一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路及时序的制作方法

本发明涉及电源管理，尤其是涉及一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路及时序。

背景技术：

1、氮化镓gan功率放大器具有高阈值电压，抗干扰能力强、高栅压安全工作区间、低反向导通压降、高击穿电压等优点，成为第三代半导体的新宠，特别是在无线通信应用之类的系统一般采用高集成度、高功率的射频氮化镓gan功率放大器。

2、但gan功率放大器需要使用特定的偏置时序， gan 功率放大器的上电和下电时序非常关键，如果处理不当，可能会导致组件损坏。因此，为gan功率放大器提供电源时，需要提供满足要求的上电时序，并对gan功率放大器进行监测与保护，如何设计出符合要求的电源，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路及时序，在上电后，检测使能信号和栅极电压，在使能信号为低电平且栅极电压vg在正常电压范围内时，开启漏极电压vd，在使能信号为高电平时，关闭漏极电压vd；在电路参数出现异常时，关闭漏极电压，实现对氮化镓功率放大器的控制与保护。

2、第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

3、一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，包括电流检测电路、漏极驱动电路、时序逻辑控制电路、辅电变换电路、栅压变换电路，电流检测电路的输出端连接漏极驱动电路，用于对输入电压进行电流检测后输出到漏极驱动电路，漏极驱动电路的输出用于连接到氮化镓功率放大器的漏极，辅电变换电路的输出端连接栅压变换电路，用于对输入电压进行电压变换后，输出到栅压变换电路进行电压变换，为氮化镓功率放大器的栅极提供可调电压，时序逻辑控制电路分别与辅电变换电路、栅压变换电路、漏极驱动电路连接，用于控制氮化镓功率放大器的上电时序、栅压异常保持和使能控制。

4、本发明进一步设置为：电流检测电路包括电流检测芯片及其外围电路，其输入端用于连接输入电压端，其输出端用于连接漏极驱动电路输入端。

5、本发明进一步设置为：漏极驱动电路包括电源管理芯片和第一功率管，电源管理芯片的输入端连接到电流检测电路的输出端，其第一输出端连接到第一功率管的控制极，其第二输出端连接到第一功率管的输出端，用于提供氮化镓功率放大器的漏极电压，第一功率管的输入端连接到电流检测电路的输出端。

6、本发明进一步设置为：时序控制电路包括依次连接的第一放大电路、第二功率管、电压比较电路和第三功率管，第一放大电路用于基于使能信号与反馈电压生成第一放大信号，第二功率管根据第一放大信号给电压比较电路提供负端输入电压，比较电路用于根据反馈电压、栅极电压、输入电压和第一放大信号，输出比较信号，第三功率管根据比较信号输出驱动信号给漏极驱动电路。

7、本发明进一步设置为：第二功率管的控制端连接第一放大电路的输出端、上拉电阻的一端，其输出端接地，其输入端连接电压比较电路的第一输入端，电压比较电路的第一输入端还连接输入电压采样端，其第二输入端连接串联电阻的串联点，串联电阻的一端连接栅极电压输出端，另一端连接反馈电压输出端。

8、本发明进一步设置为：辅电变换电路包括依次连接的buck变换电路和ldo电源芯片，用于对输入电压进行降压，得到需要的电源电压。

9、本发明进一步设置为：栅压变换电路包括依次连接的电荷泵芯片和射极跟随电路，用于产生氮化镓功率放大器栅极所需的电压。

10、本发明进一步设置为：还包括控制电路，用于根据电流检测电路的输出结果，输出使能控制信号，控制氮化镓功率放大器漏极电压的通断。

11、第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

12、一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路时序，时序控制的使能信号为脉冲信号，上电后，检测使能信号和栅极电压，在使能信号为低电平且栅极电压vg在正常电压范围内时，开启漏极电压vd，使能信号为高电平时，关闭漏极电压vd；在电路参数出现异常时，关闭漏极电压。

13、本发明进一步设置为：电路参数出现异常包括栅极电压异常、漏极电流过大、输入直流电压低于设定阈值中的至少一种。

14、与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：

15、1.本申请通过设置时序逻辑控制电路，基于反馈电压、输入电压、栅极电压、使能信号实现对氮化镓功率放大器的实时控制，保护了功率管；

16、2.进一步地，本申请通过设置栅压变换电路，实现对功率管栅极电压的控制，保护功率管的安全开启与关闭；

17、3.进一步地，本申请通过电流检测与漏极驱动电路，在检测输入电路电流的基础上，输出漏极驱动信号，保证输入电压异常时及时关闭功率管。

技术特征：

1.一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：包括电流检测电路、漏极驱动电路、时序逻辑控制电路、辅电变换电路、栅压变换电路，电流检测电路的输出端连接漏极驱动电路，用于对输入电压进行电流检测后输出到漏极驱动电路，漏极驱动电路的输出用于连接到氮化镓功率放大器的漏极，辅电变换电路的输出端连接栅压变换电路，用于对输入电压进行电压变换后，输出到栅压变换电路进行电压变换，为氮化镓功率放大器的栅极提供可调电压，时序逻辑控制电路分别与辅电变换电路、栅压变换电路、漏极驱动电路连接，用于控制氮化镓功率放大器的上电时序、栅压异常保持和使能控制。

2.根据权利要求1所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：电流检测电路包括电流检测芯片及其外围电路，其输入端用于连接输入电压端，其输出端用于连接漏极驱动电路输入端。

3.根据权利要求1所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：漏极驱动电路包括电源管理芯片和第一功率管，电源管理芯片的输入端连接到电流检测电路的输出端，其第一输出端连接到第一功率管的控制极，其第二输出端连接到第一功率管的输出端，用于提供氮化镓功率放大器的漏极电压，第一功率管的输入端连接到电流检测电路的输出端。

4.根据权利要求1所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：时序控制电路包括依次连接的第一放大电路、第二功率管、电压比较电路和第三功率管，第一放大电路用于基于使能信号与反馈电压生成第一放大信号，第二功率管根据第一放大信号给电压比较电路提供负端输入电压，比较电路用于根据反馈电压、栅极电压、输入电压和第一放大信号，输出比较信号，第三功率管根据比较信号输出驱动信号给漏极驱动电路。

5.根据权利要求4所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：第二功率管的控制端连接第一放大电路的输出端、上拉电阻的一端，其输出端接地，其输入端连接电压比较电路的第一输入端，电压比较电路的第一输入端还连接输入电压采样端，其第二输入端连接串联电阻的串联点，串联电阻的一端连接栅极电压输出端，另一端连接反馈电压输出端。

6.根据权利要求1所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：辅电变换电路包括依次连接的buck变换电路和ldo电源芯片，用于对输入电压进行降压，得到需要的电源电压。

7.根据权利要求1所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：栅压变换电路包括依次连接的电荷泵芯片和射极跟随电路，用于产生氮化镓功率放大器栅极所需的电压。

8.根据权利要求1所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路，其特征在于：还包括控制电路，用于根据电流检测电路的输出结果，输出使能控制信号，控制氮化镓功率放大器漏极电压的通断。

9.一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路时序，其特征在于：时序控制的使能信号为脉冲信号，上电后，检测使能信号和栅极电压，在使能信号为低电平且栅极电压vg在正常电压范围内时，开启漏极电压vd，使能信号为高电平时，关闭漏极电压vd；在电路参数出现异常时，关闭漏极电压。

10.根据权利要求8所述用于氮化镓功率放大器的电源管理电路时序，其特征在于：电路参数出现异常包括栅极电压异常、漏极电流过大、输入直流电压低于设定阈值中的至少一种。

技术总结本发明涉及一种用于氮化镓功率放大器的电源管理电路及时序，电源管理电路包括电流检测电路、漏极驱动电路、时序逻辑控制电路、辅电变换电路、栅压变换电路，电流检测电路的输出端连接漏极驱动电路，用于对输入电压进行电流检测后输出到漏极驱动电路，漏极驱动电路的输出用于连接到氮化镓功率放大器的漏极，辅电变换电路的输出端栅压变换电路，用于对输入电压进行电压变换后，输出到栅压变换电路进行电压变换，为氮化镓功率放大器的栅极提供可调电压，时序逻辑控制电路分别与辅电变换电路、栅压变换电路、漏极驱动电路连接，用于控制氮化镓功率放大器的上电时序、栅压异常保持和使能控制。通过精准的时序，实现对功率放大器的精准控制。技术研发人员：孟剑受保护的技术使用者：北京澳丰源科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29