[發明專利]最小化AM頻段發射的D類放大器中的共模電壓斜變

有效

• 申請號: 201910437037.3
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110535446B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 赫爾曼納斯·J·埃芬
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F3/217;H03F3/24;H03F3/45
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

一種被連接成驅動基于阻抗的天線驅動電路(55)的開關放大器電路(50)包括高側開關和低側開關(51到54)，所述高側開關和所述低側開關(51到54)被配置和連接成在活躍相位和禁用相位期間響應于柵極控制信號而將不同的基準電壓連接到第一輸出節點(ANTP)和第二輸出節點(ANTN)，并且還包括輸出驅動電路(59)，所述輸出驅動電路(59)在所述禁用相位與所述活躍相位之間的轉變操作相位期間、在所述第二輸出節點通過所述第二低側電子開關連接到所述第二基準電壓時向所述第一輸出節點提供斜變后輸出電壓驅動信號，其中所述斜變后輸出電壓驅動信號在指定時間間隔內由所述第二基準電壓與所述第一基準電壓之間的預定轉換速率表征。

技術領域

本發明總體上涉及功率放大器領域。一方面，本發明涉及用于集成電路開關放大器的方法、設備、架構和系統。

背景技術

開關放大器被越來越多地用于在如汽車工業中的電力電子電路等各種電子電路應用以及許多其它便攜式應用中檢測和再現音頻或低頻(LF)信號。這些電子電路應用中的絕大多數體現為集成電路。集成電路中的LF放大器的具體例子是具有采用調節器和二極管形式的輸出幅度控制鉗位電路系統的基本四開關D類驅動器(或放大器)設計。在這種驅動器設計中，所述四個開關通常被實施為以共同模式驅動的場效應晶體管(FET)，其中相反相位信號驅動一對高側FET和一對低側FET。對于如汽車無鑰匙進入系統等一些具體的LF傳輸系統來說，需要在很寬的范圍內控制負載電流。通過用于鉗位高側開關的最大柵極和源極電壓的調節器和二極管的精心構造的布置實現了較低的可控負載電流。以此方式，輸出幅度控制提供對高側開關的最大柵極電壓的限制并迫使高側開關在特定操作實例中以共漏極(源極跟隨器)模式操作，由此對所述電壓中的某些電壓產生上限并且相對于如將通過所施加電源電壓和切換的占空比來設置的期望電流水平，對輸出負載電流產生上限。

雖然與更經典的(A)B類放大器拓撲相比，現有差分D類開關放大器在提高最大輸出功率和功率效率方面取得了很大的成功，但是對各種應用——包括但不限于針對LF傳輸的應用和其它開關功率放大器應用——而言，這種放大電路的控制和設計仍然存在挑戰。例如，無鑰匙進入系統中的天線放大器在輪詢(polling)操作中通常以小占空比啟用以最小化平均電流消耗，在這種情況下，當放大器被禁用時，D類輸出通常被下拉到接地水平以防止浮動輸出，由此產生浮動天線。差分D類放大器在輪詢操作期間的激活和去激活在差分D類放大器的輸出之一處引起電壓階躍，所述電壓階躍將在AM無線電頻段中產生由放大器與實際天線之間的電纜產生的顯著發射。由前述內容可見，由于設計復雜性、功率控制需求、不期望的發射和成本增加所帶來的挑戰，現有開關放大器解決方案實際上極其困難。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種開關放大器電路，其包括：

第一高側電子開關和第二高側電子開關，其被配置和布置成在第一柵極控制信號和第二柵極控制信號是相反相位信號時在活躍操作相位期間響應于所述第一柵極控制信號和所述第二柵極控制信號而將第一基準電壓分別連接到第一輸出節點和第二輸出節點并且在禁用操作相位期間響應于所述第一柵極控制信號和所述第二柵極控制信號而將所述第一基準電壓與所述第一輸出節點和所述第二輸出節點斷開連接；

第一低側電子開關和第二低側電子開關，其被配置和布置成在所述活躍操作相位期間響應于所述第一柵極控制信號和所述第二柵極控制信號而將第二基準電壓分別連接到所述第一輸出節點和所述第二輸出節點并且在所述禁用操作相位期間將所述第一輸出節點和所述第二輸出節點兩者拉到所述第二基準電壓；以及

輸出驅動電路，其被配置和布置成在所述禁用相位與所述活躍相位之間的轉變操作相位期間、在所述第二輸出節點通過所述第二低側電子開關連接到所述第二基準電壓時向所述第一輸出節點提供斜變后輸出電壓驅動信號，

其中所述斜變后輸出電壓驅動信號在指定時間間隔內由所述第二基準電壓與所述第一基準電壓之間的預定轉換速率表征。