毫米波放大器時序直流電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種毫米波放大器時序直流電源，涉及一種直流電源，包括可調(diào)式三端穩(wěn)壓器、第一低壓差穩(wěn)壓器、第二低壓差穩(wěn)壓器、調(diào)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換器；可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的電壓輸出端連接第一低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸入端，第一低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸出端連接負(fù)載的正極；第二低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸出端連接電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸入端，電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端連接調(diào)壓電路的電壓輸入端，調(diào)壓電路的信號輸出端連接可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的信號輸入端；電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端還連接負(fù)載的負(fù)極。本發(fā)明利用三極管的開關(guān)特性制作的時序直流電源能很好避免了開關(guān)機(jī)瞬間的浪涌電壓對芯片的損壞，其制造成本低，性能穩(wěn)定。
【專利說明】暈米波放大器時序直流電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種直流電源，特別是涉及一種毫米波放大器時序直流電源。

【背景技術(shù)】
[0002]毫米波放大器要求輸入阻抗高、高增益、體積小，為此放大器多數(shù)采用專用芯片搭建，專用芯片集成的放大器件是場效應(yīng)管。場效應(yīng)管在現(xiàn)代制造工藝中的尺寸都很小，柵極與源極、漏極與源極的距離都很小，從而在小電壓下產(chǎn)生很強(qiáng)的電場擊穿場效應(yīng)管，導(dǎo)致芯片損壞，系統(tǒng)無法工作。
[0003]在工程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)常在開關(guān)機(jī)的瞬間損壞，通過分析是開關(guān)機(jī)時浪涌電壓將系統(tǒng)壞。如何在工程中避免開關(guān)機(jī)瞬間的浪涌電壓對芯片的損壞一直是工程人員思考的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠避免開機(jī)瞬間的浪涌電壓損壞毫米波放大器芯片的直流電源。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種毫米波放大器時序直流電源，其包括可調(diào)式三端穩(wěn)壓器、第一低壓差穩(wěn)壓器、第二低壓差穩(wěn)壓器、調(diào)壓電路和電壓轉(zhuǎn)換器；
[0006]所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的電壓輸出端連接所述第一低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸入端，所述第一低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸出端連接負(fù)載的正極；所述第二低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸出端連接所述電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端連接所述調(diào)壓電路的電壓輸入端，所述調(diào)壓電路的信號輸出端連接所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的信號輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端還連接負(fù)載的負(fù)極。
[0007]采用以上技術(shù)方案，輸入電源到所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器和第二低壓差穩(wěn)壓器，所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器輸出電壓到所述第一低壓差穩(wěn)壓器，所述第二低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓到所述電壓轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成負(fù)壓并分別輸送給調(diào)壓電路和負(fù)載。當(dāng)開機(jī)的瞬間沒有建立負(fù)壓時，調(diào)壓電路控制所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器輸出低壓到所述第一低壓差穩(wěn)壓器，使得所述第一低壓差穩(wěn)壓器沒有輸出電壓到負(fù)載，起到對負(fù)載的保護(hù)作用。當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器有負(fù)壓輸出時，所述調(diào)壓電路控制所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器輸出高壓到所述第一低壓差穩(wěn)壓器，使得所述第一低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓到負(fù)載。
[0008]較佳的，所述調(diào)壓電路包括NPN型三極管和第一電阻；所述電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端通過所述第一電阻連接所述NPN型三極管的基極，所述NPN型三極管的發(fā)射極接地，所述NPN型三極管的集電極連接所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的調(diào)壓端，所述NPN型三極管集電極與所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器之間的電路上還連接第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端接地。以上技術(shù)方案采用了更加簡單的方式來對所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器進(jìn)行調(diào)壓，降低了成本并且具有體積小的優(yōu)點。
[0009]進(jìn)一步的，所述電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端還通過第三電阻連接第四電阻的一端，所述第四電阻的另一端接地，所述第四電阻與第三電阻之間的電路連接所述負(fù)載的負(fù)極；所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述第三電阻之間的電路上還連接第一電容的正極，所述第一電容的負(fù)極接地；所述第一低壓差穩(wěn)壓器的電壓輸出端還連接第二電容的正極，所述第二電容的負(fù)極接地，所述第二電容的正極通過第五電阻連接負(fù)載的正極，所述第三電阻與第四電阻的阻值之和小于所述第五電阻的阻值。
[0010]采用以上技術(shù)方案，當(dāng)關(guān)機(jī)時，由于第二電容與第五電阻組成的放電電路的放電時間常數(shù)，比起由第一電容、第三電阻和第四電阻組成的放電電路的放電時間常數(shù)要小，因此負(fù)載的正壓比負(fù)載的負(fù)壓先消失，由此實現(xiàn)了關(guān)機(jī)時先關(guān)正壓后關(guān)負(fù)壓，起到了對負(fù)載的保護(hù)作用。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用三極管的開關(guān)特性制作的時序直流電源能很好避免了開關(guān)機(jī)瞬間的浪涌電壓對芯片的損壞，其制造成本低，性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明一【具體實施方式】的具體電路示意圖。
[0013]圖2是開機(jī)后電壓建立的波形圖。
[0014]圖3是關(guān)機(jī)后電壓消失的波形圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0016]如圖1所示，一種毫米波放大器時序直流電源，包括可調(diào)式三端穩(wěn)壓器1、第一低壓差穩(wěn)壓器2、第二低壓差穩(wěn)壓器3、調(diào)壓電路4和電壓轉(zhuǎn)換器5。所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I的電壓輸出端連接所述第一低壓差穩(wěn)壓器2的電壓輸入端，所述第一低壓差穩(wěn)壓器2的電壓輸出端連接負(fù)載的正極；所述第二低壓差穩(wěn)壓器3的電壓輸出端連接所述電壓轉(zhuǎn)換器5的電壓輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換器5的電壓輸出端連接所述調(diào)壓電路4的電壓輸入端，所述調(diào)壓電路4的信號輸出端連接所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I的信號輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換器5的電壓輸出端還連接負(fù)載的負(fù)極。
[0017]所述調(diào)壓電路4包括NPN型三極管6和第一電阻R2 ;所述電壓轉(zhuǎn)換器5的電壓輸出端通過所述第一電阻R2連接所述NPN型三極管6的基極，所述NPN型三極管6的發(fā)射極接地，所述NPN型三極管6的集電極連接所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I的調(diào)壓端，所述NPN型三極管6集電極與所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I之間的電路上還連接第二電阻R6的一端，所述第二電阻R6的另一端接地。
[0018]所述電壓轉(zhuǎn)換器5的電壓輸出端還通過第三電阻R3連接第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端接地，所述第四電阻R4與第三電阻R3之間的電路連接所述負(fù)載的負(fù)極且所述第四電阻R4與第三電阻R3之間的電路通過第三電容C5接地；所述電壓轉(zhuǎn)換器5與所述第三電阻R3之間的電路上還連接第一電容C4的正極，所述第一電容C4的負(fù)極接地；所述第一低壓差穩(wěn)壓器2的電壓輸出端還連接第二電容C7的正極，所述第二電容C7的負(fù)極接地，所述第二電容C7的正極通過第五電阻R7連接負(fù)載的正極，所述第三電阻R3與第四電阻R4的阻值之和小于所述第五電阻R7的阻值。
[0019]本實施例中，所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I采用型號為CW317的集成塊實現(xiàn)，第一低壓差穩(wěn)壓器2和第二低壓差穩(wěn)壓器3均由型號為LT1129-5的集成塊實現(xiàn)，電壓轉(zhuǎn)換器5由型號為ADP3603的集成塊實現(xiàn)，NPN型三極管由型號為9014的三極管實現(xiàn)。所述負(fù)載由型號為LE2040和型號為HMC283的模塊放大器組成。
[0020]低噪聲放大器HMC283的柵極直流偏置電壓需要負(fù)壓，典型值為_0.15V，漏極直流偏置電壓需要正壓，典型值為+5V。為了避免開關(guān)機(jī)時損壞HMC283放大器，開機(jī)時應(yīng)該先加?xùn)艠O負(fù)壓后加漏極正壓，關(guān)機(jī)時先關(guān)正壓后關(guān)負(fù)壓。在工作過程中輸入+12V到可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I和第二低壓差穩(wěn)壓器3，可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I提供+8V正壓，用第一低壓差穩(wěn)壓器2提供+5V正壓，電壓轉(zhuǎn)換器5提供-3V負(fù)壓。開機(jī)的瞬間負(fù)壓沒有建立時，NPN型三極管9014的基極電壓對地電壓大于0.75V,NPN型三極管9014飽和導(dǎo)通，三極管9014的集電極與發(fā)射極呈現(xiàn)很小的電阻，從而將第二電阻短路，使可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I可調(diào)電壓端第一腳接地，其電壓輸出端的電壓為1.25V。第一低壓差穩(wěn)壓器2的輸入電壓如果小于5.5V,輸出端無輸出電壓，所以當(dāng)可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I輸出電壓等于1.25V時，第一低壓差穩(wěn)壓器2不會輸出電壓，因此第一低壓差穩(wěn)壓器2不會向放大器HMC283的漏極供電，最終保護(hù)了放大器HMC283。只有當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器5有負(fù)壓輸出時，負(fù)壓-3V通過第一電阻加到NPN型三極管9014的基極使NPN型三極管9014截止，可調(diào)式三端穩(wěn)壓器I輸出+8V，第一低壓差穩(wěn)壓器2才輸出+5V。如果由于某種原因電壓轉(zhuǎn)換器5無負(fù)壓-3V輸出，那么第一低壓差穩(wěn)壓器2就沒有+5V電壓加到放大器HMC283上，從而達(dá)到保護(hù)放大器HMC283的目的。因此該電源在開機(jī)時能實現(xiàn)對放大器HMC283先加?xùn)艠O負(fù)壓后加漏極正壓及缺負(fù)保護(hù)。關(guān)機(jī)時，由于第二電容與第五電阻組成的放電電路的放電時間常數(shù)，比起由第一電容、第三電阻和第四電阻組成的放電電路的放電時間常數(shù)要小，因此放大器HMC283漏極的正壓比柵極負(fù)壓先消失，實現(xiàn)關(guān)機(jī)時先關(guān)正壓后關(guān)負(fù)壓，保護(hù)了放大器HMC283。
[0021]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的效果，通過一個待測的毫米波放大器時序直流電源，一個負(fù)載板，一個+12V的穩(wěn)壓電源，一個Tektronix TDS2022型雙蹤示波器對本發(fā)明進(jìn)行測試。Tektronix TDS2022型雙蹤示波器，可以同時存儲直流電壓的瞬態(tài)過程，而且可以直接讀出兩路電壓的時間差值。
[0022]在通電測試前，首先用萬用表測量電源的輸出端的對地電阻，在合符要求的情況下再通電；其次在通電測試時不能把它與放大電路相連接，給直流電源帶上等效的負(fù)載，+5V電壓在額定電流時的等效負(fù)載為14歐姆左右，-3V電壓的等效負(fù)載為789歐姆。
[0023]測試的結(jié)果:當(dāng)將電壓轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端短路，實驗結(jié)果顯示無+5V輸出。
[0024]如圖2所示，開機(jī)時，示波器顯示兩路電壓從無到有的過程。實線表示+5V的電壓曲線，虛線表示-3V的電壓曲線，兩線重合處表示開機(jī)前-3V和+5V兩路電源都無輸出，屏幕中豎直方向的兩直線之間表示負(fù)壓達(dá)到-3V比正壓達(dá)到+5V提前的時間，圖中可見，負(fù)壓提前了 180微秒。
[0025]如圖3所示，實線表示+5V的電壓曲線，虛線表示-3V的電壓曲線，關(guān)機(jī)時，當(dāng)兩路輸出電壓達(dá)到額定值后，關(guān)掉+12V直流穩(wěn)壓電源，雙蹤示波器顯示關(guān)機(jī)后正負(fù)電壓消失的過程，實驗結(jié)果顯示正壓很快減少為零，負(fù)壓延遲39.2毫秒，與理論值符合:+5V電壓(即第一低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓)的等效負(fù)載&=14Ω，放電的時間常數(shù)T = 5&C = 0.7ms,通過計算其大小約為0.7毫秒，-3V電壓(即電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓)的等效負(fù)載& =800 Ω，放電時間常數(shù)約為T = 40ms，二者的差約為39.3毫秒。
[0026]由測試的結(jié)果可知，直流電源的性能達(dá)到了設(shè)計時所要求的按時間順序供電的功能:能實現(xiàn)缺負(fù)保護(hù)，沒有負(fù)電壓輸出時就沒有正電壓輸出；開機(jī)時，輸出電壓先輸出負(fù)電壓后輸出正電壓；關(guān)機(jī)時，正電壓先關(guān)負(fù)電壓后關(guān)。這樣能很好的解決開關(guān)機(jī)時浪電壓將系統(tǒng)壞的問題，而且改電路元器件少、成本低、性能可靠、體積小，有很好的工程價值。
[0027]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種毫米波放大器時序直流電源，其特征在于:包括可調(diào)式三端穩(wěn)壓器(I)、第一低壓差穩(wěn)壓器(2)、第二低壓差穩(wěn)壓器(3)、調(diào)壓電路(4)和電壓轉(zhuǎn)換器(5)； 所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器(I)的電壓輸出端連接所述第一低壓差穩(wěn)壓器(2)的電壓輸入端，所述第一低壓差穩(wěn)壓器(2)的電壓輸出端連接負(fù)載的正極；所述第二低壓差穩(wěn)壓器(3)的電壓輸出端連接所述電壓轉(zhuǎn)換器(5)的電壓輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換器(5)的電壓輸出端連接所述調(diào)壓電路(4)的電壓輸入端，所述調(diào)壓電路(4)的信號輸出端連接所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器(I)的信號輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換器(5)的電壓輸出端還連接負(fù)載的負(fù)極。
2.如權(quán)利要求1所述的毫米波放大器時序直流電源，其特征是:所述調(diào)壓電路(4)包括NPN型三極管(6)和第一電阻(R2);所述電壓轉(zhuǎn)換器(5)的電壓輸出端通過所述第一電阻(R2)連接所述NPN型三極管(6)的基極，所述NPN型三極管(6)的發(fā)射極接地，所述NPN型三極管出)的集電極連接所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器(I)的調(diào)壓端，所述NPN型三極管(6)集電極與所述可調(diào)式三端穩(wěn)壓器(I)之間的電路上還連接第二電阻(R6)的一端，所述第二電阻(R6)的另一端接地。
3.如權(quán)利要求1或2所述的毫米波放大器時序直流電源，其特征是:所述電壓轉(zhuǎn)換器(5)的電壓輸出端還通過第三電阻(R3)連接第四電阻(R4)的一端，所述第四電阻(R4)的另一端接地，所述第四電阻(R4)與第三電阻(R3)之間的電路連接所述負(fù)載的負(fù)極；所述電壓轉(zhuǎn)換器(5)與所述第三電阻(R3)之間的電路上還連接第一電容(C4)的正極，所述第一電容(C4)的負(fù)極接地；所述第一低壓差穩(wěn)壓器(2)的電壓輸出端還連接第二電容(C7)的正極，所述第二電容(C7)的負(fù)極接地，所述第二電容(C7)的正極通過第五電阻(R7)連接負(fù)載的正極，所述第三電阻(R3)與第四電阻(R4)的阻值之和小于所述第五電阻(R7)的阻值。
【文檔編號】G05F1/46GK104375544SQ201410376494
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】蒲大雁 申請人:重慶工商職業(yè)學(xué)院, 蒲大雁