CN109698674A - 一种功率回退装置和电子设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率回退装置和电子设备及其控制方法。所述功率回退装置包括多个电源、多个电源调制电路、多个二极管以及功放电路；每个电源调制电路的电源输入端一一对应连接一个电源，每个电源调制电路的电源输出端一一对应连接一个二极管的正极；每个二极管的负极连接在一起形成输出端，该输出端与功放电路连接；通过控制多个电源调制电路的逻辑门电路控制信号使多个电源调制电路以预定策略工作。本发明利用多个电源调制电路实现分时复用，在不同时间采用不同的电源的供电电压，有效解决了同一功放链路的不同功率回退输出，饱和功率输入的技术问题，使得功放管保持较高的电源效率，有效解决了目前大功率功放管不同输出功率档位的电源效率问题。

Description

一种功率回退装置和电子设备及其控制方法

技术领域

本发明属于电子设备技术领域，特别涉及一种功率回退装置和包括此功率回退装置的电子设备及其控制方法。

背景技术

目前，大量大功率的LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)功放管和GaN(氮化镓)功放管应用了到航空电子设备中。航空电子设备均为高度综合化的工作模式，例如，L波段(频率在0.8GHz-2GHz的无线电波波段)工作于空中交通管制、精密测距、塔康、联合战术信息分发***等多种模式。

针对航空电子设备的多任务工作模式，由于每种工作模式要求的功率和工作占空比不同，因此传统上需要采用功率输入回退的方式实现各个工作模式不同功率输出。功率输入回退技术，是使用同一放大链路通过降低前级输出的方式来降低输出功率，电源的工作效率较低，会产生大量热，当热量无法及时散发时会影响航空电子设备的可靠性，也限制了航空电子设备的小型化发展。

因此，如何提高功率回退技术中电源的工作效率，提高电子设备的可靠性成为了一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提高功率回退技术中电源的工作效率，提高电子设备的可靠性。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种功率回退装置，其包括多个电源、多个电源调制电路、多个二极管以及功放电路；其中，

每个所述电源调制电路的电源输入端一一对应连接一个所述电源，每个所述电源调制电路的电源输出端一一对应连接一个所述二极管的正极；

每个所述二极管的负极连接在一起形成二极管输出端，所述二极管输出端均与所述功放电路连接；

其中，通过控制多个所述电源调制电路的逻辑门电路控制信号使得多个所述电源调制电路以预定策略工作。

优选地，通过控制多个所述电源调制电路的逻辑门电路控制信号使得多个所述电源调制电路分别在不同的时间工作。

优选地，所述电源调制电路包括相互连接的电源驱动器和金属-氧化物-半导体场效应晶体管，其中，

所述电源驱动器的第一控制端接收所述逻辑门电路控制信号；

所述电源驱动器的第一端与所述金属-氧化物-半导体场效应晶体管的一端相连，作为所述电源输入端；

所述电源驱动器的第二端与所述金属-氧化物-半导体场效应晶体管的另一端相连，作为所述电源输出端。

优选地，所述电源驱动器的第二控制端接收使能信号。

优选地，所述电源驱动器为例如JSD3490电源驱动器，所述金属-氧化物-半导体场效应晶体管为例如JSD805金属-氧化物-半导体场效应晶体管。

优选地，所述功放电路包括多个功放管，每个所述功放管的射频输出端与所述二极管输出端连接。

优选地，每个所述电源的功率不同。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，其包括上述的功率回退装置。

本申请的实施例还提供了一种上述功率回退装置或上述电子设备的控制方法，包括以下步骤：

根据逻辑门电路控制信号控制多个所述电源调制模块中的至少一个工作来为所述功放电路提供预定功率的电力。

优选地，控制多个所述电源调制模块在不同的时间来为所述功放电路提供电力。

优选地，多个所述电源调制模块提供的功率不同。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明利用多个电源调制电路实现分时复用，能够在不同时间使用不同的电源的供电电压，有效解决了同一功放链路的不同功率回退输出，并使得功放管保持较高的电源效率，有效解决了目前大功率功放管不同输出功率档位的电源效率问题。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是根据本发明一实施例的功率回退装置的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例的功率回退装置的多个电源调制电路的TTL信号时序图；

图3是根据本发明一实施例的功率回退装置的电源调制电路的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

功率回退装置包括多个电源、多个电源调制电路、多个二极管以及功放管；每个所述电源调制电路的电源输入端一一对应连接一个所述电源，每个所述电源调制电路的电源输出端一一对应连接一个所述二极管的正极，连接在一起的电源、电源调制电路和二极管形成一个可以为功放管提供电力的电源调制通路，多个电源调制通路之间为并联关系；多个所述二极管的负极连接在一起形成输出端均与所述功放管连接，多个电源调制通路可以为功放管提供电力；通过控制多个所述电源调制电路的逻辑门电路控制信号使多个所述电源调制电路以预定策略工作。

通过控制多个电源调制电路的逻辑门电路控制信号使多个电源调制通路以预定策略工作，根据功放管的需求，使能合适的电源调制通路，提高电源效率，减少热量，提高设备的可靠性。

下面以具体的实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，为本发明实施例的一种功率回退装置，其包括多个电源1、多个电源调制电路2、多个二极管3以及功放电路4；

每个电源调制电路2的电源输入端一一对应连接一个电源1，每个电源调制电路2的电源输出端一一对应连接一个二极管3的正极；

所有二极管3的负极连接在一起形成输出端，在此称为二极管输出端，该二极管输出端与功放电路4连接；

通过控制多个电源调制电路2的逻辑门电路控制信号使多个电源调制电路2以预定策略工作。

根据功放电路4的需要，可以使能电源调制电路2，使与电源调制电路2连接的电源1为功放电路4提供电力。

使用多个电源调制电路可以实现分时复用，在不同时间使用不同的电源1的供电电压，从而能够有效解决同一功放链路的不同功率回退输出，同时功放电路4保持了较高的电源效率，有效解决了目前大功率功放管不同输出功率档位的电源效率问题。

功放电路4在输入不变的情况下，变换工作电压，通过多电源调制的方式实现电压变换，根据不同功率输出要求以及功放电路4中功放管的特性选择不同电压。在一个例子中，功放电路4包括2个功放管，2个功放管(例如，中电科13所生产的NC4352S-0912P1000功放管)同时工作，利用两个电源调制电路2实现不同的功率输出，其中低功率模式输出占空比较大。使用该方式能够使得功放电路4的电源效率在功率回退的情况下保持在60％以上，避免了电源低效率时产生大量热量。

每个电源调制电路2的电源输入端一一对应连接一个电源1，每个电源调制电路2的电源输出端一一对应连接一个二极管3的正极，利用二极管3的单向导通特性，既可以避免多个电源调制电路2之间相互干扰，也可以防止多个电源调制电路2连接的多个电源1同时输出电力而损坏电源电路。

电源1、电源调制电路2和二极管3的数量对应，根据工作模式的数量和功率可以改变电源1、电源调制电路2和二极管3的数量。

在一个实施例中，通过控制多个电源调制电路2的逻辑门电路控制信号(TTL信号)使每个电源调制电路2在不同的时间工作，从而使用与电源调制电路2连接的电源1供电。例如，图2示出了多个电源调制电路的TTL信号时序图。TTL1至TTLx(TTLx对应为第x种工作模式对应的调制信号)在同一时间内仅有一个有效，其余均无效。利用图2的TTL信号时序图，可以在同一时间内只有一个电源调制电路2工作，即，只有一个电源调制电路2连接的电源1工作，提供一种电压模式。在实际使用时，可以根据每种工作模式的输出功率选择对应的电源1，使该电源1对应的电源调制电路2工作。

在一个实施例中，如图3所示，电源调制电路2包括相互连接的电源驱动器21和金属-氧化物-半导体场效应晶体管22，其中，

电源驱动器21的控制端接收逻辑门电路控制信号；

电源驱动器21的一端和金属-氧化物-半导体场效应晶体管22的一端相连，作为电源输入端；

电源驱动器21的另一端和金属-氧化物-半导体场效应晶体管22的另一端相连，作为电源输出端。

其中，电源驱动器21的第一控制端接收逻辑门电路控制信号(TTL信号)的同时，电源驱动器21的第二控制端还接收一个使能信号(EN信号)，当接收到这二个信号时，电源驱动器21工作。

例如，电源驱动器21可以是例如中电科58所生产的JSD3490电源驱动器，金属-氧化物-半导体场效应晶体管22可以是例如中电科58所生产的JSD805金属-氧化物-半导体场效应晶体管。由于JSD3490电源驱动器为高速高压电源驱动器，JSD805金属-氧化物-半导体场效应晶体管为大电流金属-氧化物-半导体场效应晶体管，因此电源调制电路2能够实现电源1的高速开关调制，切换速度约为400ns。本实施例的电源调制电路2可以应用在+65V以内的电压，功放电路4常用的电压为+50V、+36V、+28V和+18V，上述功放电路4都可与本实施例的电源调制电路2连接，正常应用。

在一个实施例中，如图1所示，功放电路4包括多个功放管，每个功放管的射频输出端与二极管输出端连接。当然，功放电路4可以只包括一个功放管。当功放电路4包括多个功放管时，可以使用与调制电源电路2连接的电源1为多个功放管供电。根据输出功率要求和单个功放管的输出功率确定功放电路4中功放管的数量。

在一个实施例中，多个电源1的功率不同。当多个电源1中的一个电源1连接的电源调制电路2工作时，此电源1为功放电路4提供电力。由于多个电源1的功率不同，功放电路4可以在不同功率下工作。

本发明实施例还公开了一种电子设备，其包括上述的功率回退装置，由于上述的功率回退装置可以提高电源效率，减少热量，因此可以有效提高电子设备的可靠性，可方便地应用于各个综合化航电平台。

此外，本发明的实施例还提供了一种用于上述功率回退装置或上述电子设备的控制方法，其中：

根据控制信号控制多个所述电源调制模块中的至少一个工作来为所述功放管提供预定功率的电力。

进一步地，在一个实施例中，可以根据控制信号控制多个所述电源调制模块在不同的时间来为所述功放管提供电力。具体的，多个电源调制模块在不同的时间工作，可以在一个时间段内使多个电源调制模块中的一个电源调制模块工作。根据功放管选择好电源调制模块后，对电源调制模块施加控制信号，电源调制模块接收控制信号后并为功放管提供电力。

而且，多个所述电源调制模块提供的功率不同。根据功放管的需要，选择多个电源调制模块中的一个电源调制模块为功放管提供电力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种功率回退装置，其特征在于，包括多个电源、多个电源调制电路、多个二极管以及功放电路；其中，

每个所述电源调制电路的电源输入端一一对应连接一个所述电源，每个所述电源调制电路的电源输出端一一对应连接一个所述二极管的正极；

每个所述二极管的负极连接在一起形成二极管输出端，所述二极管输出端与所述功放电路连接；

其中，通过控制多个所述电源调制电路的逻辑门电路控制信号使得多个所述电源调制电路以预定策略工作。

2.根据权利要求1所述的功率回退装置，其特征在于，通过控制多个所述电源调制电路的逻辑门电路控制信号使得多个所述电源调制电路分别在不同的时间工作。

3.根据权利要求1所述的功率回退装置，其特征在于，所述电源调制电路包括相互连接的电源驱动器和金属-氧化物-半导体场效应晶体管，其中，

所述电源驱动器的第一控制端接收所述逻辑门电路控制信号；

所述电源驱动器的第一端与所述金属-氧化物-半导体场效应晶体管的一端相连，作为所述电源输入端；

所述电源驱动器的第二端与所述金属-氧化物-半导体场效应晶体管的另一端相连，作为所述电源输出端。

4.根据权利要求3所述的功率回退装置，其特征在于，所述电源驱动器的第二控制端接收使能信号。

5.根据权利要求1所述的功率回退装置，其特征在于，所述功放电路包括多个功放管，每个所述功放管的射频输出端与所述二极管输出端连接。

6.根据权利要求1所述的功率回退装置，其特征在于，每个所述电源的功率各不相同。

7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的功率回退装置。

8.一种如权利要求1至6中任意一项所述的功率回退装置或如权利要求7所述的电子设备的控制方法，包括以下步骤：

根据逻辑门电路控制信号控制多个电源调制模块中的至少一个工作来为功放电路提供预定功率的电力。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

控制多个所述电源调制模块在不同的时间来为所述功放电路提供电力。