[發明專利]一種射頻功率放大器保護電路及保護方法

在審

• 申請號: 202310122737.X
• 申請日: 2023-02-16
• 公開（公告）號: CN116208100A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 盛懷茂;李嘯麟
• 申請（專利權）人: 芯樸科技（上海）有限公司
• 主分類號: H03F1/52
• 分類號: H03F1/52;H03F3/21;H03F3/19;H02H3/20
• 代理公司: 上海和華啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

本發明揭示了一種射頻功率放大器保護電路及保護方法，包括功率控制電路、功率放大電路、過壓保護電路和電源電壓；過壓保護電路根據電源電壓調整第一功率放大器與第二功率放大器的供電電壓，并根據電源電壓的大小輸出不同的控制信號于功率控制電路；功率控制電路為功率放大電路提供偏置信號，并根據控制信號調整偏置信號的大小，進一步的，第三功率放大器輸出控制信號于功率控制電路，功率控制電路根據此控制信號調整偏置信號的大小。本發明通過對傳統的射頻功率放大器的設計進行了改進，增加了過壓保護模塊和閉環控制保護系統，避免了因輸出射頻信號幅度過大而導致的燒片及元件擊穿現象，提升了射頻功率放大器模塊的可靠性與安全性。

技術領域

本發明涉及種功率放大器設計領域，特別是涉及一種射頻功率放大器保護電路及保護方法。

背景技術

在遠距離無線通信領域，射頻功率放大器是不可或缺的前端組件。為實現足夠的增益和輸出功率，射頻功率放大器一般采用多級結構，如圖1所示，串聯的Stage1、Stage2和Stage3組成功率放大器電路。Stage1和Stage2為功率放大器的驅動級，Stage3為功率放大器的輸出級。功率控制電路Controller產生功率放大器Stage1、Stage2和Stage3所需的偏置電流IB1、IB2和IB3。VCC和VBATT分別為功率放大電路和功率控制器電路Controller的電源。RFIN和RFOUT分別代表射頻輸入信號和射頻輸出信號。大的輸出功率需要功率放大器的有源器件可以承受更高的射頻電壓，因此射頻功率放大器的有源器件一并選用GaAs?HBT器件。為了降低成本，功率控制電路Controller一般采用CMOS工藝。

雖然采用GaAs?HBT器件作為功率放大器的有源器件可以顯著提高功率放大器的可靠性，但是在電源電壓較高以及負載阻抗失配的情況下，易造成功率放大器器件擊穿以及芯片的燒片。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種射頻功率放大器保護電路及保護方法，避免了因輸出射頻信號幅度過大而導致的燒片現象，提升了射頻功率放大器模塊的可靠性與安全性。

本發明提供一種射頻功率放大器保護電路，包括功率控制電路、功率放大電路和過壓保護電路；

射頻信號接入所述功率放大電路后放大輸出；

所述功率控制電路與所述功率放大電路相連，并為所述功率放大電路提供偏置信號；

所述過壓保護電路連接至電源電壓，所述過壓保護電路根據所述電源電壓調整所述功率放大電路的供電電壓，并根據所述電源電壓輸出不同的控制信號于所述功率控制電路，所述功率控制電路根據所述控制信號調整所述偏置信號。

進一步的，所述功率控制電路包括第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器；所述射頻信號輸入至所述第一功率放大器，所述第一功率放大器、所述第二功率放大器和所述第三功率放大器依次相連后輸出放大后的所述射頻信號。

進一步的，所述過壓保護電路與所述第一功率放大器與所述第二功率放大器相連，所述過壓保護電路根據所述電源電壓調整所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的供電電壓；所述電源電壓與所述第三功率放大器相連，為所述第三功率放大器提供工作電壓。

進一步的，所述過壓保護電路包括第一比較器、第二比較器、第一電阻、第二電阻和線性穩壓模塊；

所述電源電壓與所述第一電阻的一端相連，所述第一電阻的另一端與所述第一比較器的正極、所述第二比較器的正極以及所述第二電阻的一端相連，所述第二電阻的另一端接地；所述第一比較器和所述第二比較器的負極分別接第一參考電壓和第二參考電壓；所述第一比較器的輸出端與所述線性穩壓模塊相連并輸出第一控制信號；所述第二比較器的輸出端與所述線性穩壓模塊相連，向所述線性穩壓模塊輸出第二控制信號，所述線性穩壓模塊輸出第一電壓或第二電壓。