[發明專利]提供輸出電壓的超快調制的電源

無效

• 申請號: 201110305454.6
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN102355197A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 皮奧特.馬科斯基;王林國
• 申請（專利權）人: 雅達電子國際有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/32;H03F3/19;H03F3/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 丁藝;沙捷

本申請是申請日為2008年1月4日且申請號為200880013984.X的發明專利申請“提供輸出電壓的超快調制的電源”的分案申請。

優先權主張

本申請權利要求2007年3月13日提交的美國臨時申請序列號No.60/894,570的優先權，該申請通過引用結合在本文中作為參考。

技術領域

本發明一般涉及功率轉換電路。

背景技術

很多不同的電子裝置要求非常快速地調制其電源電壓。這種類型的電子裝置之一是射頻(rf)線性功率放大器。這種放大器廣泛地用在現代無線通信裝置和基礎設施中。在用于如QPSK、CDMA、WCDMA這樣的無線通信中的復雜調制方案中，rf信號的包絡的幅度變化顯著。每當rf信號的包絡充分低于電源電壓允許的最大值時，功率放大器的效率嚴重降低。換句話說，供給能量的一大部分僅用于維持功率放大器的工作點(偏置)而不產生有用的信號。這一現象導致很多的不利影響，包括(i)需要加大放大器系統中昂貴的rf組件的尺寸，(ii)增加了冷卻需求，(iii)增大了設備的尺寸和重量，以及(iv)增加了電能的消耗。另一方面，如果電源電壓根據rf信號的包絡變化，則功率放大器的工作點可以在所有時間都保持在最優點或其附近。因此，不管rf信號的包絡的瞬時幅度如何，效率都可以維持在高水平。

然而，雖然rf功率放大器通常要求其電源電壓的非?？焖俚恼{制以提高效率，但大多數可用電能量源被設計為維持恒定的良好調節的輸出電壓，且被要求僅以較低速度改變其輸出電壓。例如，CDMA基帶頻率為1.25MHz，WCDMA基帶頻率為5MHz。這導致rf信號包絡的大部分能量分別在0-1.25MHz和0-5MHz的頻帶中。另一方面，由于不同載頻之間的交互，引起多信道放大器的包絡發生變化。在這種情況下，rf信號包絡經歷幅度變化，頻率成分達到極端信道(載頻之差最大的兩個信道)的載頻之差。這種情況下，包絡頻率可以是幾百kHz至幾十MHz的量級。如果電源的帶寬不足，則在通信信道中出現失真結果和附加噪聲，這導致通信信道中誤碼率增加。現有調制速度的目標是比通過簡單調制常規dc-dc轉換器的pwm信號所實現的幅度大兩至三個量級。這使得常規pwm?dc-dc轉換器不適于作為諸如rf功率放大器這樣的要求其電源電壓的超快調制的裝置的電源。

圖14示出了現有技術線性調節器(regulator)1400。調節器1400包括預放大級1402和輸出級1404。預放大級1402包括預放大器1406，其可以包括一組離散組件，或可以實現為完全集成的電路。輸入信號被提供到預放大器1406的輸入端子1401。預放大器1406的輸出被提供到布置成推拉配置的一對離散的功率晶體管1408、1410。晶體管1408、1410的適當偏置(dc工作點)是由一對調節電壓產生電路1414、1416提供的。電路1414、1416產生的電壓被選擇為，在低輸入電壓水平抵消晶體管1408、1410的非有源輸入電壓區域。晶體管1408、1410屬于相反類型。晶體管1408是n型功率場效應晶體管(FET)或npn型功率雙極晶體管，而晶體管1410是p型功率FET或pnp型功率雙極晶體管。輸出端子1403設置在晶體管1408和1410之間的接點處。反饋線1412為預放大器1406提供反饋信號，使其放大輸入和輸出信號之差。當預放大器1406的輸出電壓低于輸入電壓時，預放大器1406的輸出增大，且晶體管1408被偏置為導通，為存在于輸出端子1403處的任意負載供給電流，并使輸出電壓達到所需水平。晶體管1410截止。當預放大器1406的輸出電壓大于輸入電壓時，預放大器1406的輸出下降且晶體管1410被偏置為導通，從存在于輸出端子1403處的任意負載吸收電流，從而使輸出電壓達到所需水平。晶體管1408截止。

發明內容

在一個一般的方面，本發明的實施例可以涉及一種用于與放大輸入信號的功率放大器一起使用的電路。該電路可以包括幅度校正電路和開環開關調節器(switching?regulator)。幅度校正電路可以被配置成從代表輸入信號的包絡的輸入包絡信號產生校正的包絡信號。開環開關調節器可以連接到幅度校正電路，且可以基于校正的包絡信號為功率放大器供電。根據各個實施例，幅度校正電路產生的校正包絡信號是輸入包絡信號和開環開關調節器的誤差電壓的函數。