉽게 발생하고, 대신호 입력의 충격으로 인해 최종단 전력 증폭기 소자가 아주 쉽게 소손되고 실효된다. 본 발명 실시예의 기술방안을 더욱 상세하게 설명하기 위하여, 아래에 본 발명 실시예에 대한 서술에서 사용하게 될 도면에 대하여 간단한 설명을 하며, 아래에서 서술하는 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예이며, 본 분야 통상의 기술자에 대하여, 창조성 노동을 부여하지 않은 전제하에서, 본 발명 실시예의 내용과 이러한 도면에 따라 기타 도면을 얻을 수도 있음이 자명하다. 도 1은 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이다. 도 2는 본 발명 실시예에서 제공하는 다른 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이다. 도 3은 본 발명 실시예에서 제공하는 다른 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이다. 도 4는 본 발명 실시예에서 제공하는 전류 제한 모듈의 회로도이다. 도 5는 본 발명 실시예에서 제공하는 다른 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이다. 도 6은 본 발명 실시예에서 제공하는 인에어블 제어 모듈 회로도이다. 도 7은 본 발명 실시예에서 제공하는 제1 증폭 회로의 회로도이다. 아래, 첨부도면 및 실시예를 결합하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이해해야 할 것은, 여기서 설명하고자 하는 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명에 대한 한정은 아니다. 또한 더 설명해야 할 것은, 설명의 편리를 위해, 첨부도면에는 전부 구조가 아닌 본 발명과 관련된 부분만 나타나 있다. 상기 기술적 과제를 기반으로, 본 실시예에서는 다음과 같은 기술방안을 제출하였다: 도 1은 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이고, 도 1에 나타난 바와 같이, 보호 회로(10)는, 전원(20)과 전력 증폭기(30)를 연결하고 전력 증폭기(30)의 현재 전류값을 검출하며, 현재 전류값과 기설정된 전류 제한값 사이의 차이에 따라, 제1 제어 신호를 생성하는 전류 제한 모듈(101)-제1 제어 신호는 전원(20)에서 전력 증폭기(30)에 공급되는 전류를 조절하는 데 사용됨-; 전류 제한 모듈(101)과 연결되고, 제1 제어 신호에 따라 인에어블 제어 신호를 생성하는 데 사용되는 인에어블 제어 모듈(102); 인에어블 제어 모듈(102)과 연결되고, 인에어블 제어 신호에 따라, 출력되는 전압 신호를 조절하는 데 사용되는 전원 변환 모듈(103); 전원 변환 모듈(103)과 연결되고, 전압 신호에 의해 전력을 공급받아, 구동 신호를 생성하는 데 사용되는 제1 증폭 회로(104)-구동 신호는 전력 증폭기(30)의 출력 전력을 조절하는 데 사용됨-;를 포함한다. 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로는 전력 증폭기에 대해 전류 제한 보호 및 전력 보호를 제공한다. 여기서, 전류 제한 모듈(101)은 전원(20)과 전력 증폭기(30) 사이에 연결된다. 전류 제한 모듈(101)은 실시간으로 전력 증폭기(30)의 현재 전류값을 검출한다. 검출된 현재 전류값을 기설정된 전류 제한값과 비교한다. 이러한 기설정된 전류 제한값은 전력 증폭기의 정격 전류 등에 따라 종합적으로 고려한 후 설정된 것이다. 만약 현재 전류값이 기설정된 전류 제한값을 초과하게 되면, 전력 증폭기가 과부하 상태일 수 있음을 의미하기 때문에, 조치를 취하여 보호해야 한다. 선택적으로, 전력 증폭기의 관련 파라미터에 따라, 최대 소모 전류를 계산해낼 수 있는바, 즉 기설정된 전류 제한값 ILIMT을 계산해낸다. 예시적으로, 아래 표현식(1)에 따라, 기설정된 전류 제한값 ILIMT을 계산한다. (1) 여기서, ILIMT은 기설정 전류 제한값이고, VCLREFNORM은 정상적으로 작동시 클럭 리셋단(CLREF)의 최대 전압값, 즉 기설정된 트립 임계값 전압이며; GCS은 전력 전계 효과 트랜지스터가 완전히 턴온되었을 때의 전류 검출 이득이고, RCS은 전류 감지 저항이다. 전류 제한 모듈에서, ILIMT은 메뉴얼에 따라 계산해낼 수 있다. 기설정 전류 제한값 ILIMT에 따라, 공식(1)에 기반하여, 기설정된 트립 임계값 전압을 결정한다. 또한 현재 수집된 전압값과 기설정된 트립 임계값 전압의 비교를 통해, 현재 전류값과 기설정 전류 제한값 사이의 차이를 판단함으로써, 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 실시예를 결합하여, 전력 증폭기의 전류가 과부하된 것으로 결정되면, 전류 제한 모듈(101)은 현재 전류값과 기설정 전류 제한값 사이의 차이에 따라 제1 제어 신호를 생성함으로써, 전원(20)의 출력 전압 및 출력 전류를 조절한다. 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로는 전력 증폭기의 출력 전력에 대한 조절 제어를 더 포함한다. 인에어블 제어 모듈은 제1 제어 신호를 수신한 후, 인에어블 제어 신호를 생성하여 전원 변환 모듈로 송신한다. 전원 변환 모듈은 인에어블 제어 신호에 따라, 상응한 전압 신호를 대응되게 조절한다. 제1 증폭 회로는 소신호 증폭 회로를 포함할 수 있다. 예시적으로, 전압 신호는 소신호 증폭시 내부 증폭기에 대한 제1 증폭 회로의 전력 공급 신호이다. 전압 신호의 크기를 통해, 제1 증폭 회로는 대응되게 구동 신호를 생성한다. 또한 구동 신호는 전력 증폭기의 출력 전력을 추가적으로 제어함으로써, 더욱 정밀한 전력 보호를 구현할 수 있다. 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로는 전력 증폭기의 전류값과 기설정 전류 제한값 사이의 차이를 검출하여, 전력 증폭기에 공급되는 전류를 조절한다. 전력 증폭기의 전류값과 기설정 전류 제한값 사이의 차이에 따라, 전력 증폭기에 대한 구동 신호를 조절함으로써 전력 증폭기의 출력 전력을 조절한다. 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로는 전력 증폭기에 대한 전류 제한 보호 및 과전력 보호를 구현함으로써, 전력 증폭기의 성능을 향상시키고, 고전력 소자의 과전력 소손 현상이 나타나는 것을 방지한다. 선택적으로, 상기 각 실시예의 기초상, 전류 제한 모듈(101)과 인에어블 제어 모듈(102)은 보호칩으로 집적되며, 보호칩은 전력 증폭기(30) 및 전원(20)과 핫 플러깅(hot-plugging) 연결된다. 이렇게 설치함으로써, 보호칩은 과전류 보호를 구현할 뿐만 아니라 과전력 보호도 수행할 수 있다. 보호칩은 핫 플러깅을 구현하므로, 보호칩의 응용 시나리오 및 실용성을 향상시킬 수 있다. 도 2는 본 발명 실시예에서 제공하는 다른 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이고, 여기서 전류 제한 모듈(101)은, 전력 증폭기의 출력단과 연결되고, 전력 증폭기의 현재 전류값에 대응되는 전압 신호를 수집하는 데 사용되는 전류 검출 유닛(1011); 전류 검출 유닛(1011)과 연결되고, 전압 신호가 클럭 리셋 전압보다 크거나 같을 경우, 타이머단을 충전하며, 타이머단의 전압값이 기설정된 트립 임계값 전압보다 크거나 같을 경우, 제1 제어 신호를 생성하는 제어 유닛(1012); 을 포함하고, 제1 제어 신호는 전원과 전력 증폭기의 연결이 오프되도록 제어하며, 인에어블 제어 모듈이 턴 온 또는 턴 오프되도록 제어하고, 인에어블 제어 모듈에서 출력되는 인에어블 제어 신호를 제어한다. 구체적으로, 전류 검출 유닛(1011)을 설치함으로써, 실시간으로 전력 증폭기의 출력 전류를 모니터링하여, 상응한 전압 신호로 전환시킬 수 있다. 이러한 실시간 모니터링 메커니즘은 전류의 비정상적인 변화를 신속히 포착하므로, 적시에 조치를 취하여 보호할 수 있다. 전류 검출 유닛에서 수집된 전압 신호가 클럭 리셋 전압보다 크거나 같을 경우, 제어 유닛(1012)은 타이머를 작동하여 충전을 수행한다. 타이머단의 전압값이 기설정된 트립 임계값 전압보다 크거나 같을 경우, 즉 일정한 시간 동안 지연시킨 후에야만 제1 제어 신호가 대응되게 생성된다. 제1 제어 신호는 전원과 전력 증폭기의 오프를 제어하고 인에어블 제어 모듈의 턴 온 및 턴 오프를 제어한다. 본 발명 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로의 설치는 전력 증폭기의 과전류 방지 또는 과전력 방지의 문제를 해결하고; 전력 증폭기에 대한 전류 검출 유닛(1011)의 전류 샘플링 및 지연은 과전력 증폭기의 전류 샘플링 및 트립 방지의 효과를 구현하며, 과전력 증폭기의 전류가 불안정할 때 전력 증폭기의 보호 회로에서 발생되는 과전류 방지 또는 과전력 방지 동작의 오작동을 방지한다. 도 3은 본 발명 실시예에서 제공하는 다른 전력 증폭기의 보호 회로의 구조 개략도이다. 상기 각 실시예의 기초상, 도 2 및 도 3을 결합하면, 본 실시예에서 제공하는 전력 증폭기의 보호 회로의 전류 검출 유닛(1011)은 제1 저항(106) 및 제2 저항(107)을 포함한다. 제1 저항(106)의 제1 단은 전력 증폭기의 메인 증폭기(104)의 출력단과 연결되고, 제1 저항(106)의 제2 단은 전력 증폭기의 피크 증폭기(305)의 출력단 및 제2 저항(107)의 제1 단과 연결되며, 제2 저항(107)의 제2 단은 부하(308)와 연결되고, 전류 검출 유닛(1011)은 제1 저항(106)과 제2 저항(107)의 전압값을 수집하여, 전력 증폭기의 현재 전류값을 결정하는 데 사용된다. 선택적으로, 계속하여 도 3을 참조하면, 전력 증폭기는 입력 신호(301), 참조 신호(302), 분리기(303), 피크 증폭기(305), 메인 증폭기(304) 및 부하(308)를 포함한다. 입력 신호(3