一种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，包括由耐高压管主导的推挽式双稳态低功耗开关切换驱动电路，均衡加速切换的反相器，射频信号串联PIN管和并联PIN管，射频耦合隔直电容，射频去耦电感，阻尼用TVS管/电阻等组成。推挽式双稳态驱动电路可以在低功耗下，利用内部正反馈结构高速建立逻辑互反的PIN驱动信号，加载到电感上，透过电感驱动大功率PIN二极管正偏导通/反偏截止，完成射频信号的导通/关断控制。单元内设阻尼电路，用于减少高Q值电路切换造成的振荡，减少瞬态逻辑混乱。本实用新型专利技术具有射频功率容量大、逻辑稳定性高、电路精简、可靠性高、切换速度快、器件易得、成本低廉的优点，可实现100％国产化。可实现100％国产化。可实现100％国产化。

【技术实现步骤摘要】
一种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路


[0001]本技术属于PIN射频开关电路
，具体涉及一种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路。

技术介绍

[0002]PIN射频开关具有切换速度快、可靠性高、功率容量大、损耗低、无触点磨损等优点，常用于收发切换、多路射频选择、阵列天线等方面。在通讯、雷达、电子对抗等领域得到了广泛应用。在现有高反偏电压大功率PIN射频开关设计中，常采用分立PIN管以获得更好的散热与功率容量，对于100V级反偏电压，一般会用至少3个耐高压管控制1个PIN的方式进行驱动电路设计。在驱动常见的1串1并开关单元时，需要至少6个耐高压管，占用了更大的印制板空间，单元内没有组成自稳电路，降低了电路可靠性，切换速度慢。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其目的在于解决现有的高反偏电压大功率PIN射频开关电路的关键器件多、无自稳电路、切换速度慢等技术问题。
[0004]为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种高反偏电压下快速切换的大功率低功耗精简PIN射频开关单元电路，包括由Q1、Q2、Q1
’
、Q2
’
这4个耐高压管与正反馈电阻R_Q1、R_Q2、R_Q1
’
、R_Q2
’
组成的推挽式低功耗双稳态开关切换驱动电路，均衡加速切换的反相器，射频信号串联PIN管和并联PIN管，射频耦合隔直电容C1、C2、C1
’
、C2
’
，射频去耦电感L1、L2、L1
’
、L2
’
，阻尼用TVS管(TVS1、TVS1
’
)/电阻(R1、R3、R1
’
、R3
’
)等6部分组成。
[0005]其中，推挽式双稳态驱动电路在低功耗下(典型值0.16W@125V反偏电源Vcc)，利用内部正反馈结构高速建立逻辑互反的PIN驱动信号，加载到电感上，透过电感驱动大功率PIN二极管正偏导通/反偏截止，完成射频信号的导通/关断控制；均衡加速切换的反相器用于加快稳态过程建立速度，使互反逻辑对称平衡；射频信号串联PIN管和并联PIN管构成常见的1串1并PIN单元电路，用于射频信号导通/截止控制；射频耦合隔直电容用于隔直流通射频；射频去耦电感用于加载PIN正偏/反偏电压时，射频去耦；单元内设的阻尼电路，用于减少高Q值电路切换造成的振荡，减少瞬态逻辑混乱。
[0006]优选的，上述高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，包括由PNP型高压三极管Q1、Q1
’
，NPN型高压三极管Q2、Q2
’
，与正反馈电阻R_Q1、R_Q2、R_Q1
’
、R_Q2
’
组成的推挽式双稳态驱动电路；逻辑04系列宽电源电压、高速单反相器；射频信号串联高反压PIN管和并联高反压PIN管；射频耦合高压隔直电容C1、C2、C1
’
、C2
’
；射频去耦线绕电感L1、L2、L1
’
、L2
’
；导通压降略高于VDD的双向阻尼用TVS管TVS1、TVS1
’
/
[0007]阻尼电阻R1、R3、R1
’
、R3
’
；以上6部分组成。
[0008]其中，由Q1、Q2、Q1
’
、Q2
’
、R_Q1、R_Q2、R_Q1
’
、R_Q2
’
组成的推挽式双稳态电路，三极
管Q1、Q1
’
的发射极连接PIN反偏高压电源Vcc，Q2、Q2
’
的基极连接开关控制电平进行稳态转换，Q1(与Q2)、Q1
’
(与Q2
’
)的集电极分别连接电感L1、L1
’
回路，将Vcc加载到需截止PIN管，同时吸收需导通PIN管的Vdd正偏电流；
[0009]其中，反相器输入端连接开关控制电平与耐高压管Q2基极，输出端连接耐高压管Q2
’
基极，即推挽式双稳态电路反相输入端；
[0010]其中，射频信号串联PIN管两端接隔直电容C1、C2，和去耦电感L1、L2，并联PIN管两端接隔直电容C1
’
、C2
’
，和去耦电感L1
’
、L2
’
；
[0011]其中，双向阻尼用TVS管TVS1、TVS1
’
分别连接去耦电感L1、L1
’
的Vdd电压端，另一端接地，阻尼电阻R1、R1
’
分别接入去耦电感L1、L1
’
与Vdd之间，阻尼电阻R3、R3
’
分别接入去耦电感L2、L2
’
与推挽式双稳态电路输出端之间；
[0012]优选的，上述高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其PNP高压三极管Q1、Q1
’
优选江苏长电科技股份有限公司的MMBTA94，其NPN高压三极管Q2、Q2
’
优选该公司的MMBTA44。
[0013]优选的，上述高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其反相器优选圣邦微电子股份有限公司的SGM7SZ04。
[0014]优选的，上述高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其PIN管优选南京五十五所的WK0020H。
[0015]优选的，上述高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其TVS、TVS1
’
管优选萨科微半导体有限公司的SLESD3Z5V0C。
[0016]优选的，上述高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其L1、L2、L1
’
、L2
’
线绕电感优选广东风华高新科技有限公司的FHW0805UF1R5JST，其C1、C2、C1
’
、C2
’
高压隔直电容优选该公司的1206B103K501NT。
[0017]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0018]本技术提供的这种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，采用更少的关键器件，具有逻辑稳定性高、电路精简、可靠性高、切换速度快、器件易得、成本低廉的优点，可实现100％国产化。
附图说明
[0019]图1为传统的3个耐高压管控制1个PIN管的驱动电路设计；
[0020]图2为按照本技术实施例提供的使用耐高压三极管构建的高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路原理图；
[0021]图3为按照本技术实施例提供的使用耐高压达林顿管构建的高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路原理图；
[0022]图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高反偏电压大功率PIN射频开关单元电路，其特征在于，包括由四个耐高压管Q1、Q2、Q1
’
、Q2
’
与正反馈电阻R_Q1、R_Q2、R_Q1
’
、R_Q2
’
构建的推挽式双稳态低功耗开关切换驱动电路；均衡加速切换的反相器；射频信号串联PIN管和并联PIN管；射频耦合隔直电容C1、C2、C1
’
、C2
’
；射频去耦电感L1、L2、L1
’
、L2
’
；阻尼用TVS管，即TVS1、TVS1
’
与电阻R1、R3、R1
’
、R3
’
；所述推挽式双稳态低功耗开关切换驱动电路的第一、三耐高压管Q1、Q1
’
的发射极或源极连接PIN反偏高压电源Vcc；第二、四耐高压管Q2、Q2
’
的基极或栅极连接开关控制电平进行稳态转换，第一耐高压管Q1与第二耐高压管Q2、第三耐高压管Q1
’
与第四耐高压管Q2
’
的集电极或漏极分别连接第一、二射频去耦电感L1、L1
’<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡运德，孙兴东，
申请(专利权)人：北京优航机电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：