一种发射机控制保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种发射机控制保护系统，包括温度检测和控制单元，电流检测和控制单元，逻辑门，高压驱动器，脉宽调制控制器，VEE欠压保护器，高功率电阻，PMOSFET开关管，功率放大器，电源管理单元，功放栅极驱动单元；本实用新型专利技术提供了一种多功能的发射机驱动控制和健康保护方案，实现每个组件通道的同时检测，能有效的为雷达发射机系统提供保护。相对于传统的发射机控制保护方案更灵活，集成度更高，能够满足不同的发射机控制保护需求。

【技术实现步骤摘要】
一种发射机控制保护系统
本技术涉及一种发射机控制保护系统，属于集成电路设计与制造

技术介绍
随着雷达系统小型化、集成化需求的发展，对高集成度阵面的检测和健康管理变得越来越重要。现有雷达系统采用的是统一检测方法，即对整体进行性能和功能检测，尚不能对组件通道进行参数检测和详细的控制，无法满足系统运行过程中的精准检测与保护的需求。
技术实现思路
针对以上问题，本技术提供了一种多功能的发射机驱动控制和健康保护方案，实现每个组件通道的同时检测，能有效的为雷达发射机系统提供保护。相对于传统的发射机控制保护方案更灵活，集成度更高，能够满足不同的发射机控制保护需求。为了解决以上问题，本技术采用了如下技术方案：一种发射机控制保护系统，包括温度检测和控制单元，电流检测和控制单元，逻辑门，高压驱动器，脉宽调制控制器，VEE欠压保护器，高功率电阻R，PMOSFET开关管，功率放大器，电源管理单元，功放栅极驱动单元；温度检测和控制单元的输出端与逻辑门输入端相连；电流检测和控制单元的输入端与高功率电阻R的一端相连；电流检测和控制单元的输出端与逻辑门输入端相连；逻辑门的输入端与脉宽调制控制器的输出端相连；逻辑门的输入端同时与VEE欠压保护器的输出端相连；逻辑门的输出端与高压驱动器的输入端相连；高压驱动器的输出端与PMOSFET开关管的栅极相连；高压驱动器的输出端同时与PMOSFET开关管的漏极相连；脉宽调制控制器的输入端与TTL输入信号端相连；高功率电阻R的一端与电源VCC相连；高功率电阻R的另一端与PMOSFET开关管的源极相连；PMOSFET开关管的漏极与功率放大器的输入端相连；功率放大器的另一端接地；电源管理单元跟需要供电的单元相连；功放栅极驱动单元的输出端与功率放大器的输入端相连；温度检测和控制单元利用片上或者片外温度传感器，将温度信号电平移位放大后，再经模数转换存于寄存器中，同时比较器输出过温控制信号；电流检测和控制单元利用片外高功率电阻R，将电压信号电平移位放大后，再经模数转换存于寄存器中，同时比较器输出过流控制信号；逻辑门对过温、过流、脉宽调制信号、VEE欠压控制信号等进行处理，控制高压驱动器的输出，其输出控制PMOSFET开关管的栅极；当关闭PMOSFET开关管时，功率放大器无供电；脉宽调制控制器用于对输入TTL信号进行脉宽和占空比检测；VEE欠压保护器检测VEE信号，当VEE信号过低时关闭高压驱动器的信号；电源管理单元给温度检测和控制单元、电流检测和控制单元、逻辑门、高压驱动器以及脉宽调制控制器供电；功放栅极驱动单元产生的基准电压经过预放大和驱动后给功率放大器提供直流偏置。所述温度检测和控制单元包括温度传感器、开关、电平移位放大器、模数转换器、比较器、寄存器、接口SPI；所述温度传感器包括片上温度传感器和片外温度传感器；片上温度传感器和片外温度传感器的输出端分别和开关的输入端相连，开关的输出和电平移位放大器的输入端相连；电平移位放大器的输出端和模数转换器的输入端相连；电平移位放大器的输出端同时和比较器的输入端相连；模数转换器的输出端和寄存器的输入端相连；比较器的输入端和寄存器的输出端相连；比较器的输出端同时输出过温控制逻辑给逻辑门；寄存器通过接口SPI进行通信，温度检测和控制单元有片外和片上温度传感器检测两种模式可以选择，内置高精度电平移位放大器和模数转换器，电平移位放大器用于信号的放大和共模电平的转换，模数转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号，存储于寄存器中；当检测的温度过高时，相对设定的温度阈值，可通过接口SPI调整，比较器输出的逻辑电平经过逻辑门和高压驱动器后关闭PMOSFET开关管。所述电流检测和控制单元包括电平移位放大器、模数转换器、比较器、寄存器、接口；电平移位放大器的输入端和外部高功率电阻R相连；电平移位放大器的输出端和模数转换器的输入端相连；电平移位放大器的输出端同时和比较器的输入端相连；模数转换器的输出端和寄存器的输入端相连；比较器的输入端和寄存器的输出端相连；比较器的输出端同时输出过温控制逻辑给逻辑门；寄存器通过接口SPI进行通信；电流检测和控制单元要求片外高功率电阻阻值小，电阻上压降低，在保证转换效率的同时提高系统的电流检测能力；电平移位放大器将高压域的高功率电阻R上的压降信号转换到低压域。模数转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号，存储于寄存器中。比较器比较寄存器中的阈值和电平移位放大器的输出值，输出的逻辑电平经过逻辑门和高压驱动器后关闭PMOSFET开关管。过流检测阈值通过接口SPI片外可调，忽略上电过冲导致的过流影响，当检测过流时比较器输出的逻辑电平经过逻辑门和高压驱动器后关闭PMOSFET开关管，响应时间由比较器的速度和逻辑门的延迟决定。所述电源管理单元包括低压差线性稳压器和被供电单元，被供电单元包括温度检测和控制单元，电流检测和控制单元，逻辑门，高压驱动器，脉宽调制控制器；低压差线性稳压器由高压电源VCC供电，产生的系列电压供给被供电单元。所述功放栅极驱动单元包括基准电压源、运算放大器、电阻R1和R2、栅极驱动器；功放栅极驱动单元供电由VEE提供；运算放大器的正向输入端接基准输出，负向输入端和电阻R1一端以及电阻R2一端相连；电阻R2一端同时接电阻R1一端，电阻R2另一端接地；电阻R1另一端和运算放大器的输出相连，同时和栅极驱动器的输入端相连；运算放大器的输出端和栅极驱动器的输入端相连；栅极驱动器的输出和功率放大器的输入端相连；功放栅极驱动单元将基准电压源输入转换为可调的负压输出偏置，用以驱动功率放大器栅极，输出电压范围片外经过电阻R1和R2连续可调；例如基准电压源输出电压为Vref，则运算放大器的输出电压为Vref*(1+R1/R2)；该输出电压经过栅极驱动器驱动功率放大器栅极，栅极驱动器闭环增益为1，具有较大的电容驱动和电流输出能力。本技术采用高压工艺单芯片集成一种发射机控制保护系统，实现每个组件通道的开关管驱动、电流检测、功放栅极驱动、温度检测、负压检测与保护、输入脉宽和占空比控制的同时检测。其中高压单元部分实现开关管的驱动输出级、电流检测的高压到低压输出的转换、高压低压差线性稳压器等。高压单元为低压单元提供：a)高压低压差线性稳压器的输出，给低压单元供电；b)电流检测高低压转化后的电压值(给低压模数转换器和比较器)。高压单元供电电压VCC，电源管理单元产生VCC-Vref的电压给驱动输出级，作为PMOSFET的地电源；电源管理单元产生VDD的电压给低压单元，作为温度检测、电流检测低压部分的供电，也同时作为脉宽调制控制器和逻辑门的供电。要求电源管理单元产生的VCC-Vref端具有较大的电流吸纳和抗击穿能力。电流检测高低压转化后的电压要小于模数转换器的输入动态范围，为了最大化利用模数转换器的动态范围，将电流检测最大量程设置为模数转换器的对应满量程。电流检测过阈值时为了快本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射机控制保护系统，其特征在于，包括温度检测和控制单元(100)，电流检测和控制单元(101)，逻辑门(102)，高压驱动器(103)，脉宽调制控制器(104)，VEE欠压保护器(105)，高功率电阻R(106)，PMOSFET开关管(107)，功率放大器(108)，电源管理单元(109)，功放栅极驱动单元(110)；/n温度检测和控制单元(100)的输出端与逻辑门(102)输入端相连；/n电流检测和控制单元(101)的输入端与高功率电阻R(106)的一端相连；/n电流检测和控制单元(101)的输出端与逻辑门(102)输入端相连；/n逻辑门(102)的输入端与脉宽调制控制器(104)的输出端相连；/n逻辑门(102)的输入端同时与VEE欠压保护器(105)的输出端相连；/n逻辑门(102)的输出端与高压驱动器(103)的输入端相连；/n高压驱动器(103)的输出端与PMOSFET开关管(107)的栅极相连；/n高压驱动器(103)的输出端同时与PMOSFET开关管(107)的漏极相连；/n脉宽调制控制器(104)的输入端与TTL输入信号端相连；/n高功率电阻R(106)的一端与电源VCC相连；/n高功率电阻R(106)的另一端与PMOSFET开关管(107)的源极相连；/nPMOSFET开关管(107)的漏极与功率放大器(108)的输入端相连；/n功率放大器(108)的另一端接地；/n电源管理单元(109)跟需要供电的单元相连；/n功放栅极驱动单元(110)的输出端与功率放大器(108)的输入端相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种发射机控制保护系统，其特征在于，包括温度检测和控制单元(100)，电流检测和控制单元(101)，逻辑门(102)，高压驱动器(103)，脉宽调制控制器(104)，VEE欠压保护器(105)，高功率电阻R(106)，PMOSFET开关管(107)，功率放大器(108)，电源管理单元(109)，功放栅极驱动单元(110)；
温度检测和控制单元(100)的输出端与逻辑门(102)输入端相连；
电流检测和控制单元(101)的输入端与高功率电阻R(106)的一端相连；
电流检测和控制单元(101)的输出端与逻辑门(102)输入端相连；
逻辑门(102)的输入端与脉宽调制控制器(104)的输出端相连；
逻辑门(102)的输入端同时与VEE欠压保护器(105)的输出端相连；
逻辑门(102)的输出端与高压驱动器(103)的输入端相连；
高压驱动器(103)的输出端与PMOSFET开关管(107)的栅极相连；
高压驱动器(103)的输出端同时与PMOSFET开关管(107)的漏极相连；
脉宽调制控制器(104)的输入端与TTL输入信号端相连；
高功率电阻R(106)的一端与电源VCC相连；
高功率电阻R(106)的另一端与PMOSFET开关管(107)的源极相连；
PMOSFET开关管(107)的漏极与功率放大器(108)的输入端相连；
功率放大器(108)的另一端接地；
电源管理单元(109)跟需要供电的单元相连；
功放栅极驱动单元(110)的输出端与功率放大器(108)的输入端相连。


2.根据权利要求1所述的一种发射机控制保护系统，其特征在于，所述温度检测和控制单元(100)包括温度传感器、开关、电平移位放大器、模数转换器、比较器、寄存器、接口SPI；所述温度传感器包括片上温度传感器和片外温度传感器；片上温度传感器和片外温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏林，张理振，张浩，刘海涛，吴俊杰，沈逸骅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32