一種lnb電源及信源控制專用芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LNB電源及信源控制專用芯片,所述的LNB電源控制專用芯片設(shè)有1.1MHzDC-DC升壓模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、電壓調(diào)整模塊、14V/19V電壓切換控制模塊、22K波形發(fā)生控制模塊輸出、LNB輸出及保護(hù)單元模塊、電流檢測限制模塊;1.1MHzDC-DC升壓模塊與基準(zhǔn)電壓模塊連接；電壓調(diào)整模塊與14V/19V電壓切換控制模塊之間連接；LNB輸出與保護(hù)單元模塊的輸入端與1.1MHzDC-DC升壓模塊輸出、22K波形發(fā)生控制模塊輸出、電流檢測限制模塊輸出端連接。
【專利說明】—種LNB電源及信源控制專用芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LNB電源及信源控制專用芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]低噪聲下變頻器(LNB)為衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的前端部件，其供電電源的信號噪聲直接影響著系統(tǒng)的接收靈敏度；隨著全球衛(wèi)星電視直播節(jié)目源的逐年增多，衛(wèi)星電視信源的可靠切換需求日益強(qiáng)烈；同時(shí)，由于系統(tǒng)的室外單元部份，在系統(tǒng)安裝調(diào)試過程和信源天線感性負(fù)載電機(jī)工作過程中，極易出現(xiàn)短路及負(fù)載過流狀態(tài)，因此，短路及過流保護(hù)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的衛(wèi)星電視機(jī)頂盒的LNB電源及信源控制電路的形態(tài)有多種，包括簡單的分立元件控制電路、LM317線性電源控制電路、DC-DC升壓控制電路及一些新興的專業(yè)控制電路。這些電路均不同程度存在著電路復(fù)雜、功耗大、控制信號波形失真、無短路保護(hù)功能或短路保護(hù)功能不完善、成本高等缺點(diǎn)。因此，需要對此改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種LNB電源及信源控制專用芯片，本發(fā)明的任務(wù)通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明的LNB電源控制專用芯片設(shè)有1.1MHz DC-DC升壓模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、電壓調(diào)整模塊、14V/19V電壓切換控制模塊、22K波形發(fā)生控制模塊輸出、LNB輸出及保護(hù)單元?！缞A、電流檢測限制模塊；1.1MHz DC-DC升壓模塊與基準(zhǔn)電壓模塊連接；電壓調(diào)整模塊與14V/19V電壓切換控制模塊之間連接；LNB輸出與保護(hù)單元模塊的輸入端與1.1MHz DC-DC升壓模塊輸出、22K波形發(fā)生控制模塊輸出、電流檢測限制模塊輸出端連接。
[0004]本發(fā)明包括集成封裝于S0P8EP (帶接地散熱焊盤的小型8引腳封裝片)及外圍引腳功能定義排序。
[0005]本發(fā)明主要針對LNB信源及電源控制應(yīng)用實(shí)際需求，結(jié)合長期應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，引入高精度波形整形技術(shù)及過流保護(hù)算法，克服現(xiàn)有LNB信源及電源控制電路方案控制信號失真及電源噪聲大的缺點(diǎn)，同時(shí)優(yōu)化外圍電路，實(shí)現(xiàn)在S0P8EP的封裝片內(nèi)的完整功能輸出。本發(fā)明主要是根據(jù)我們的應(yīng)用特點(diǎn)，有針對性地設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并加入一些特定的功能，使之成為具有我們企業(yè)特色，成本有一定優(yōu)勢的產(chǎn)品。本發(fā)明產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
1.主動(dòng)式22K波形信號發(fā)生器有效控制輸出波形的頻率、上升沿及下降沿時(shí)間、波形幅度、占空比等參數(shù)精度，避免上位機(jī)22K輸入信號對上述參數(shù)的影響；引入時(shí)序控制子模塊，實(shí)現(xiàn)輸出波形時(shí)序同步于上位機(jī)輸入信號，滿足DiSeqc (Digital SatelliteEquipment Control—數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制協(xié)議)信號時(shí)序需求。
[0006]2.完善的保護(hù)機(jī)制:
本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的輸出電壓檢測型過流及短路保護(hù)電路，引入鏡像電流實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，解決長電纜傳輸中長線電阻對短路保護(hù)電路的影響；同時(shí)隔離檢測電路對輸出參數(shù)的影響； 引入獨(dú)有的，適合LNB專用控制應(yīng)用的短路保護(hù)算法，實(shí)現(xiàn)高效可靠的LNB短路保護(hù)，使電路應(yīng)用更具專用性。
[0007]結(jié)合BST電路與LNB輸出隔離保護(hù)、電感磁飽和檢測保護(hù)電路、結(jié)溫檢測保護(hù)電路等多項(xiàng)異常狀態(tài)保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的完善性。
[0008]3.低噪聲控制:多組合的輸出電壓低噪聲控制技術(shù),使系統(tǒng)的總輸出紋波噪聲低于 + -40mV,最小化電源系統(tǒng)噪聲對LNB下變頻器接收靈敏度有影響。
[0009]4.最簡化控制接口:
本發(fā)明芯片各輸入接口內(nèi)置電平匹配電路，可兼容1.05V?5V各種輸入電平，同時(shí)無需外接接口元件，最少化外圍元件。
[0010]最簡化的S0P8EP封裝，進(jìn)一步優(yōu)化成本，引腳排序綜合考慮實(shí)際應(yīng)用的數(shù)模電路隔離，并采用單點(diǎn)式大面積接地，提高后續(xù)整機(jī)產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)的易用性及方案的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的方案框圖；
圖2是本發(fā)明的一種主動(dòng)式22K波形發(fā)生控制模塊框圖；
圖3是本發(fā)明的一種LNB輸出及保護(hù)單元模塊框圖；
圖4是本發(fā)明一種封裝及引腳排序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖的具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。(但不是對本發(fā)明的限制)。
[0013]如圖1所示，是本發(fā)明的一種實(shí)施例的方框示意圖。從圖中可見，所述的芯片包括
1.1MHz DC-DC升壓模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、電壓調(diào)整模塊、14V/19V電壓切換控制模塊、22K波形發(fā)生控制模塊、LNB輸出及保護(hù)單元模塊、電流檢測限制模塊。所述的模塊間連接關(guān)系:
1.1MHz DC-DC升壓模塊與基準(zhǔn)電壓模塊連接；電壓調(diào)整模塊與14V/19V電壓切換控制模塊之間連接。LNB輸出與保護(hù)單元模塊的輸入端與1.1MHz DC-DC升壓模塊輸出端、22K波形發(fā)生控制模塊輸出端、電流檢測限制模塊輸出端連接。
[0014]本發(fā)明通過1.1MHzDC-DC升壓電路完成12V輸入電壓的升壓功能，并通過基準(zhǔn)電壓源實(shí)現(xiàn)高精度低噪聲的電壓輸出，同時(shí)配合電壓調(diào)整及Η/V切換電路，完成所需的14V和19V控制電壓輸出。DisEqc控制信號通過22K_IN(控制信號引腳)輸入，同步于內(nèi)部22K波形發(fā)生器完成波形幅度、上升沿及下降沿、占空比等高精度整形控制。電流限制單元實(shí)現(xiàn)對輸出支路電流的監(jiān)控檢測，并進(jìn)行電流限制保護(hù)控制，防止因電路的過流而對系統(tǒng)造成損壞。LNB的輸出及保護(hù)單元模塊集成有大功率開關(guān)電源M0SEFT，同時(shí)集成溫度檢測、過載定時(shí)檢測電路，實(shí)現(xiàn)更完整功能的電路檢測保護(hù)。方案系統(tǒng)還同時(shí)集成欠壓檢測、防止電感磁飽和、升壓電路輸出和LNB輸出限流隔離等多項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用中的異常狀態(tài)檢測保護(hù)功能，并以S0P8EP封裝及最少外圍元件實(shí)現(xiàn)完整的LNB控制功能。
[0015]如圖2是本發(fā)明的一種主動(dòng)式22K波形發(fā)生控制模塊框圖，所述的22K波形發(fā)生控制模塊設(shè)有22K頻率發(fā)生器、外部輸入波形判斷、放大整形控制以及幅度檢測、邊沿平滑控制等電路。所述模塊內(nèi)部電路間的連接關(guān)系:22K頻率發(fā)生器與外部輸入波形判斷電路的同步控制連接；22Κ頻率發(fā)生器與放大整形控制電路連接；放大整形電路與幅度檢測電路的雙向控制連接；放大整形電路與邊沿平滑控制電路的雙向控制連接；放大整形控制電路與LNB輸出及保護(hù)單元模塊的連接。
[0016]本發(fā)明的22K控制波形由內(nèi)置高精度頻率發(fā)生器完成，該控制信號時(shí)序通過外部輸入波形判斷電路與22K_IN外部輸入信號同步。頻率發(fā)生器產(chǎn)生的波形信號送入放大整形控制電路并協(xié)同幅度檢測電路、邊沿平滑控制電路完成波形的幅度及上升沿下降沿控制，并輸出到LNB輸出及保護(hù)單元模塊進(jìn)行混合，完成高保真控制信號輸出。
[0017]如圖3是本發(fā)明一種LNB輸出及保護(hù)單元模塊框圖；LNB輸出及保護(hù)單元模塊設(shè)有LNB輸出單元、結(jié)溫檢測保護(hù)、輸入/輸出隔離、電感磁飽和檢測以及鏡像電流檢測、過流保護(hù)算法、輸出電壓檢測等電路。所述模塊內(nèi)部電路間的連接關(guān)系:LNB輸出單元電路與輸入/輸出隔尚電路連接，輸入輸出隔尚電路與外接升壓電感連接；LNB輸出單兀電路與電感磁飽和檢測電路連接，電感磁飽和電路與外接升壓電感連接；LNB輸出單元電路與結(jié)溫檢測保護(hù)電路連接；LNB輸出單元電路與鏡像電流檢測電路連接；鏡像電流檢測電路與過流保護(hù)算法電路連接；鏡像電流檢測電路與輸出電壓檢測電路連接及輸出電壓檢測電路與LNB輸出單元電路連接。
[0018]用于本發(fā)明的短路保護(hù)方法(算法):
a.當(dāng)檢測電路的瞬態(tài)電流峰值大于550mA(+ -50 mA)閥值且大于25mS時(shí)，則判斷為過流保護(hù)，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，否則，則判斷為正常負(fù)載瞬態(tài)過流或干擾，電路正常輸出；
b.當(dāng)檢測到輸出電壓低于IV，且輸出電流大于550mA(+ -50 mA)閥值，則判斷為長線端負(fù)載短路，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)；
c.當(dāng)電路進(jìn)入保護(hù)后，定時(shí)嘗試激活電路，60mS/1400mS的開/關(guān)間歇狀態(tài)進(jìn)行檢測，直到電路恢復(fù)正常。實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)撤離后，電路的自恢復(fù)功能。
[0019]
本發(fā)明的LNB輸出單元內(nèi)置大功率輸出MOSFET管，并引入了鏡像電流檢測技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測輸出回路的電流狀態(tài)，結(jié)合過流保護(hù)算法及輸出電壓檢測功能模塊，實(shí)現(xiàn)電路可靠的過流及短路保護(hù)功能。
[0020]I鏡像電流檢:鏡像電流檢測技術(shù)是我司自主研發(fā)的一項(xiàng)非接觸式的電流檢測技術(shù)，該技術(shù)的特別是為回路電流提供非接觸式的電流檢測，并與輸出大電流負(fù)載隔離，最小化輸出電路負(fù)載變化對檢測精度的影響，同時(shí)為低功耗輸出及項(xiàng)目方案的能量轉(zhuǎn)換效率提供保證。并進(jìn)一步優(yōu)化輸出大功率檢測器件的數(shù)量，優(yōu)化項(xiàng)目方案成本。
[0021]I輸出電壓檢測:當(dāng)輸出電壓低于一定的門限值，系統(tǒng)判斷其為異常狀態(tài)，并結(jié)合自主的過流保護(hù)算法，調(diào)整電路保護(hù)狀態(tài)。該功能模塊同時(shí)兼具欠壓保護(hù)功能，進(jìn)行一步完善保護(hù)功能。
[0022]I過流保護(hù)算法:本項(xiàng)目根據(jù)我司長期的終端產(chǎn)品方案研發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)出一套行之有效的過流保護(hù)算法，具體實(shí)現(xiàn)方案如下:
①.通過檢測輸出電流的瞬態(tài)時(shí)間，判斷并排除異常干擾而引起系統(tǒng)瞬時(shí)過流對電路的影響，提聞電路的穩(wěn)定性。
[0023]②.當(dāng)電路進(jìn)入保護(hù)后，定時(shí)嘗試激活電路，60mS/1400mS的開/關(guān)間歇狀態(tài)進(jìn)行檢測，直到電路恢復(fù)正常。實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)撤離后，電路的自恢復(fù)功能。
[0024]如圖4為本發(fā)明一種S0P8EP引腳功能定義及引腳排序
【權(quán)利要求】
1.一種LNB電源控制專用芯片，其特征在于，所述的LNB電源控制專用芯片設(shè)有1.1MHzDC-DC升壓模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、電壓調(diào)整模塊、14V/19V電壓切換控制模塊、22K波形發(fā)生控制模塊輸出、LNB輸出及保護(hù)單元模塊、電流檢測限制模塊；1.1MHz DC-DC升壓模塊與基準(zhǔn)電壓模塊連接；電壓調(diào)整模塊與14V/19V電壓切換控制模塊之間連接；LNB輸出與保護(hù)單元模塊的輸入端與1.1MHz DC-DC升壓模塊輸出、22K波形發(fā)生控制模塊輸出、電流檢測限制模塊輸出端連接；所述的22K波形發(fā)生控制模塊設(shè)有22K頻率發(fā)生器、外部輸入波形判斷、放大整形控制以及幅度檢測、邊沿平滑控制電路；22K頻率發(fā)生器與外部輸入波形判斷電路的同步控制連接；22K頻率發(fā)生器與放大整形控制電路連接；放大整形電路與幅度檢測電路的雙向控制連接；放大整形電路與邊沿平滑控制電路的雙向控制連接；放大整形控制電路與LNB輸出及保護(hù)單元模塊連接；所述的LNB輸出及保護(hù)單元模塊設(shè)有LNB輸出單元、結(jié)溫檢測保護(hù)、輸入/輸出隔離、電感磁飽和檢測以及鏡像電流檢測、過流保護(hù)算法、輸出電壓檢測電路；LNB輸出單兀電路與輸入/輸出隔尚電路連接,輸入輸出隔尚電路與外接升壓電感連接；LNB輸出單元電路與電感磁飽和檢測電路連接，電感磁飽和電路與外接升壓電感連接；LNB輸出單元電路與結(jié)溫檢測保護(hù)電路連接；LNB輸出單元電路與鏡像電流檢測電路連接；鏡像電流檢測電路與過流保護(hù)算法電路連接；鏡像電流檢測電路與輸出電壓檢測電路連接及輸出電壓檢測電路與LNB輸出單元電路連接。
2.用于權(quán)利要求1所述的LNB電源控制專用芯片的短路保護(hù)方法，其特征在于: a.當(dāng)檢測電路的瞬態(tài)電流峰值大于550mA(+ -50 mA)閥值且大于25mS時(shí)，則判斷為過流保護(hù)，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，否則，則判斷為正常負(fù)載瞬態(tài)過流或干擾，電路正常輸出； b.當(dāng)檢測到輸出電壓低于IV，且輸出電流大于550mA(+ -50 mA)閥值，則判斷為長線端負(fù)載短路，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)； c.當(dāng)電路進(jìn)入保護(hù)后，定時(shí)嘗試激活電路，60mS/1400mS的開/關(guān)間歇狀態(tài)進(jìn)行檢測，直到電路恢復(fù)正常，實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)撤離后，電路的自恢復(fù)功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNB電源控制專用芯片，其特征在于，所述的電路高度集成于SOP8EP的8腳封裝片內(nèi)，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，定義引腳排序，將電路的數(shù)模接地隔離在封裝片內(nèi)完成，優(yōu)化成本并簡化電路PCB設(shè)計(jì)要求；所述的引腳與外接元件連接關(guān)系: ΟΝ/OFF引腳控制為電路的輸出開關(guān)，直接連接控制接口 ； 22K_IN引腳為參考同步波形輸入，直接連接控制接口 ； Η/V引腳為14、19V輸出切換控制輸入，直接連接控制接口 ； REG_C為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源退耦引腳，外接一 0.1UF退耦電容至地； DCS引腳與1.1MHz DC-DC升壓模塊連接，外接升壓電感LI引腳，并同時(shí)連接到肖特基整流二極管Dl正端； BST與LNB輸出及保護(hù)單元模塊的LNB輸出MOS管相連，外接C3退耦電容，并同時(shí)與肖特基二極管Dl的負(fù)端相連； V_0UT為電路電壓及控制波形混合輸出端，外接C5進(jìn)行退耦及雜訊濾除； GND為系統(tǒng)電源地，直接與PCB系統(tǒng)地相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNB電源控制專用芯片，其特征在于，所述的芯片采用數(shù)?；旌螸DMOS工藝技術(shù)設(shè)計(jì)，其中14V/19V電壓切換控制模塊、外部輸入波形判斷同步等接口輸入電路采用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)，其它電路模塊采用模擬電路工藝實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號】H02M3/155GK103475220SQ201310434653
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】劉偉城 申請人:福州福大海矽微電子有限公司