一种GaN射频功放的电源保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种GaN射频功放的电源保护电路，电源保护电路包括顺次连接的上电时序关联电路，第一驱动电路，第二驱动电路，工作通路电路；工作通路电路一端外接电源组件输出的漏极工作电压，另一端外接GaN射频功放的漏极；上电时序关联电路用于外接电源组件输出的第一负电压，若第一负电压不正常，则向第一驱动电路发送驱动信号；第一驱动电路用于外接电源组件输出的第一正电压，若第一正电压不正常，则向第二驱动电路发送驱动信号；第二驱动电路向工作通路电路发送驱动信号来控制工作通路电路的导通或关闭。与现有技术比较，通过本实用新型专利技术的电源保护电路，不需要强制规定电源组件的上电时序即可对GaN射频功放进行上电保护。保护。保护。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN射频功放的电源保护电路


[0001]本技术涉及电源保护领域，具体的，涉及一种GaN射频功放电源保护电路。

技术介绍

[0002]GaN(氮化镓)是一种宽带隙化合物半导体材料，近年来，其在射频功率放大器中的应用受到广泛的关注，相比其他的半导体材料，GaN具有更高的宽带隙，以及更高的击穿电压，所以GaN被广泛应用在高功率的射频功放电路中，GaN射频功放为其中一种应用。GaN射频功放包括漏极、栅极、源级，GaN射频功放的工作电压由电源组件提供，通常电源组件为GaN射频功放提供+28V、+5V、
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5V电源，+28V是漏极工作电压，+5V、
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5V组成栅极控制。栅极电压通常是
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10V～+2V，典型栅极门限电压是
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3V，即当栅极电压大于或等于
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3V时，GaN射频功放的漏
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源极导通；当栅极工作电压小于
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3V时，GaN射频功放漏
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源极截止。
[0003]GaN射频功放在上电过程中，必须先将其栅极电压设置成
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5V，再接通其漏极电压，如果
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5V没有启动，其栅极电压将大于0V，此时接通其漏极电压VDD，会导致漏
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源电压完全导通并对GND短路，造成GaN射频功放管损坏。
[0004]现有技术中对GaN射频功放管的常用保护方式为强制规定电源组件电压的启动时序，即强制规定电源组件电压的启动时序为
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5V、+5V、28V，此解决方案对电源组件要求高，且电源组件必须特殊定制，成本高，可互换性差，同时无法检测栅极控制的
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5V、+5V是否正常。
[0005]还有一种解决方案如公开号为CN114256822A的专利中所公开的一种新型的GaN基ESD保护电路，其利用增强型p
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GaN HEMT器件的栅漏二极管连接方式控制触发电压，并利用限流电阻控制漏电流和泄放电路，同时利用栅极与源极同电位时，能够反向导通的能力，从而实现二极管组防护电路所不具备的双向防护功能。此方式利用栅漏二极管导通与关闭来控制触发电压，进而控制电路的导通与关闭，然而专利中没有对GaN射频功放管的栅极控制电压进行检测，在上电过程中，当栅极控制电压不正常时，没有办法对电路进行保护。

技术实现思路

[0006]本技术旨在克服上述现有技术至少一种缺陷，提供一种GaN射频功放电源保护电路，用于对GaN射频功放管的栅极电压进行异常监测，防止上电过程中功放管短路损坏。
[0007]本技术采用的方案为：
[0008]一种GaN射频功放的电源保护电路，所述电源保护电路包括顺次连接的上电时序关联电路，第一驱动电路，第二驱动电路，工作通路电路；
[0009]所述工作通路电路一端外接电源组件输出的漏极工作电压，另一端外接GaN射频功放的漏极，用于将电源组件的漏极工作电压与GaN射频功放的漏极连接；
[0010]所述上电时序关联电路，第一驱动电路，第二驱动电路一端分别与公共端GND连接，另一端分别用于外接电源组件输出的漏极工作电压；
[0011]所述上电时序关联电路用于外接电源组件输出的第一负电压，用于检测所述第一负电压是否正常，若不正常，则向第一驱动电路发送驱动信号；
[0012]所述第一驱动电路用于外接电源组件输出的第一正电压，用于检测所述第一正电压是否正常，若不正常，则向第二驱动电路发送驱动信号；
[0013]所述第二驱动电路用于接收第二驱动电路的驱动信号，然后向工作通路电路发送驱动信号来控制工作通路电路的导通或关闭。
[0014]第一负电压为GaN射频功放的
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5V栅极控制电压，第一正电压为GaN射频功放的+5V栅极控制电压，当第一负电压和第一正电压正常时，接通漏极电压。所述上电时序关联电路负责检测第一负电压，第一驱动电路负责检测第一正电压，工作通路电路负责外接漏极+28V电压与GaN射频功放漏极之间的导通与关闭；具体表现为，所述电源保护电路接入电源组件和GaN射频功放后，当上电时序电压检测到第一负电压不正常，通过向第一驱动电路发送驱动信号，第一驱动电路根据接收到的信号，向第二驱动电路发送驱动信号，同理，第二驱动信号向工作通路电路发送信号，工作通路电路接收信号后断开电源组件漏极工作电压与GaN射频功放漏极的连接。当第一负电压正常，第一正电压不正常时，上电时序关联电路不发送驱动信号，第一驱动电路向第二驱动电路发送驱动信号，第二驱动电路向工作通路电路发送驱动信号，工作通路电路接收到信号后断开电源组件漏极工作电压与GaN射频功放漏极的连接。通过设置分级检测GaN射频功放栅极控制电压，不需要对上电时序进行强制控制，并且避免了栅极控制电压不正常导致漏极短路的情况，实现了对GaN射频功放电路的保护。
[0015]进一步的，所述上电时序关联电路包括稳压二极管Z1，稳压二极管Z3，电阻R1，电阻R4和MOS管Q2；
[0016]所述电阻R1和电阻R4串联连接，所述电阻R1一端外接电源组件输出的漏极工作电压，电阻R4一端与公共端GND连接；
[0017]所述稳压二极管Z3与电阻R4并联连接，所述稳压二极管Z3正极与公共端GND连接，负极连接于电阻R1和电阻R4之间；
[0018]所述稳压二极管Z1正极与第一负电压连接，稳压二极管Z1负极与稳压二极管Z3负极连接；
[0019]所述MOS管Q1栅极与稳压二极管Z3负极连接，MOS管Q1源极与公共端GND连接，MOS管Q1漏极与第一驱动电路连接。
[0020]上电时序关联电路的工作情况具体表现为，在保护电路接入电源组件和GaN射频功放后，稳压二极管Z1与第一负电压连接，电源组件的漏极工作电压经过电阻R1、稳压二极管Z3、电阻R4，所述稳压二极管将MOS管Q2的栅源电压钳位，对MOS管Q2进行保护，钳位后的电压达到MOS管Q2的导通电压，使MOS管Q2导通，使第一驱动电路中的电位变化；当检测到第一负电压正常时，使稳压二极管Z1的参考电位减小，使MOS管Q2的栅源电压降低，MOS管Q2截止，使第一驱动电路中的电位变化，及向第一驱动电路发送驱动信号；当第一负电压不正常时，MOS管Q2的栅源电压受稳压二极管Z3的钳位，MOS管Q2导通，使第一驱动电路中的电位关系变化。
[0021]进一步的，所述第一驱动电路包括第一RC缓冲电路和电阻R3和稳压二极管Z4；
[0022]所述第一RC缓冲电路一端外接电源组件输出的漏极工作电压，一端与公共端GND
连接，所述RC缓冲电路还外接电源组件输出的第一正电压；
[0023]所述稳压二极管Z4与电阻R3并联，所述稳压二极管Z4正极与公共端GND连接，稳压二极管Z4负极分别与第二驱动电路和第一RC缓冲电路连接。
[0024]进一步的，所述第一RC缓冲电路包括电阻R5，电阻R6，电阻R7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN射频功放的电源保护电路，其特征在于，所述电源保护电路包括顺次连接的上电时序关联电路，第一驱动电路，第二驱动电路，工作通路电路；所述工作通路电路一端用于外接电源组件输出的漏极工作电压，另一端用于外接GaN射频功放的漏极，用于将电源组件的漏极工作电压与GaN射频功放的漏极连接；所述上电时序关联电路，第一驱动电路，第二驱动电路一端分别与公共端GND连接，一端分别用于外接电源组件输出的漏极工作电压；所述上电时序关联电路用于外接电源组件输出的第一负电压，用于检测所述电源组件输出的第一负电压是否正常，若不正常，则向第一驱动电路发送驱动信号；所述第一驱动电路用于外接电源组件输出的第一正电压，用于检测所述电源组件输出的第一正电压是否正常，若不正常，则向第二驱动电路发送驱动信号；所述第二驱动电路用于接收第二驱动电路的驱动信号，然后向工作通路电路发送驱动信号来控制工作通路电路的导通或关闭。2.根据权利要求1所述的一种GaN射频功放的电源保护电路，其特征在于，所述上电时序关联电路包括稳压二极管Z1，稳压二极管Z3，电阻R1，电阻R4和MOS管Q2；所述电阻R1和电阻R4串联连接，所述电阻R1一端用于外接电源组件输出的漏极工作电压，电阻R4一端与公共端GND连接；所述稳压二极管Z3正极与公共端GND连接，其负极连接于电阻R1和电阻R4之间；所述稳压二极管Z1正极与第一负电压连接，稳压二极管Z1负极与稳压二极管Z3负极连接；所述MOS管Q2栅极与稳压二极管Z3负极连接，MOS管Q2源极与公共端GND连接，MOS管Q2漏极与第一驱动电路连接。3.根据权利要求2所述的一种GaN射频功放的电源保护电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第一RC缓冲电路、电阻R3和稳压二极管Z4；所述第一RC缓冲电路一端用于外接电源组件输出的漏极工作电压，一端与公共端GND连接，所述RC缓冲电路还用于外接电源组件输出的第一正电压；所述稳压二极管Z4与电阻R3并联，所述稳压二极管Z4正极与公共端GND连接，稳压二极管Z4负极分别与第二驱动电路和第一RC缓冲电路连接。4.根据权利要求3所述的一种GaN射频功放的电源保护电路，其特征在于，所述第一RC缓冲电路包括电阻R5，电阻R6，电阻R7和电容C3；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃周，牛绍伍，刘娇，谭德军，
申请(专利权)人：广州海格通信集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：