專利名稱：基于多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件的功率分配網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)總體上涉及功率分配網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地涉及基于多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件的功率分配網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在具有電荷存儲(chǔ)組件(如電池)的電源組的功率分配網(wǎng)絡(luò)中，電源電壓中的波動(dòng)可以由例如射頻功率放大器電路抽取的脈沖式高電流所導(dǎo)致。依靠功率分配網(wǎng)絡(luò)傳播到其他組件的波動(dòng)可以引起不利效果。對(duì)于例如音頻電路，波動(dòng)可以引起可聽到的蜂鳴聲。附加地，與功率放大器電路相關(guān)的電源組的特定配置可以允許生成顯著的電磁干擾。

發(fā)明內(nèi)容
通過將單一電源分為多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件，可以通過在輔助電荷存儲(chǔ)組件處緩沖功率放大器電路可以從主電源抽取的脈沖式高電流來減少電源波動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種功率分配網(wǎng)絡(luò)。所述功率分配網(wǎng)絡(luò)包括主充電電路；第一電荷存儲(chǔ)組件，具有與所述充電電路相連的第一端子和與電源公共電壓相連的第二端子；輔助充電電路；第二電荷存儲(chǔ)組件，具有與所述輔助充電電路相連的第一端子和與所述電源公共電壓相連的第二端子；以及轉(zhuǎn)換器，具有輸入端子和輸出端子，所述輸入端子從所述第二電荷存儲(chǔ)組件的第一端子接收輸入電壓，所述輸出端子以相對(duì)于所述輸入電壓改變的幅度來提供輸出電壓。當(dāng)結(jié)合附圖來審視下面對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述時(shí)，本發(fā)明的其他方面和特征對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將變得顯而易見。


現(xiàn)在參照附圖，附圖示出了作為示例的本公開內(nèi)容的實(shí)施例，附圖中圖1示出了具有功率放大器電路和單一電池的功率分配網(wǎng)絡(luò)；圖2示意性地示出了由單一電池供電的、圖1的功率分配網(wǎng)絡(luò)的功率放大器電路；圖3示意性地示出了由多個(gè)電池供電的、在功率分配網(wǎng)絡(luò)中使用的功率放大電路；圖4示出了在功率分配網(wǎng)絡(luò)中使用的功率放大器電路，其中所述功率放大器電路包括包含有超電容器和電池的電源組；以及圖5示出了在具有附加組件的功率分配網(wǎng)絡(luò)中使用的功率放大器電路，其中功率放大器電路包括超電容器和電池，其中超電容器被配置為向附加組件供電。
具體實(shí)施例方式圖1示出了具有功率放大器電路124和電源組120的功率分配網(wǎng)絡(luò)100。電源組120包括至少一個(gè)電荷存儲(chǔ)組件。如下面將要討論的，電荷存儲(chǔ)組件可以是存儲(chǔ)電荷的任何組件，如化學(xué)功率電池或超電容器。功率分配網(wǎng)絡(luò)100被配置為在移動(dòng)通信設(shè)備中使用。 移動(dòng)通信設(shè)備包括處理器102，用于控制移動(dòng)通信設(shè)備的整體操作、或用于控制移動(dòng)通信設(shè)備的所選操作。移動(dòng)通信設(shè)備的組件包括外殼(圖中未示出)和多個(gè)用戶接口組件104。 用戶接口組件104可以包括輸入設(shè)備(例如具有多個(gè)按鍵的鍵盤、按鈕、軌跡球或觸摸板) 以及輸出設(shè)備(例如顯示器)，輸出設(shè)備可以包括全圖形、或全色彩、液晶顯示器(LCD)。在一些實(shí)施例中，顯示器可以包括觸摸屏顯示器。在這種實(shí)施例中，鍵盤可以包括虛擬鍵盤。 還可以備選地使用其他類型的輸出設(shè)備。部分地響應(yīng)于移動(dòng)通信設(shè)備的用戶對(duì)鍵盤上按鍵的促動(dòng)，處理器102控制顯示器的操作。移動(dòng)通信設(shè)備的組件還可以包括音頻電路106，可以控制向用戶呈現(xiàn)音頻警報(bào) (鈴音)、電話呼叫中接收到的音頻以及基于設(shè)備存儲(chǔ)器(圖中未示出)中保存的數(shù)字音樂文件的音頻。移動(dòng)通信設(shè)備的組件還可以包括與已知的全球定位系統(tǒng)(GPS) —起使用的接收器108。將GPS接收器108示為與GPS接收器天線118A通信連接。移動(dòng)通信設(shè)備的組件還可以包括在短距離通信子系統(tǒng)中使用的收發(fā)器110，使得移動(dòng)通信設(shè)備和其他臨近的系統(tǒng)或設(shè)備(不一定是類似的設(shè)備)之間能夠通信。例如，短距離通信子系統(tǒng)可以包括紅外設(shè)備和相關(guān)聯(lián)的電路和組件、或Bluetooth 通信模塊，以提供與支持類似功能的系統(tǒng)和設(shè)備之間的通信。將Bluetooth收發(fā)器110示為與Bluetooth 收發(fā)器天線118B通信連接。移動(dòng)通信設(shè)備的組件還可以包括在無線局域網(wǎng)通信子系統(tǒng)中使用的收發(fā)器 112。電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)已經(jīng)確定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，被稱作IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)。可以由已知的Wi-Fi聯(lián)盟來認(rèn)證支持IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。將Wi-Fi收發(fā)器112示為與 Wi-Fi收發(fā)器天線118C通信連接。移動(dòng)通信設(shè)備的組件還可以包括在第一無線電信子系統(tǒng)中使用的收發(fā)器114。 第一無線電信子系統(tǒng)可以基于已知的寬帶碼分多址(W-CDMA)標(biāo)準(zhǔn)。將W-CDMA收發(fā)器114 示為與W-CDMA收發(fā)器天線118D通信連接。移動(dòng)通信設(shè)備的組件還可以包括在第二無線電信子系統(tǒng)中使用的收發(fā)器116。 第二無線電信子系統(tǒng)可以基于已知的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)和GSM演進(jìn)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率 (EDGE)標(biāo)準(zhǔn)。將GSM/EDGE收發(fā)器116示為通過功率放大器電路IM與GSM/EDGE收發(fā)器天線118E通信連接。處理器102、用戶接口 104、音頻電路106、GPS接收器108、Bluetooth收發(fā)器110、 Wi-Fi收發(fā)器112、W-CDMA收發(fā)器114和GSM/EDGE收發(fā)器116都維持與功率管理集成電路 (PMIC) 122 的連接。PMIC 122和功率放大器電路124維持與電源組120的連接。電源組120通過第一端子132A維持與PMIC 122和與電池充電電路126的連接。與功率放大器電路124的組件一樣，電源組120通過第二端子134A維持與電源基準(zhǔn)電壓的連接。另一對(duì)端子包括將電源組120通過降壓直流到直流(DC至DC)轉(zhuǎn)換器128與功率放大器電路124相連的第三端子 132B和將電源組120與電源基準(zhǔn)電壓相連的第四端子134B。降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 在輸入端子處接收在電源組120的第三端子132A處可用的電壓，將在輸入端子處接收的電壓轉(zhuǎn)換為更低的電壓，并且使該更低的電壓在輸出端子處對(duì)于功率放大器電路1 可用。電源組120可以例如容納鋰離子電池，該電池具有從4. 2V到3. 2V的操作范圍。然而，本文所述的概念不受限于任何特定形式的能量存儲(chǔ)或電池化學(xué)。在圖2中示出了圖1的功率放大器電路124的組件。功率放大器電路IM包括 (但不一定限于)與GSM/EDGE收發(fā)器116的輸出和低通濾波器204的輸入相連的功率放大器202。在一個(gè)狀態(tài)下，開關(guān)206將低通濾波器204的輸出與天線匹配電路208相連，天線匹配電路208與GSM/EDGE收發(fā)器天線118E相連。在另一個(gè)狀態(tài)下，開關(guān)206將天線匹配電路208的輸出與帶通濾波器210的輸入相連。帶通濾波器210的輸出與GSM/EDGE收發(fā)器116的輸入相連。將功率放大器202示為包括多個(gè)級(jí)(不單獨(dú)引用)，每一級(jí)從電源組120的第一端子212A接收電源電壓。類似地，每一級(jí)與電源組120的第二端子214A共享電源基準(zhǔn)電壓。在操作中，GSM/EDGE收發(fā)器116可以引起功率放大器202在所謂的“脈沖模式”下進(jìn)行操作。已知功率放大器操作的脈沖模式引起在電源組120的第一端子212處提供的電源電壓的變化。由于高脈沖式電流，電源電壓中的變化或波動(dòng)可以高達(dá)峰值至峰值400mV。 不幸的是，該波動(dòng)可以從電源組120傳播到PMIC 122，傳播到其他組件。對(duì)于音頻電路106， 該波動(dòng)可以引起可聽到的蜂鳴聲(對(duì)于基于GSM通信的設(shè)備，很多設(shè)備經(jīng)歷在217Hz處的蜂鳴)，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到消除該蜂鳴聲是困難和代價(jià)較高的。一般由穩(wěn)定的電源電壓來維持功率放大器202的效率。不幸的是，在電源組120僅容納單一電荷存儲(chǔ)組件的情況下，在使用期間，隨著電荷存儲(chǔ)組件上的電荷的減少，在電源組120的第三端子132B處提供的電源電壓可以改變，從4. 2V(完全充電)到低至3. 2V(需要再充電)。事實(shí)上，當(dāng)電荷存儲(chǔ)組件上的電荷已經(jīng)減少并且在電源組120的第三端子132B 處提供的電源電壓相應(yīng)減小時(shí)，可以強(qiáng)制功率放大器202進(jìn)入不期望的飽和模式。當(dāng)功率放大器202在飽和模式下操作時(shí)，相對(duì)于優(yōu)選功率電平，輸出至GSM/EDGE收發(fā)器天線118E 的射頻(RF)信號(hào)的功率電平減小。附加地，可以認(rèn)為飽和模式下的功率放大器202的操作不利于輸出頻譜。此外，當(dāng)設(shè)計(jì)功率放大器202以考慮到大范圍電源電壓下的操作時(shí)，要求進(jìn)行設(shè)計(jì)犧牲或適應(yīng)。例如，這種設(shè)計(jì)犧牲可以包括添加被設(shè)計(jì)來用于控制功率放大器202在減小的電源電壓下的行為的電路。一個(gè)這種電路被稱作抗飽和環(huán)路。可以認(rèn)為這種附加電路增加了功率放大器202的復(fù)雜度和成本?？梢詫⒐β史糯笃麟娏鳝h(huán)路定義為通過電源組120和功率放大器202來形成。由于環(huán)路的相對(duì)大的面積，可以示出功率放大器操作的脈沖模式引起發(fā)射可測(cè)量的磁輻射。 這種發(fā)射可以示為對(duì)其他電路的干擾，如在助聽器中的電路，特別是在使用T-磁線圈(或 T-線圈)來拾取音頻信號(hào)的助聽器中的電路。當(dāng)輻射與功率分配網(wǎng)絡(luò)100向其提供功率的移動(dòng)通信設(shè)備的外殼內(nèi)的各種換能器和其他組件耦合時(shí)，來自功率放大器電流環(huán)路的磁輻射的發(fā)射也可能是有問題的?？梢允境?，可以將在發(fā)送期間出現(xiàn)在功率放大器202處的射頻(RF)干擾信號(hào)(任何不想要的信號(hào))經(jīng)由電源線路耦合至其他電路104、106、108、110、112、114、116、122、 126。如果例如干擾信號(hào)變?yōu)榕c在電源組120容納的電池相耦合，則可以示出，由于電荷存儲(chǔ)組件結(jié)構(gòu)，可以由電池來輻射這些干擾信號(hào)。電荷存儲(chǔ)組件結(jié)構(gòu)可以例如涉及與移動(dòng)通信設(shè)備外殼相連的、電源組120的第三端子132B( S卩，正觸點(diǎn))。在這種情況下，可以示出， 移動(dòng)通信設(shè)備外殼可以具有類似天線的行為。 總而言之，通過將電源分為多于一個(gè)電荷存儲(chǔ)組件，可以通過在輔助電源處緩沖功率放大器電路可能從主電源抽取的脈沖式高電流，來減少電源波動(dòng)。
當(dāng)向功率放大器202提供功率的電路的設(shè)計(jì)者向設(shè)計(jì)功率放大器202供貨商要求功率放大器202必須處理較寬的電源電壓范圍時(shí)，減少了供貨商為了增強(qiáng)的線性和更高的效率來設(shè)計(jì)功率放大器202的靈活度。方便地，當(dāng)如本文所述的設(shè)計(jì)向功率放大器202提供功率的電路時(shí)，供貨商將具有設(shè)計(jì)功率放大器202的更大自由度和靈活度。對(duì)上述問題集合的第一解決方案涉及在電源組120中提供多個(gè)電池，而非單一電池。例如，圖3示出了由多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件來供電的功率放大器電路124。在雙電池電源組 320中提供了多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件。雙電池電源組320包括第一電池322A和第二電池322B。第一電池322A具有與電池充電電路1 相連的第一端子和與功率分配網(wǎng)絡(luò)的公共電源電壓相連的第二端子。第二電池322B的第二端子也與功率分配網(wǎng)絡(luò)的公共電源電壓相連。第二電池322B的第一端子和第一電池322A的第一端子與雙電池充電電路321相連，并且雙電池充電電路321置于第二電池322B的第一端子和第一電池322A的第一端子之間。當(dāng)認(rèn)為電池充電電路1 是 “主”充電電路時(shí)，可以認(rèn)為雙電池充電電路321是“輔助”充電電路。與圖1和2類似地，降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128將在第二電池322B的第一端子處可用的電壓轉(zhuǎn)換為較低的電壓，并使該較低的電壓對(duì)于功率放大器電路IM可用。圖3的功率放大器電路1 被配置為從GSM/EDGE收發(fā)器116接收信號(hào)以在GSM/EDGE收發(fā)器天線118E 上發(fā)送。附加地，圖3的功率放大器電路IM被配置為從GSM/EDGE收發(fā)器天線118E接收信號(hào)，并且將接收到的信號(hào)發(fā)送到GSM/EDGE收發(fā)器116。雙電池電源組320包括電池標(biāo)識(shí)器和溫度傳感器326。電池標(biāo)識(shí)器和溫度傳感器 326與處理器102(圖1)相連。電池標(biāo)識(shí)器部分適于輸出雙電池電源組320的標(biāo)識(shí)。溫度傳感器部分適于感測(cè)雙電池電源組320內(nèi)的溫度，并向處理器102提供指示該溫度的輸出信號(hào)。方便地，在操作中，雙電池充電電路321可以用于連續(xù)地向第二電池322B充電，從而與單一電池電源組的可能情況相比，在第二電池322B上維持更一致的電荷。因此，可以以對(duì)圖1的功率放大器電路124的設(shè)計(jì)者不可用的方式，將圖3的功率放大器電路IM設(shè)計(jì)為利用降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128的輸出處的一致電壓。通過對(duì)第二電池322B連續(xù)地充電，可以將第二電池322B的等效串聯(lián)電阻(ESR)維持在始終低于第一電池322A的ESR的幅度處。因此，功率放大器電路1 所抽取的大部分高脈沖式電流將通過第二電池322B。在電源組僅具有單一電荷存儲(chǔ)組件(如鋰離子電池)的情況下，可以將功率放大器電路IM設(shè)計(jì)為處理從4. 2V到3. 2V范圍的電源電壓操作范圍。由于使用具有多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件的電源組，如本文所公開的，可以將電源電壓的范圍收緊至例如從3. 6V到3. 5V的范圍。通過將功率放大器電路1 所能夠處理的電源電壓的范圍收緊，功率放大器設(shè)計(jì)者可以增強(qiáng)功率放大器電路124的性能。這種性能增強(qiáng)可以包括增加的輸出功率、增加的效率和增強(qiáng)的線性。
可以將第二電池322B視為對(duì)從第一電池322A抽取的脈沖式高電流進(jìn)行緩沖，并且因此，可以顯著地減少由于電源波動(dòng)傳播到音頻電路106所引起的可聽到的蜂鳴聲。顯然，本申請(qǐng)中描述的概念不一定排除減少波動(dòng)效果的其他方案。事實(shí)上，有利地，本文描述的方案可以不排他地與其他方案合作，以減少波動(dòng)的效果。對(duì)上述問題集合的第二解決方案涉及用具有超電容器422形式的備選電荷存儲(chǔ)組件來取代圖3的雙電池電源組320中的第二電池322B，從而完成混合電池電源組420的內(nèi)容(參見圖4)。一般地，超電容器類似于常規(guī)電容器，只是超電容器在小型封裝中提供非常高的電容。通過靜態(tài)電荷來完成，而不是通過電化學(xué)過程(如以常規(guī)化學(xué)電池的方式)來完成能量的存儲(chǔ)。與常規(guī)電容器一樣的，超電容器具有正板和負(fù)板。通過對(duì)正和負(fù)板施加電壓差，可以在超電容器中存儲(chǔ)電荷。常規(guī)電容器一般包括導(dǎo)電箔和干式分隔器，而超電容器一般包括特殊的電極和電解質(zhì)。來自 Nihombashi， Chuo, Tokyo, Japan 的 TDK 的己知部件 No. EDLC152344-551-2F-30是可以用于超電容器422的組件的示例。該示例組件的規(guī)格包括尺寸23xMxl. 5mm ；額定電壓4. 2V連續(xù)偏置，5. 7V間歇偏置；以及標(biāo)稱電容550mF。然而，本文所述的概念不受限于任何特定超電容器、或任何特定電容、或電荷存儲(chǔ)或電荷分隔的任何特定結(jié)構(gòu)。與雙電池電源組320 —樣，混合電池電源組420的第一電池322A具有與電池充電電路1 相連的第一端子和與功率分配網(wǎng)絡(luò)的公共電源電壓相連的第二端子。超電容器 422的第二端子也與功率分配網(wǎng)絡(luò)的公共電源電壓相連。超電容器422的第一端子和第一電池322A的第一端子與超電容器充電電路421相連，并且超電容器充電電路421置于超電容器422的第一端子和第一電池322A的第一端子之間。降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 將在超電容器422的第一端子處的可用電壓轉(zhuǎn)換為較低的電壓，并且使該較低的電壓對(duì)于功率放大器電路1 可用。如本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的，如果存在多于一個(gè)高電流負(fù)載，則可以用多于一個(gè)超電容器來設(shè)計(jì)功率分配網(wǎng)絡(luò)100?；旌想姵仉娫唇M420包括電池標(biāo)識(shí)器和溫度傳感器4 。電池標(biāo)識(shí)器和溫度傳感器似6與處理器102(圖1)相連，以提供電池標(biāo)識(shí)和與混合電池電源組420的溫度相關(guān)的
fn息ο以與雙電池充電電路321 —致的方式，超電容器充電電路421可以用于維持超電容器422上的一致電荷，從而將混合電池電源組420與單一電池電源組區(qū)分開來，對(duì)于單一電池電源組，需要一致的電荷，但是如前文所述，難以實(shí)現(xiàn)一致的電荷。可以將超電容器充電電路421和雙電池充電電路321實(shí)施為標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)電源，其可以是具有預(yù)定充電電流的升壓轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器。然而，應(yīng)當(dāng)清楚本公開內(nèi)容不依賴于充電電路的特定實(shí)施。在各種實(shí)施例中，可以將降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128短路，使得圖3的雙電池電源組 320中的第二電池322B或圖4的混合電池電源組420中的超電容器422直接與功率放大器電路124相連。在這種實(shí)施例中，充電電路(例如圖3中的雙電池充電電路321或圖4中的超電容器充電電路421)用作充電電路和電壓調(diào)節(jié)電路。在脈沖式高電流抽取期間，這些備選實(shí)施例中的第二電池322B或超電容器422保持其作為對(duì)功率放大器電路IM所需的瞬時(shí)功率的主要部分的提供者的用途。在另一備選實(shí)施例中，可以將充電電路(例如圖3中的雙電池充電電路321或圖 4中的超電容器充電電路421)短路，使得第二電池322B或超電容器422直接與第一電池 322A相連，而降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 用于將電池輸出電壓調(diào)節(jié)為對(duì)于功率放大器電路124 的固定電源電壓。在脈沖式高電流抽取期間，這些備選實(shí)施例中的第二電池322B或超電容器422保持其作為對(duì)功率放大器電路IM所需的瞬時(shí)功率的主要部分的提供者的用途。與具有比單一電池122的ESR低的ESR的雙電池電源組320相一致的方式，可以示出，降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 和混合電池電源組420的組合的ESR也具有低于假定的單一電池電源組的ESR。試驗(yàn)已經(jīng)表明，假定的單一電池電源組的ESR可以是150πιΩ的量級(jí)， 而降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128和混合電池電源組420的組合的ESR可以僅為30πιΩ的量級(jí)。對(duì)上述問題集合的第三解決方案涉及圖4的混合電池電源組420的組件的重新配置，使得僅第一電池322Α保留在電池電源組內(nèi)，從而導(dǎo)致單獨(dú)電池電源組520的命名。與雙電池電源組320和混合電池電源組420 —樣，單獨(dú)電池電源組520的第一電池322Α具有與電池充電電路1 相連的第一端子和與功率分配網(wǎng)絡(luò)的公共電源電壓相連的第二端子。在單獨(dú)電池電源組520外部的、超電容器422的第二端子也與功率分配網(wǎng)絡(luò)的公共電源電壓相連。與圖4的電路一樣，超電容器422的第一端子和第一電池322A的第一端子與超電容器充電電路421相連，并且超電容器充電電路421置于超電容器422的第一端子和第一電池322A的第一端子之間。降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 將在超電容器422的第一端子處的可用電壓轉(zhuǎn)換為較低的電壓，并且使該較低的電壓對(duì)于功率放大器電路124 可用。單獨(dú)電池電源組520包括電池標(biāo)識(shí)器和溫度傳感器5 。電池標(biāo)識(shí)器和溫度傳感器5 與處理器102(圖1)相連，以提供電池標(biāo)識(shí)和與單獨(dú)電池電源組520的溫度相關(guān)的
fn息ο圖5的電路包括可以在移動(dòng)通信設(shè)備中找到的附加組件。附加組件包括當(dāng)使用移動(dòng)通信設(shè)備捕捉靜止照片時(shí)作為閃光燈使用的發(fā)光二極管(LED)532。LED 532還可以在移動(dòng)通信設(shè)備用于捕捉視頻時(shí)用作提供光線的照明器。與LED 532相關(guān)聯(lián)和相連的是控制器530?？刂破?30從超電容器422的第一端子接收功率。附加地，控制器530從處理器 102(圖1)接收指令。前文已經(jīng)討論了，已知功率放大器操作的脈沖模式引起在電池處提供的電源電壓的波動(dòng)，并且可以示出，該波動(dòng)負(fù)面地影響其他電路的操作。還可以示出，典型移動(dòng)通信設(shè)備中的其他電路可以引起電源電壓的波動(dòng)。這種引起波動(dòng)的電路的示例是圖5中LED 532 和控制器530的組合。在典型的移動(dòng)通信設(shè)備中，由于高脈沖式功率消耗和由此引起的傳播到其他電路的電壓波動(dòng)，因此不可以同時(shí)操作功率放大器電路1 和LED 532?？梢允境?，使用超電容器422以及降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128以及超電容器充電電路421，將允許功率放大器電路 IM和LED 532同時(shí)操作，且不引起將顯著的電源電壓波動(dòng)傳播到其他電路。事實(shí)上，測(cè)試已經(jīng)示出，可以將電源電壓波動(dòng)從峰值至峰值400mV減少到少于峰值至峰值200mV。方便地，并且與圖1、2、3和4的電路所表示的功率分配網(wǎng)絡(luò)相反地，即使在缺少單獨(dú)電池電源組520的情況下，圖5的電路也實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通信設(shè)備的可用連續(xù)操作。相應(yīng)地， 即使先前安裝的單獨(dú)電池電源組與替換的單獨(dú)電池電源組進(jìn)行交換時(shí)，移動(dòng)通信設(shè)備可以例如繼續(xù)參與蜂窩電話呼叫或繼續(xù)播放數(shù)字音樂文件。如前文所討論的，可以通過針對(duì)來自降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128的緊密調(diào)節(jié)的電源電壓來設(shè)計(jì)功率放大器電路124，以增強(qiáng)功率放大器電路IM的效率。還可以通過基于所需輸出功率電平來動(dòng)態(tài)設(shè)置降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 對(duì)功率放大器電路124的輸出，以進(jìn)一步增強(qiáng)在操作期間的這種增強(qiáng)的效率。為此，降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 可以從處理器102(圖 1)接收指令。顯然，該指令可以是任何類型，包括具有調(diào)制脈沖的形式的指令。前文已經(jīng)討論過，當(dāng)電源組120所容納的單一電池上的電荷已經(jīng)減少并且電源組 120的第三端子132B(圖2、處提供的電源電壓相應(yīng)地減少時(shí)，可以強(qiáng)制功率放大器202進(jìn)入被稱作“飽和”的操作模式。當(dāng)功率放大器202在飽和模式下操作時(shí)，為了使功率放大器202從飽和中恢復(fù)，相對(duì)于優(yōu)選功率電平，減少輸出至GSM/EDGE收發(fā)器天線118E的射頻 (RF)信號(hào)的功率電平。通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 對(duì)功率放大器電路IM的輸出，可以避免功率放大器電路1 進(jìn)入飽和模式。在圖4和5中，可以將通過電源組120和功率放大器202形成的、圖2中的功率放大器電流環(huán)路定義為通過降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器128、超電容器422和功率放大器IM而形成?？梢酝ㄟ^將降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器1 和超電容器422配置為相對(duì)更接近功率放大器 124，來減小圖2中定義的功率放大器電流環(huán)路的相對(duì)大的面積。可以看到，在圖5的電路中，這種布置是最可行的，其中超電容器422與第一電池322A分離。由于功率放大器電流環(huán)路被定義為具有顯著減小的面積，因此來自功率放大器電流環(huán)路的磁發(fā)射將具有顯著減小的幅度，從而在更小的程度上干擾易受磁影響的電路，如使用T-線圈來拾取音頻信號(hào)的助聽器。前文已經(jīng)討論了 RF干擾信號(hào)在發(fā)送期間出現(xiàn)在功率放大器202(圖2、處，并且經(jīng)由電源線路與其他電路104、106、108、110、112、114、116、122、126耦合?？梢允境?，所提出的功率分配網(wǎng)絡(luò)針對(duì)所有移動(dòng)子電路降低去耦合要求。已知在用于實(shí)施功率分配網(wǎng)絡(luò)的印刷電路板(PCB)上相對(duì)長(zhǎng)的電源跡線占用了 PCB不動(dòng)產(chǎn)，并且維持了相對(duì)高的ESR，可以將其認(rèn)為對(duì)于電源組所提供的電源效率是有害的。圖5中定義的所提出的減少面積的功率放大器電流環(huán)路的另一結(jié)果是減少了電源跡線的長(zhǎng)度，從而保留了 PCB不動(dòng)產(chǎn)并且減少了電源跡線的ESR，導(dǎo)致增加了使用來自第一電池 322A的功率的效率。如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見的，備選的電荷存儲(chǔ)組件不需要受限于圖4 和5的超電容器422。事實(shí)上，很多其他類型的電容器可以是合適的。此外，如本公開內(nèi)容所使用的，將充電電路描述為可以從電源(可以包括一個(gè)或多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件)向消耗電功率的組件傳輸電功率的電路。為了清楚，已經(jīng)將充電電路和轉(zhuǎn)換器示為不同的單元。然而實(shí)際上，可以將充電電路和轉(zhuǎn)換器組合，并且可以共享一些電路單元。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，存在多種類型的轉(zhuǎn)換器可用作轉(zhuǎn)換器128，包括開關(guān)式轉(zhuǎn)換器。附加地，盡管已經(jīng)將轉(zhuǎn)換器1 公開為降壓DC至DC轉(zhuǎn)換器，但是存在使用升壓轉(zhuǎn)換器更恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用。例如，在功率放大器電路1 被設(shè)計(jì)為用于高線性的情況中，可以將功率放大器電路1 設(shè)計(jì)為使用高于從所安裝電源組可用的電壓的電源電壓。除了僅升壓或僅降壓的轉(zhuǎn)換器之外，存在能夠升壓和降壓的轉(zhuǎn)換器。上述實(shí)施例及其變化可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，之前已經(jīng)提到過這些優(yōu)點(diǎn)中的一些。如上所示，當(dāng)如本文所提出的方式來設(shè)計(jì)向功率放大器202(圖2)供電的電路時(shí)，供貨商將具有設(shè)計(jì)功率放大器電路124(更具體地，功率放大器20 的更大自由度和靈活度。 附加地，雙電池充電電路321(圖幻可以用于對(duì)第二電池322B的連續(xù)充電，從而相比于單一電池電源組的可能情況，維持第二電池322B上的更一致的電荷。通過連續(xù)地向第二電池 322B充電，可以將第二電池322B的ESR維持在始終低于第一電池322A的ESR的幅度處，使得功率放大器電路1 抽取的高脈沖式電流的大部分將經(jīng)過第二電池322B。此外有利地， 即使在缺少單獨(dú)電池電源組520的情況下，圖5的電路實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信設(shè)備的可用連續(xù)操作。本申請(qǐng)的上述實(shí)施例僅意在作為示例。可以在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本申請(qǐng)的范圍的情況下，由本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)特定實(shí)施例做出改變、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種功率分配網(wǎng)絡(luò)，包括主充電電路；第一電荷存儲(chǔ)組件，具有與所述充電電路相連的第一端子和與電源公共電壓相連的第二端子；輔助充電電路，與所述第一電荷存儲(chǔ)組件的所述第一端子相連；第二電荷存儲(chǔ)組件，具有與所述輔助充電電路相連的第一端子和與所述電源公共電壓相連的第二端子；以及轉(zhuǎn)換器，具有輸入端子和輸出端子，所述輸入端子從所述第二電荷存儲(chǔ)組件的所述第一端子接收輸入電壓，所述輸出端子以相對(duì)于所述輸入電壓改變的幅度來提供輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，其中，所述第一電荷存儲(chǔ)組件包括電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，其中，所述第二電荷存儲(chǔ)組件包括電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，其中，所述第二電荷存儲(chǔ)組件包括超電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括電源組，所述第一電荷存儲(chǔ)組件、所述輔助充電電路以及所述第二電荷存儲(chǔ)組件包含在所述電源組中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括電池標(biāo)識(shí)器，包含在所述電源組中， 并與所述第一存儲(chǔ)組件的所述第一端子相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，其中，所述電池標(biāo)識(shí)器適于輸出所述電源組的標(biāo)識(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括溫度傳感器，包含在所述電源組中，適于感測(cè)所述電源組內(nèi)的溫度并提供指示所述溫度的輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括電源組，所述第一電荷存儲(chǔ)組件包含在所述電源組中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括電池標(biāo)識(shí)器，包含在所述電源組中， 與所述第一存儲(chǔ)組件的所述第一端子相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，其中，所述電池標(biāo)識(shí)器適于輸出所述電源組的標(biāo)識(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括溫度傳感器，包含在所述電源組中，適于感測(cè)所述電源組內(nèi)的溫度并提供指示所述溫度的輸出信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的功率分配網(wǎng)絡(luò)，還包括功率放大器電路，與所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出端子相連，用于接收所述輸出電壓，所述功率放大器電路是根據(jù)所述輸出電壓的變化范圍來設(shè)計(jì)的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種功率分配網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)電荷存儲(chǔ)組件和控制所述電荷存儲(chǔ)組件的充電和放電的多個(gè)充電電路，所述電荷存儲(chǔ)組件可以包括電池和超電容器。通過對(duì)存儲(chǔ)組件的恰當(dāng)配置和選擇，可以顯著地減少電源電壓中的波動(dòng)，依靠功率分配網(wǎng)絡(luò)傳播到其他組件的波動(dòng)可以引起可聽到的蜂鳴聲。附加地，通過對(duì)所述存儲(chǔ)組件的恰當(dāng)配置和選擇，還可以顯著地減少電磁干擾。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102163879SQ20111003952
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者喬治·索里曼·曼科魯斯, 朱里中, 納古拉·薩爾馬·桑格里, 麥克爾·斯蒂芬·科里根 申請(qǐng)人:捷訊研究有限公司