[發明專利]高頻功率放大電路用電源裝置以及高頻功率放大裝置

有效

• 申請號: 201380024245.1
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN104272585B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 辻仁司
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 李逸雪

技術領域

本發明涉及高頻功率放大電路用的電源裝置，尤其涉及能夠提高高頻功率放大電路的功率效率的電源裝置以及具備其的高頻功率放大裝置。

背景技術

在專利文獻1中示出為了謀求高頻放大電路的高效化而使高頻放大電路的電源電壓追蹤放大前的高頻信號的振幅變化(包絡)的構成。這里的高頻信號的振幅變化的頻率并非是載波頻率(例如移動電話中的1～2GHz)而是載波的振幅變化的頻率(最大為10～100MHz左右)。在低頻的放大電路中，雖然有D級放大電路(數字放大器)，但是在高頻功率放大電路用的電源裝置中卻要求處理的頻帶高、且快速的開關轉換。

圖22是專利文獻1所示的高頻功率放大電路50的框圖。該圖22所示的高頻功率放大電路50具備包絡檢測電路54、供給電壓選擇電路56、電源電壓調整電路58以及高頻放大電路52。包絡檢測電路54檢測高頻信號(RFIN)的包絡，供給電壓選擇電路56選擇電壓源(V1～V4)以追蹤高頻信號(RFIN)的包絡。電源電壓調整電路58對被選擇出的電壓進行波形調整，并作為電源電壓而向高頻放大電路52供給。由此，高頻放大電路52對高頻信號(RFIN)進行放大并輸出高頻信號(RFOUT)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2006-514472號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，在專利文獻1的高頻功率放大裝置中，由于是準備多個電壓源并對它們進行選擇而使之追蹤高頻信號的包絡的方式，因此需要用于對切 換多個電壓源時的電壓差(波形高低差)進行修復的復雜電路以及極其復雜的控制。如果該波形高低差的修復不完善，則波形失真將變大，通信系統中的相鄰信道泄漏功率比(ACPR)變大，給規定范圍外的頻帶來不良影響，因此產生無法適用于容許頻帶嚴格的產品這樣的問題。

本發明的目的在于提供一種解決上述電路以及控制復雜化的問題，能夠以較為簡單的構成使對于高頻放大電路的電源電壓追蹤高頻信號的包絡這樣的高頻功率放大電路用電源裝置以及高頻功率放大裝置。

用于解決課題的手段

本發明的高頻功率放大電路用電源裝置，使作為電源電壓向放大高頻信號的高頻功率放大電路進行供給的輸出電壓隨著所述高頻信號的振幅變化而變化，所述高頻功率放大電路用電源裝置的特征在于具備：

多個雙向轉換器，被設置在輸入電壓的輸入部與所述輸出電壓的輸出部之間，具備所流動的諧振電流的多種頻率，能夠供給/再生能量；

輸出側能量蓄積元件，被設置在所述雙向轉換器的所述輸出部；

時間頻率解析單元，將向所述高頻功率放大電路輸入的輸入信號在時間軸上變換成具有頻率以及信號振幅的信息的控制信息；和

轉換器控制電路，對所述高頻信號的振幅變化進行檢測，并控制所述多個雙向轉換器的諧振頻率以及振幅以使所述輸出電壓追蹤所述高頻信號的振幅變化。

此外，本發明的高頻功率放大裝置，具備：高頻功率放大電路，對高頻信號進行放大；和高頻功率放大電路用電源裝置，使向該高頻功率放大電路進行供給的電源電壓隨著所述高頻信號的振幅變化而變化，所述高頻功率放大裝置的特征在于具備：

多個雙向轉換器，被設置在輸入電壓的輸入部與所述輸出電壓的輸出部之間，具備所流動的諧振電流的多種頻率，能夠供給/再生能量；

輸出側能量蓄積元件，被設置在所述雙向轉換器的所述輸出部；

時間頻率解析單元，將向所述高頻功率放大電路輸入的輸入信號在時間軸上變換成具有頻率以及信號振幅的信息的控制信息；和

轉換器控制電路，對所述高頻信號的振幅變化進行檢測，并控制所述多個雙向轉換器的諧振頻率以及振幅以使所述輸出電壓追蹤所述高頻信 號的振幅變化。

發明效果

根據本發明，因為電源電壓隨著被輸入至高頻功率放大電路的輸入信號的振幅而變化，所以能夠使高頻功率放大電路的放大元件始終以接近飽和點的條件動作，從而可以大幅地降低放大元件產生的損耗。

由于雙向轉換器能夠供給/再生能量，因此通過對雙向轉換器的內部開關元件的接通(ON)/斷開(OFF)時間進行非線性控制(脈沖寬度控制、頻率控制、睡眠時間以及突發時間的組合控制等)，從而動態范圍取得較大，從而快速控制成為可能。由此，不論是從低頻還是到高頻的范圍，均可以高精度地調整高頻輸入信號和輸出電壓的振幅以及相位，能夠使之追蹤高頻輸入信號的包絡。

因為各雙向轉換器是具有電流諧振頻率的諧振轉換器，所以通過供給/再生相當于諧振電流的半波的能量，從而能夠高效率地供給以及再生能量。