System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种氮化镓功率管的安全供电电路制造技术_技高网

一种氮化镓功率管的安全供电电路制造技术

技术编号:44980805 阅读:1 留言:0更新日期:2025-04-15 17:00
本发明专利技术公开了一种氮化镓功率管的安全供电电路,包括场效应开关、三极管、二极管和电阻,利用负偏置电压通过二极管和三极管控制场效应开关管的导通,从而控制电源电压加载到GaN功率管漏极上,当负偏压低至门限值时,GaN功率管的栅极偏压可确保功率管静态电流达到设定值,此时负偏置电压通过二极管和三极管控制场效应开关管接通电源至GaN功率管的漏极,确保“上电”、“关电”以及“基准负偏压失效”3种状态下GaN功率管的供电安全。通过上述方式,本发明专利技术完全采用硬件电路实现,组成简单,工作可靠,成本低廉,性价比高,很适合于GaN功率管的安全供电,具有良好的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率控制电路,特别是涉及一种氮化镓功率管的安全供电电路


技术介绍

1、gan功率管由于效率高、线性度好、工作频带极宽、工作电压范围宽等诸多优点在超短波、微波放大器中广为使用,并普及到各种基站通讯、移动通信、卫星通讯设备中,但gan功率管的供电有时序要求:先加功率管栅极的负偏置电压,后给漏极提供正电源,且时序不可颠倒,否则损坏gan功率管,通常有以下三组种情况容易导致时序错误而损坏功率管:

2、(1)功放电路手动上电过程,电路的调试、测试以及正常使用时,手动操作上电时需要操作人员人为控制先加栅极偏压,再加漏压,频繁的操作很容易弄错时序造成放大器功率管损坏;

3、(2)电路工作过程中,给gan功率管栅极提供偏置的基准负电源突然失效,如不能及时关断电源,会导致gan功率管损坏;

4、(3)断电过程中,gan功率管栅极偏置和漏极电源断电时序错误,会导致gan功率管损坏。

5、目前,大部分氮化镓功率放大器是采用专门的时序控制电路来保证功率管的供电安全,有专门的时序控制芯片,先输出负偏压提供给gan功率管栅极,延时后芯片输出控制信号接通漏极的电源开关,延时给gan功率管漏极加电,从而保证gan功率管的供电安全,功率管的供电控制电路较为复杂,缺少简洁的供电控制电路,总的来说,gan功率管供电有时序要求,而传统的供电时序控制电路较为复杂,供电过程中也存在可能出现负偏置掉电的gan功率管保护问题。

6、基于以上缺陷和不足,有必要对现有的技术予以改进,设计出一种氮化镓功率管的安全供电电路。


技术实现思路

1、本专利技术主要解决的技术问题是提供一种氮化镓功率管的安全供电电路,在“上电”、“关电”以及“基准负压失效”3种情况下为gan功率管提供安全可靠的供电,该电路采用通用的分立元件,组成简单,板图面积小,加工成本极低,免调试,工作可靠,适合大批量复制。

2、为解决上述技术问题,本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种氮化镓功率管的安全供电电路,该种氮化镓功率管的安全供电电路包括包括场效应开关v1、三极管v2、二极管v3、电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4,所述三极管v2的发射极与供给gan功率管栅极偏置的基准负电源-vs连接,所述三极管v2的基极通过电阻r1与所述二极管v3的正极连接,所述二极管v3的负极接地,所述电阻r2一端与所述三极管v2的基极连接,另一端与所述三极管v2的发射极连接,所述三极管v2的集电极通过电阻r3和电阻r4与供给gan功率管漏极电压的电源vcc连接;

3、所述二极管v3的反向导通电压vr被配置为vr≤-(-vs+0.7+vr1),其中vr1为电阻r1两端的压降;

4、所述场效应开关v1的栅极与所述电阻r3和r4的连接点连接,场效应开关v1的源极与供给gan功率管漏极电压的电源vcc连接,场效应管v1的漏极作为电路的输出端,与被保护的gan功率管的漏极电路连接。

5、优选的是,所述场效应开关v1被配置为p沟道金属氧化物场效应管(p-mosfet)。

6、优选的是,所述电阻r3和电阻r4的取值确保所述场效应开关管v1导通时的栅极、源极之间电压控制在8~11v之间,并且通过所述电阻r3和电阻r4的电流为毫安级。

7、优选的是,所述三极管v2采用npn三极管。

8、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:

9、仅采用7个分立元件的硬件电路实现了上电、关电以及负压失效等状态下对功率器件的保护作用,通过选择二极管反向导通电压vr,确保负电源电压低于门限后,才将电子开关导通,向功率管漏极供电,对比现有技术方案采用集成芯片或者软件控制的方法,本专利技术实现简单,成本低,可靠性好,便于批量生产,可用于基站通信、移动通信、卫星通信及干扰技术中,已在基站通信干扰的微波功率放大器中实际应用。

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【技术保护点】

1.一种氮化镓功率管的安全供电电路,其特征在于:包括场效应开关V1、三极管V2、二极管V3、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4,所述三极管V2的发射极与供给GaN功率管栅极偏置的基准负电源-Vs连接,所述三极管V2的基极通过电阻R1与所述二极管V3的正极连接,所述二极管V3的负极接地,所述电阻R2一端与所述三极管V2的基极连接,另一端与所述三极管V2的发射极连接,所述三极管V2的集电极通过电阻R3和电阻R4与供给GaN功率管漏极电压的电源Vcc连接;

2.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的安全供电电路,其特征在于:所述场效应开关V1被配置为P沟道金属氧化物场效应管。

3.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的安全供电电路,其特征在于:所述电阻R3和电阻R4的取值确保所述场效应开关管V1导通时的栅极、源极之间电压控制在8~11V之间,并且通过所述电阻R3和电阻R4的电流为毫安级。

4.根据权利要求1所述的一种氮化镓功率管的安全供电电路,其特征在于:所述三极管V2采用NPN三极管。

【技术特征摘要】

1.一种氮化镓功率管的安全供电电路,其特征在于:包括场效应开关v1、三极管v2、二极管v3、电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4,所述三极管v2的发射极与供给gan功率管栅极偏置的基准负电源-vs连接,所述三极管v2的基极通过电阻r1与所述二极管v3的正极连接,所述二极管v3的负极接地,所述电阻r2一端与所述三极管v2的基极连接,另一端与所述三极管v2的发射极连接,所述三极管v2的集电极通过电阻r3和电阻r4与供给gan功率管漏极电压的电源vcc连接;

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【专利技术属性】
技术研发人员:王润民陈必清刘宁
申请(专利权)人:昆山九华电子设备厂
类型:发明
国别省市:

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