微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件和故障檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件和故障檢測(cè)方法。其包括：限流單元用于接收電源輸出的電源電壓，根據(jù)電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，第一門限電壓高于第二門限電壓，驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流；驅(qū)動(dòng)單元用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⒔刂闺妷汉蛯?dǎo)通電壓分別輸出至微波開關(guān)的第一二極管和第二二極管；檢測(cè)單元用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電流，將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將檢測(cè)電壓分別與第一門限電壓和第二門限電壓進(jìn)行比較，若高于第一門限電壓，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，若低于第二門限電壓，生成故障報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明能夠在微波開關(guān)被大功率射頻信號(hào)擊穿以及燒毀時(shí)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警。
【專利說明】微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件和故障檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件和故障檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]PIN 二極管是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種新型二極管，PIN 二極管在P和N半導(dǎo)體層之間加入一薄層低摻雜的本征(Intrinsic)半導(dǎo)體層，故稱PIN 二極管。PIN 二極管可以作為整流二極管使用，具有整流功率大、正向電阻低、整流效率高等特點(diǎn)。但是隨著被整流信號(hào)頻率提高，PIN 二極管的整流效應(yīng)逐漸變差，到了微波頻段，PIN 二極管的響應(yīng)變慢，其阻抗不易被射頻功率所控制，而是由直流偏置決定。當(dāng)PIN二極管處于反向偏置時(shí)(即P半導(dǎo)體層加負(fù)電壓)時(shí)，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，即斷開；當(dāng)PIN 二極管處于正向偏置(即P半導(dǎo)體層加正電壓)時(shí)，呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，接近短路，即導(dǎo)通。因此，PIN 二極管可以用于射頻通道的微波開關(guān)。
[0003]微波開關(guān)具有正向偏置時(shí)能獲得接近短路、反向偏置時(shí)能獲得開路的特點(diǎn)，具有射頻功率損耗小、隔離度高、開關(guān)切換速度快、體積和重量小等特點(diǎn)，所以微波開關(guān)在微波控制電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛。但是，微波開關(guān)承受功率一般都不夠高，在大功率射頻工作狀態(tài)下，微波開關(guān)內(nèi)的二極管(即PIN 二極管)易被擊穿，二極管被擊穿時(shí)，工作電流瞬時(shí)增加，如果微波開關(guān)內(nèi)的二極管長(zhǎng)時(shí)間處于擊穿狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致微波開關(guān)燒毀。
[0004]目前微波開關(guān)普遍采用增加體積和重量大、增加射頻通道功率損耗的隔離器或射頻功率耦合器的大功率保護(hù)設(shè)計(jì)，以圖在大功率射頻工作狀態(tài)下對(duì)微波開關(guān)進(jìn)行保護(hù)。然而這樣的大功率保護(hù)設(shè)計(jì)不利于微波開關(guān)的小型化設(shè)計(jì)，況且即使采用了隔離器或射頻功率耦合器進(jìn)行大功率保護(hù)設(shè)計(jì)，也仍然無法完全阻止微波開關(guān)被擊穿或燒毀，所以當(dāng)微波開關(guān)被擊穿或燒毀時(shí)，無法得知相應(yīng)故障信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)上述存在的問題，提供一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件和故障檢測(cè)方法，能夠在微波開關(guān)被大功率射頻信號(hào)擊穿以及燒毀時(shí)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警。
[0006]本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是提供一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件，所述故障檢測(cè)組件耦接于電源和所述微波開關(guān)之間，所述微波開關(guān)包括第一二極管和第二二極管，所述故障檢測(cè)組件包括限流單元、檢測(cè)單元和驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述限流單元用于接收所述電源輸出的電源電壓，并根據(jù)所述電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，其中，所述第一門限電壓高于所述第二門限電壓，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流；所述驅(qū)動(dòng)單元用于接收所述驅(qū)動(dòng)電壓，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⑺鼋刂闺妷狠敵鲋了龅谝欢O管、將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)或者將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第一二極管、將所述截止電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于接收狀態(tài)；所述檢測(cè)單元用于接收所述第一門限電壓和所述第二門限電壓，并檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)電流，將所述驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將所述檢測(cè)電壓分別與所述第一門限電壓和所述第二門限電壓進(jìn)行比較，在所述檢測(cè)電壓高于所述第一門限電壓時(shí)，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，在所述檢測(cè)電壓低于所述第二門限電壓時(shí)，生成故障報(bào)警信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，所述檢測(cè)單元還用于在所述檢測(cè)電壓低于所述第一門限電壓時(shí)以及所述檢測(cè)電壓高于所述第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。
[0008]優(yōu)選地，所述檢測(cè)單元具體用于在所述檢測(cè)電壓低于預(yù)定百分比的所述第一門限電壓以及高于預(yù)定百分比的所述第二門限電壓時(shí)，生成所述正常狀態(tài)信號(hào)。
[0009]優(yōu)選地，所述限流單元還用于對(duì)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，以濾除所述驅(qū)動(dòng)電流中的尖峰電流和電涌。
[0010]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)單元具體用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成鏡像驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓和所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓生成所述導(dǎo)通電壓和所述截止電壓，其中，所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓和所述驅(qū)動(dòng)電壓幅值相同、極性相反。
[0011]本發(fā)明采用的另一種技術(shù)方案是提供一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)方法，所述微波開關(guān)包括第一二極管和第二二極管，所述故障檢測(cè)方法包括:接收電源輸出的電源電壓，并根據(jù)所述電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，其中，所述第一門限電壓高于所述第二門限電壓，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流；根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⑺鼋刂闺妷狠敵鲋了龅谝欢O管、將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)或者將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第一二極管、將所述截止電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于接收狀態(tài)；檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)電流，將所述驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將所述檢測(cè)電壓分別與所述第一門限電壓和所述第二門限電壓進(jìn)行比較，在所述檢測(cè)電壓高于所述第一門限電壓時(shí)，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，在所述檢測(cè)電壓低于所述第二門限電壓時(shí)，生成故障報(bào)警信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述將所述檢測(cè)電壓分別與所述第一門限電壓和所述第二門限電壓進(jìn)行比較的步驟還包括:在所述檢測(cè)電壓低于所述第一門限電壓時(shí)以及所述檢測(cè)電壓高于所述第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，所述在所述檢測(cè)電壓低于所述第一門限電壓時(shí)以及所述檢測(cè)電壓高于所述第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)的步驟具體包括:在所述檢測(cè)電壓低于預(yù)定百分比的所述第一門限電壓以及高于預(yù)定百分比的所述第二門限電壓時(shí)，生成所述正常狀態(tài)信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓的步驟之后還包括:對(duì)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，以濾除所述驅(qū)動(dòng)電流中的尖峰電流和電涌。
[0015]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓的步驟具體包括:根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成鏡像驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓和所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓生成所述導(dǎo)通電壓和所述截止電壓，其中，所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓和所述驅(qū)動(dòng)電壓幅值相同、極性相反。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:利用微波開關(guān)內(nèi)的二極管被大功率射頻信號(hào)擊穿工作電流瞬時(shí)增加，燒毀時(shí)工作電流減小的特點(diǎn)來檢測(cè)微波開關(guān)的故障，從而能夠在微波開關(guān)被大功率射頻信號(hào)擊穿以及燒毀時(shí)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警，無需進(jìn)行大功率保護(hù)設(shè)計(jì)，有利于微波開關(guān)的小型化設(shè)計(jì)，可以明顯減小使用微波開關(guān)的大功率功放器件的體積和重量，降低射頻通道的插入損耗，提高微波開關(guān)的可靠性和使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1所示的故障檢測(cè)組件在一種應(yīng)用場(chǎng)景中的電路原理示意圖。
[0020]圖3是在圖2所示的應(yīng)用場(chǎng)景中的微波開關(guān)的電路原理示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的微波開關(guān)的故障檢測(cè)方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0023]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0024]如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例的微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的故障檢測(cè)組件I耦接于電源2和微波開關(guān)3之間，微波開關(guān)3包括第一二極管和第二二極管。故障檢測(cè)組件I包括限流單元11、驅(qū)動(dòng)單元12和檢測(cè)單元13。
[0025]限流單元11用于接收電源I輸出的電源電壓，并根據(jù)電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，其中，第一門限電壓高于第二門限電壓，驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流。限流單元11在生成驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，可以限制驅(qū)動(dòng)電流的最大值。
[0026]驅(qū)動(dòng)單元12用于接收驅(qū)動(dòng)電壓，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⒔刂闺妷狠敵鲋恋谝欢O管、將導(dǎo)通電壓輸出至第二二極管，以使微波開關(guān)3處于發(fā)射狀態(tài)或者將導(dǎo)通電壓輸出至第一二極管、將截止電壓輸出至第二二極管，以使微波開關(guān)3處于接收狀態(tài)。其中，導(dǎo)通電壓和截止電壓可以是幅值相同、極性相反的電壓，例如導(dǎo)通電壓為正電壓、截止電壓為負(fù)電壓。控制時(shí)序用于控制微波開關(guān)3處于發(fā)射狀態(tài)或者接收狀態(tài)，例如，在控制時(shí)序?yàn)楦唠娖綍r(shí)，驅(qū)動(dòng)單元12將截止電壓輸出至第一二極管、將導(dǎo)通電壓輸出至第二二極管，第一二極管將截止，第二二極管將導(dǎo)通，通過設(shè)置第一二極管和第二二極管的連接方式，可以使微波開關(guān)3處于發(fā)射狀態(tài)；在控制時(shí)序?yàn)榈碗娖綍r(shí)，驅(qū)動(dòng)單元12將截止電壓輸出至第二二極管、將導(dǎo)通電壓輸出至第一二極管，第二二極管將截止，第一二極管將導(dǎo)通，通過設(shè)置第一二極管和第二二極管的連接方式，可以使微波開關(guān)3處于接收狀態(tài)。
[0027]檢測(cè)單元13用于接收第一門限電壓和第二門限電壓，并檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電流，將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將檢測(cè)電壓分別與第一門限電壓和第二門限電壓進(jìn)行比較，在檢測(cè)電壓高于第一門限電壓時(shí)，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，在檢測(cè)電壓低于第二門限電壓時(shí)，生成故障報(bào)警信號(hào)。其中，如果第一二極管或第二二極管在截止電壓下被擊穿時(shí)，截止電壓就會(huì)拉低，如果第一二極管接地，那么截止電壓就會(huì)接地，造成短路，導(dǎo)致電流瞬間增大，增大的電流將直接造成限流單元11和驅(qū)動(dòng)單元12之間的電流(即驅(qū)動(dòng)電流)瞬間增大，檢測(cè)單元13將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓后，檢測(cè)電壓也會(huì)相應(yīng)增大，此時(shí)，檢測(cè)電壓將會(huì)瞬間高于第一門限電壓，從而生成擊穿報(bào)警信號(hào)。如果第一二極管或第二二極管長(zhǎng)時(shí)間處于擊穿狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致第一二極管或第二二極管燒毀，此時(shí)截止電壓就會(huì)被拉高，造成開路，導(dǎo)致電流減小，減小的電流將直接造成限流單元11和驅(qū)動(dòng)單元12之間的電流(即驅(qū)動(dòng)電流)減小，檢測(cè)單元13將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓后，檢測(cè)電壓也會(huì)相應(yīng)減小，此時(shí)，檢測(cè)電壓將會(huì)低于第二門限電壓，從而生成故障報(bào)警信號(hào)。這里，第一門限電壓和第二門限電壓之間的區(qū)間可以相對(duì)設(shè)置大一些，只要保證不產(chǎn)生虛警或者虛警概率非常小即可。
[0028]擊穿報(bào)警信號(hào)和故障報(bào)警信號(hào)可以發(fā)給后續(xù)的報(bào)警電路，就可以進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警。由于微波開關(guān)3通常是先被擊穿，然后燒毀，所以檢測(cè)單元13首先發(fā)出的報(bào)警信號(hào)通常為擊穿報(bào)警信號(hào)，這就使得微波開關(guān)3的第一二極管或第二二極管在被大功率射頻信號(hào)擊穿時(shí)能夠立即進(jìn)行擊穿報(bào)警，如果在短時(shí)間(數(shù)毫秒量級(jí))內(nèi)關(guān)斷大功率射頻信號(hào)，就可以防止微波開關(guān)3燒毀，從而可以提高微波開關(guān)的可靠性和使用壽命。
[0029]故障檢測(cè)組件I可以集成于印刷電路板上，通過印刷電路板上的特定焊盤與外部的電源2、微波開關(guān)3連接，以及接收外部輸入的控制時(shí)序，從而可以有利于微波開關(guān)的小型化設(shè)計(jì)。
[0030]本實(shí)施例的微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件利用了微波開關(guān)內(nèi)的二極管被大功率射頻信號(hào)擊穿工作電流瞬時(shí)增加，燒毀時(shí)工作電流減小的特點(diǎn)來檢測(cè)微波開關(guān)的故障，從而能夠在微波開關(guān)被大功率射頻信號(hào)擊穿以及燒毀時(shí)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警，無需進(jìn)行大功率保護(hù)設(shè)計(jì)，有利于微波開關(guān)的小型化設(shè)計(jì)，可以明顯減小使用微波開關(guān)的大功率功放器件的體積和重量，降低射頻通道的插入損耗，提高微波開關(guān)的可靠性和使用壽命。
[0031]請(qǐng)繼續(xù)參見圖1，在本實(shí)施例中，檢測(cè)單元13還用于在檢測(cè)電壓低于第一門限電壓時(shí)以及檢測(cè)電壓高于第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。其中，如果第一二極管和第二二極管正常工作，那么電流就會(huì)保持一個(gè)正常水平，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流也不會(huì)產(chǎn)生變化，檢測(cè)電壓也就不會(huì)產(chǎn)生變化，檢測(cè)電壓與第一門限電壓和第二門限電壓比較，既不會(huì)高于第一門限電壓也不會(huì)低于第二門限電壓，生成的正常狀態(tài)信號(hào)就表不第一二極管和第二二極管正常工作。
[0032]優(yōu)選地，檢測(cè)單元13具體用于在檢測(cè)電壓低于預(yù)定百分比的第一門限電壓以及高于預(yù)定百分比的第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。其中，由于第一二極管和第二二極管正常工作時(shí)，電流可能在一個(gè)小范圍內(nèi)波動(dòng)，檢測(cè)電壓也會(huì)存在一個(gè)小范圍波動(dòng)，檢測(cè)電壓如果低于預(yù)定百分比的第一門限電壓或者高于預(yù)定百分比的第二門限電壓，也生成正常狀態(tài)信號(hào)。在本實(shí)施例中，預(yù)定百分比設(shè)置為25%。也就是說，只要檢測(cè)電壓低于(1±25% ) X第一門限電壓以及高于(1±25% ) X第二門限電壓,均生成正常狀態(tài)信號(hào)。
[0033]限流單元11還用于對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，以濾除驅(qū)動(dòng)電流中的尖峰電流和電涌。
[0034]驅(qū)動(dòng)單元12具體用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓生成鏡像驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓和鏡像驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，其中，鏡像驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電壓幅值相同、極性相反。
[0035]請(qǐng)參見圖2和圖3,圖2是圖1所不的故障檢測(cè)組件在一種應(yīng)用場(chǎng)景中的電路原理示意圖。圖3是在圖2所示的應(yīng)用場(chǎng)景中的微波開關(guān)的電路原理示意圖。圖3中的微波開關(guān)包括二極管31a、31b、31c、32a和32b，二極管31a、31b和31c，均屬于第一二極管，二極管32a和32b屬于第二二極管。微波開關(guān)的節(jié)點(diǎn)a用于輸入導(dǎo)通電壓或截止電壓，節(jié)點(diǎn)b用于輸入導(dǎo)通電壓或截止電壓。
[0036]限流單元11包括芯片Ul以及并聯(lián)的電阻Rl和二極管Dl。芯片Ul的Vi端輸入電源電壓，Vol端輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括+5V的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電流這里可以設(shè)置為500mA，Vo2端輸出+3.3V的第一門限電壓，在Vo3端輸出+IV的第二門限電壓。電阻Rl對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，二極管Dl對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行整流以及過濾尖峰電流和電涌。二極管Dl可以選用肖特基二極管，電阻Rl的精度不低于百分之一。
[0037]驅(qū)動(dòng)單元12包括芯片U2和芯片U3。并聯(lián)的電阻Rl和二極管Dl連接芯片U2的Vi端和芯片U3的Vi2端，并輸入驅(qū)動(dòng)電壓。芯片U2的Vo端輸出鏡像驅(qū)動(dòng)電壓至芯片U3的Vil端。芯片U3的EN端輸入控制時(shí)序，Vol端和Vo2端在控制時(shí)序下分別輸出導(dǎo)通電壓或截止電壓，Vol端可以連接微波開關(guān)的節(jié)點(diǎn)a，Vo2端可以連接微波開關(guān)的節(jié)點(diǎn)b。芯片U3的響應(yīng)時(shí)間可以設(shè)置為小于2us。
[0038]檢測(cè)單元13包括芯片U4、電壓比較器U5和電壓比較器U6。芯片U4的IN+端和V+端連接芯片Ul的Vol端，芯片U4的IN-端通過電阻R2連接并聯(lián)的電阻Rl和二極管Dl，V-端接地，Vo端輸出檢測(cè)電壓。并聯(lián)的電容C和可變電阻R3 —端連接Vo端，另一端接地。檢測(cè)電壓的表達(dá)式為(R3 + R2) XRl驅(qū)動(dòng)電流，通過調(diào)整電阻R3可得到不同倍數(shù)的檢測(cè)電壓。電壓比較器U5的反相輸入端輸入第一門限電壓，電壓比較器U6的正相輸入端輸入第二門限電壓。芯片U4將檢測(cè)電壓輸入至電壓比較器U5的正相輸入端和電壓比較器U6的反相輸入端，并且檢測(cè)電壓可以經(jīng)過可變電阻R5和可變電阻R12進(jìn)行分壓。電壓比較器U5的輸出端經(jīng)過電阻R7、可變電阻R8和電阻R9進(jìn)行分壓，電壓比較器U6的輸出端經(jīng)過電阻R13、可變電阻R14和電阻R15進(jìn)行分壓，便于輸出的擊穿報(bào)警信號(hào)和故障報(bào)警信號(hào)與后續(xù)的報(bào)警電路匹配。
[0039]當(dāng)?shù)谝欢O管和第二二極管正常工作時(shí)，檢測(cè)電壓經(jīng)過電阻R6分壓后輸入到電壓比較器U5，與第一門限電壓(+3.3V)進(jìn)行比較后，檢測(cè)電壓低于(1±25%)的第一門限電壓，電壓比較器U5輸出低電平，即正常狀態(tài)信號(hào)；在微波開關(guān)被擊穿時(shí)，檢測(cè)電壓經(jīng)過電阻R6分壓后輸入到電壓比較器U5，與第一門限電壓進(jìn)行比較，檢測(cè)電壓會(huì)瞬間高于第一門限電壓，電壓比較器U5輸出高電平，即擊穿報(bào)警信號(hào)。
[0040]當(dāng)?shù)谝欢O管和第二二極管正常工作時(shí)，檢測(cè)電壓經(jīng)過電阻R12分壓后輸入到電壓比較器U6，與第二門限電壓(+IV)進(jìn)行比較后，檢測(cè)電壓高于(1±25% )的第二門限電壓，電壓比較器U6輸出高電平，即正常狀態(tài)信號(hào)；在微波開關(guān)燒毀時(shí)，檢測(cè)電壓經(jīng)過電阻R12分壓后輸入到電壓比較器U6，與第一門限電壓進(jìn)行比較，檢測(cè)電壓會(huì)低于第二門限電壓，電壓比較器U6輸出低電平，即故障報(bào)警信號(hào)。
[0041]請(qǐng)參見圖4，是本發(fā)明實(shí)施例的微波開關(guān)的故障檢測(cè)方法的流程示意圖。微波開關(guān)包括第一二極管和第二二極管。本實(shí)施例的故障檢測(cè)方法包括以下步驟:
[0042]S1:接收電源輸出的電源電壓，并根據(jù)電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，其中，第一門限電壓高于第二門限電壓，驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流。
[0043]其中，驅(qū)動(dòng)電流在省城時(shí)可以被限制一個(gè)最大值。
[0044]S2:根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⒔刂闺妷狠敵鲋恋谝欢O管、將導(dǎo)通電壓輸出至第二二極管，以使微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)或者將導(dǎo)通電壓輸出至第一二極管、將截止電壓輸出至第二二極管，以使微波開關(guān)處于接收狀態(tài)。
[0045]其中，導(dǎo)通電壓和截止電壓可以是幅值相同、極性相反的電壓，例如導(dǎo)通電壓為正電壓、截止電壓為負(fù)電壓。控制時(shí)序用于控制微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)或者接收狀態(tài)，例如，在控制時(shí)序?yàn)楦唠娖綍r(shí)，將截止電壓輸出至第一二極管、將導(dǎo)通電壓輸出至第二二極管，第一二極管將截止，第二二極管將導(dǎo)通，通過設(shè)置第一二極管和第二二極管的連接方式，可以使微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)；在控制時(shí)序?yàn)榈碗娖綍r(shí)，將截止電壓輸出至第二二極管、將導(dǎo)通電壓輸出至第一二極管，第二二極管將截止，第一二極管將導(dǎo)通，通過設(shè)置第一二極管和第二二極管的連接方式，可以使微波開關(guān)處于接收狀態(tài)。
[0046]S3:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電流，將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將檢測(cè)電壓分別與第一門限電壓和第二門限電壓進(jìn)行比較，在檢測(cè)電壓高于第一門限電壓時(shí)，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，在檢測(cè)電壓低于第二門限電壓時(shí)，生成故障報(bào)警信號(hào)。
[0047]其中，如果第一二極管或第二二極管在截止電壓下被擊穿時(shí)，截止電壓就會(huì)拉低，如果第一二極管接地，那么截止電壓就會(huì)接地，造成短路，導(dǎo)致電流瞬間增大，增大的電流將直接造成驅(qū)動(dòng)電流瞬間增大，將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓后，檢測(cè)電壓也會(huì)相應(yīng)增大，此時(shí)，檢測(cè)電壓將會(huì)瞬間高于第一門限電壓，從而生成擊穿報(bào)警信號(hào)。如果第一二極管或第二二極管長(zhǎng)時(shí)間處于擊穿狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致第一二極管或第二二極管燒毀，此時(shí)截止電壓就會(huì)被拉高，造成開路，導(dǎo)致電流減小，減小的電流將直接造成驅(qū)動(dòng)電流減小，將驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓后，檢測(cè)電壓也會(huì)相應(yīng)減小，此時(shí)，檢測(cè)電壓將會(huì)低于第二門限電壓，從而生成故障報(bào)警信號(hào)。這里，第一門限電壓和第二門限電壓之間的區(qū)間可以相對(duì)設(shè)置大一些，只要保證不產(chǎn)生虛警或者虛警概率非常小即可。
[0048]擊穿報(bào)警信號(hào)和故障報(bào)警信號(hào)可以用于進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警。由于微波開關(guān)通常是先被擊穿，然后燒毀，所以首先發(fā)出的報(bào)警信號(hào)通常為擊穿報(bào)警信號(hào)，這就使得微波開關(guān)的第一二極管或第二二極管在被大功率射頻信號(hào)擊穿時(shí)能夠立即進(jìn)行擊穿報(bào)警，如果在短時(shí)間(數(shù)毫秒量級(jí))內(nèi)關(guān)斷大功率射頻信號(hào)，就可以防止微波開關(guān)燒毀，從而可以提高微波開關(guān)的可靠性和使用壽命。
[0049]在本實(shí)施例中，將檢測(cè)電壓分別與第一門限電壓和第二門限電壓進(jìn)行比較的步驟還包括:在檢測(cè)電壓低于第一門限電壓時(shí)以及檢測(cè)電壓高于第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。其中，如果第一二極管和第二二極管正常工作，那么電流就會(huì)保持一個(gè)正常水平，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流也不會(huì)產(chǎn)生變化，檢測(cè)電壓也就不會(huì)產(chǎn)生變化，檢測(cè)電壓與第一門限電壓和第二門限電壓比較，既不會(huì)高于第一門限電壓也不會(huì)低于第二門限電壓，生成的正常狀態(tài)信號(hào)就表示第一二極管和第二二極管正常工作。
[0050]優(yōu)選地，在檢測(cè)電壓低于第一門限電壓時(shí)以及檢測(cè)電壓高于第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)的步驟具體包括:在檢測(cè)電壓低于預(yù)定百分比的第一門限電壓以及高于預(yù)定百分比的第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。其中，由于第一二極管和第二二極管正常工作時(shí)，電流可能在一個(gè)小范圍內(nèi)波動(dòng)，檢測(cè)電壓也會(huì)存在一個(gè)小范圍波動(dòng)，檢測(cè)電壓如果低于預(yù)定百分比的第一門限電壓或者高于預(yù)定百分比的第二門限電壓，也生成正常狀態(tài)信號(hào)。在本實(shí)施例中，預(yù)定百分比設(shè)置為25%。也就是說，只要檢測(cè)電壓低于(1±25%)X第一門限電壓以及高于(1±25% ) X第二門限電壓，均生成正常狀態(tài)信號(hào)。
[0051]在本實(shí)施例中，根據(jù)電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓的步驟之后還包括:對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，以濾除驅(qū)動(dòng)電流中的尖峰電流和電涌。
[0052]在本實(shí)施例中，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓的步驟具體包括:根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓生成鏡像驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓和鏡像驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，其中，鏡像驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電壓幅值相同、極性相反。
[0053]本實(shí)施例的微波開關(guān)的故障檢測(cè)方法利用了微波開關(guān)內(nèi)的二極管被大功率射頻信號(hào)擊穿工作電流瞬時(shí)增加，燒毀時(shí)工作電流減小的特點(diǎn)來檢測(cè)微波開關(guān)的故障，從而能夠在微波開關(guān)被大功率射頻信號(hào)擊穿以及燒毀時(shí)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警，無需進(jìn)行大功率保護(hù)設(shè)計(jì)，有利于微波開關(guān)的小型化設(shè)計(jì)，可以明顯減小使用微波開關(guān)的大功率功放器件的體積和重量，降低射頻通道的插入損耗，提高微波開關(guān)的可靠性和使用壽命。
[0054]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)組件，其特征在于，所述故障檢測(cè)組件耦接于電源和所述微波開關(guān)之間，所述微波開關(guān)包括第一二極管和第二二極管，所述故障檢測(cè)組件包括限流單元、檢測(cè)單元和驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述限流單元用于接收所述電源輸出的電源電壓，并根據(jù)所述電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，其中，所述第一門限電壓高于所述第二門限電壓，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流； 所述驅(qū)動(dòng)單元用于接收所述驅(qū)動(dòng)電壓，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⑺鼋刂闺妷狠敵鲋了龅谝欢O管、將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)或者將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第一二極管、將所述截止電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于接收狀態(tài)； 所述檢測(cè)單元用于接收所述第一門限電壓和所述第二門限電壓，并檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)電流，將所述驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將所述檢測(cè)電壓分別與所述第一門限電壓和所述第二門限電壓進(jìn)行比較，在所述檢測(cè)電壓高于所述第一門限電壓時(shí)，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，在所述檢測(cè)電壓低于所述第二門限電壓時(shí)，生成故障報(bào)警信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測(cè)組件，其特征在于，所述檢測(cè)單元還用于在所述檢測(cè)電壓低于所述第一門限電壓時(shí)以及所述檢測(cè)電壓高于所述第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障檢測(cè)組件，其特征在于，所述檢測(cè)單元具體用于在所述檢測(cè)電壓低于預(yù)定百分比的所述第一門限電壓以及高于預(yù)定百分比的所述第二門限電壓時(shí)，生成所述正常狀態(tài)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測(cè)組件，其特征在于，所述限流單元還用于對(duì)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，以濾除所述驅(qū)動(dòng)電流中的尖峰電流和電涌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測(cè)組件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元具體用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成鏡像驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓和所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓生成所述導(dǎo)通電壓和所述截止電壓，其中，所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓和所述驅(qū)動(dòng)電壓幅值相同、極性相反。
6.一種微波開關(guān)的故障檢測(cè)方法，所述微波開關(guān)包括第一二極管和第二二極管，其特征在于，所述故障檢測(cè)方法包括: 接收電源輸出的電源電壓，并根據(jù)所述電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓，其中，所述第一門限電壓高于所述第二門限電壓，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流； 根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓，并按照預(yù)置的控制時(shí)序?qū)⑺鼋刂闺妷狠敵鲋了龅谝欢O管、將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于發(fā)射狀態(tài)或者將所述導(dǎo)通電壓輸出至所述第一二極管、將所述截止電壓輸出至所述第二二極管，以使所述微波開關(guān)處于接收狀態(tài)； 檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)電流，將所述驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓，將所述檢測(cè)電壓分別與所述第一門限電壓和所述第二門限電壓進(jìn)行比較，在所述檢測(cè)電壓高于所述第一門限電壓時(shí)，生成擊穿報(bào)警信號(hào)，在所述檢測(cè)電壓低于所述第二門限電壓時(shí)，生成故障報(bào)警信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障檢測(cè)方法，其特征在于，所述將所述檢測(cè)電壓分別與所述第一門限電壓和所述第二門限電壓進(jìn)行比較的步驟還包括: 在所述檢測(cè)電壓低于所述第一門限電壓時(shí)以及所述檢測(cè)電壓高于所述第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的故障檢測(cè)方法，其特征在于，所述在所述檢測(cè)電壓低于所述第一門限電壓時(shí)以及所述檢測(cè)電壓高于所述第二門限電壓時(shí)，生成正常狀態(tài)信號(hào)的步驟具體包括: 在所述檢測(cè)電壓低于預(yù)定百分比的所述第一門限電壓以及高于預(yù)定百分比的所述第二門限電壓時(shí)，生成所述正常狀態(tài)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電源電壓生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第一門限電壓和第二門限電壓的步驟之后還包括: 對(duì)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行限流，以濾除所述驅(qū)動(dòng)電流中的尖峰電流和電涌。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成導(dǎo)通電壓和截止電壓的步驟具體包括: 根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓生成鏡像驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓和所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓生成所述導(dǎo)通電壓和所述截止電壓，其中，所述鏡像驅(qū)動(dòng)電壓和所述驅(qū)動(dòng)電壓幅值相同、極性相反。
【文檔編號(hào)】G01R31/327GK104181461SQ201410462612
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】王偉光, 王斐斐 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司