GaN功率放大器电源驱动控制电路及设备
本发明提供了一种GaN功率放大器电源驱动控制电路及设备，包括：栅压驱动电路、栅流返吐稳压电路、栅压监测电路、正负压加电时序保护电路、漏压驱动控制电路；栅压驱动电路产生用于功率放大器驱动所需的栅极驱动电压Vg；栅流返吐稳压电路吸收功率放大器栅极返吐电流；栅压监测电路输出栅极驱动电压监测信号至正负压加电时序保护电路；正负压加电时序保护电路生成保护电平输出至漏电驱动控制电路；漏压驱动控制电路产生功率放大器所需的脉冲漏极驱动电压Vd。本发明针对GaN功率放大器件栅压返吐电流导致栅压拉偏现象，提供一种稳压电路结合下偏监测保护电路方案，用于吸收返吐电流，稳定GaN功率放大器件栅压，并提供栅压下偏监测保护。
发明专利
CN202310732916.5
2023-06-19
CN116938164A
2023-10-24
H03F1/52(2006.01)
上海丘天电子科技有限公司
旷良彬;郝小博;谭洪历
201101 上海市闵行区中春路7001号2幢3楼
上海锻创知识产权代理有限公司
范文琦
上海;31
1.一种GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，包括：栅压驱动电路、栅流返吐稳压电路、栅压监测电路、正负压加电时序保护电路、漏压驱动控制电路； 所述栅压驱动电路与功率放大器的栅极电连接，产生用于功率放大器驱动所需的栅极驱动电压Vg； 所述栅流返吐稳压电路与栅压驱动电路电连接，吸收功率放大器栅极返吐电流； 所述栅压监测电路分别与栅压驱动电路以及正负压加电时序保护电路电连接，监测栅压驱动电路输出功率放大器栅极的栅压，当栅压超过预设的上下阈值门限，所述栅压监测电路输出栅极驱动电压监测信号Vg-BIT至正负压加电时序保护电路； 所述正负压加电时序保护电路与所述漏压驱动控制电路电连接，所述正负压加电时序保护电路生成保护电平输出至所述漏电驱动控制电路； 所述漏压驱动控制电路与功率放大器的漏极电连接，产生功率放大器所需的脉冲漏极驱动电压Vd。 2.根据权利要求1所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述栅压驱动电路包括宽带低噪声运算放大器N1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、可调电阻RP1、电容C1以及电容C2； 所述电阻R1的另一端连接栅极供电电压VG，所述电阻R1的另一端分别连接可调电阻RP1和宽带低噪声运算放大器N1的IN+1端口，所述可调电阻RP1的另一端接地，所述电容C1的两端与可调电阻RP1并联，所述电阻R2的两端分别连接宽带低噪声运算放大器N1的IN-1端口、OUT1端口以及电阻R3的一端，所述宽带低噪声运算放大器N1的V-端口连接栅极供电电压VG，宽带低噪声运算放大器N1的V+端口接地，电阻R3的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，所述电阻R3的另一端输出栅极驱动电压Vg。 3.根据权利要求2所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述栅流返吐稳压电路包括电阻R4和齐纳二极管D1，所述电阻R4的一端、齐纳二极管D1的正极与栅极驱动电压Vg的输出端连接，所述电阻R4的另一端、齐纳二极管D1的负极接地。 4.根据权利要求1所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述栅压监测电路包括负压监测芯片N1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C3以及电容C4； 所述电阻R4的两端分别连接负压监测芯片N1的ADJ1端口和REF端口，所述电阻R5的两端分别连接负压监测芯片的ADJ1端口和ADJ2端口，电阻R6的一端连接负压监测芯片N1的ADJ2端口，电阻R6的另一端分别连接电容C3的一端以及栅压驱动电路的栅极驱动电压Vg的输出端，所述电容C3的另一端接地，所述电容C4的一端连接负压监测芯片N1的TMR端口，电容C4的另一端接地，所述负压监测芯片N1的VCC端口连接+3.3V电压，所述负压监测芯片N1的RST端口为栅极驱动电压监测信号Vg-BIT的输出端口，所述RST端口通过电阻R7电连接至+3.3V电压。 5.根据权利要求1所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述正负压加电时序保护电路包括与门芯片D1和电阻R8，所述与门芯片D1的INA端口连接栅极驱动电压监测信号Vg-BIT的输出端口，所述与门芯片N1的INB端口连接外部TTL信号，且INB端口通过电阻R8接地，所述与门芯片N1的VCC端口连接+3.3V，所述与门芯片N1的OUT端口输出保护电平VD-ctr。 6.根据权利要求1所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述漏压驱动控制电路包括：栅极驱动器N1、NMOS管Q1、NMOS管Q2、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5； 所述栅极驱动器N1的IN端口连接保护电平VD-ctr的输出端口，并通过电阻R10接地，所述栅极驱动器N1的VDD端口分别连接二极管D3的正极、电容C8的一端以及Vcc端，电容C8的另一端接地，二极管D3的负极分别连接栅极驱动器N1的HB端口、电容C9的一端以及二极管D2的负极，二极管D2的正极通过电阻R9连接外部Vee端，电容C9的另一端连接栅极驱动器N1的HS端，栅极驱动器N1的EN端口通过电阻R11连接至+3.3V，所述栅极驱动器N1的HO端口分别连接电阻R12的一端和二极管D4的负极，电阻R12的另一端分别连接二极管D4的正极、MOS管Q1的栅极以及电阻R13的一端，电阻R13的另一端分别了连接栅极驱动器N1的HS端口、MOS管Q1的源极以及MOS管Q2的漏极，所述MOS管Q1的源极为漏极脉冲驱动电压输出端，所述MOS管Q1的漏极分别连接电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端以及外部漏极驱动电压，所述电容C5的另一端、电容C6的另一端以及电容C7的另一端接地； 所述栅极驱动器N1的LO端口分别连接二极管D5的负极和电阻R14的一端，二极管D5的正极分别连接电阻R14的另一端、电阻R15的一端以及MOS管Q2的栅极，电阻R15的另一端接地，MOS管Q2的源极接地，所述栅极驱动器N1的RDT端口连接电阻R16的一端，栅极驱动器N1的VSS端口与电阻R16的另一端连接后接地。 7.根据权利要求6所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述栅极驱动器N1的型号为LM5106。 8.根据权利要求4所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述负压监测芯片N1型号为LTC2909ITS8-3.3。 9.根据权利要求1所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路，其特征在于，所述宽带低噪声运算放大器N1型号为AD8615。 10.一种GaN功率放大器电源驱动控制设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的GaN功率放大器电源驱动控制电路。