用于et調(diào)制器的改進(jìn)的電壓升壓的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合于射頻功率放大器應(yīng)用的包絡(luò)跟蹤調(diào)制電源供應(yīng)器。特定來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及將參考信號(hào)用作到低頻路徑及高頻路徑的輸入且各路徑產(chǎn)生經(jīng)組合以形成供電電壓的分離輸出的此類(lèi)電源供應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]用于射頻功率放大器的包絡(luò)跟蹤電源供應(yīng)器在所屬領(lǐng)域中為眾所周知的。通常，基于待放大的輸入信號(hào)的包絡(luò)來(lái)產(chǎn)生參考信號(hào)。包絡(luò)跟蹤電源供應(yīng)器產(chǎn)生用于跟蹤所述參考信號(hào)的功率放大器的供電電壓。
[0003]圖1展示現(xiàn)有技術(shù)包絡(luò)跟蹤(envelop tracking ；ET)調(diào)制器架構(gòu)，在所述架構(gòu)中，分頻器12用以將線路10上的傳入包絡(luò)參考信號(hào)劃分成線路14上的高頻(HF)路徑信號(hào)及線路16上的低頻(LF)路徑信號(hào)。分頻器12可包含低頻路徑中的低通濾波器18及高頻路徑中的高通濾波器20。線路16上的LF路徑中的信號(hào)由有效的開(kāi)關(guān)模式放大器22放大，且線路14上的HF路徑中的信號(hào)由寬帶線性放大器24放大。頻率選擇性組合器26用以在放大之后組合LF路徑及HF路徑中的信號(hào)。在圖1中，將組合器26說(shuō)明為包含低頻路徑中的低頻組合元件28及高頻路徑中的高頻組合元件30。來(lái)自線路32上的組合器26的經(jīng)組合的信號(hào)提供到負(fù)載34的饋入，其在典型的應(yīng)用中為功率放大器(PA)。通常，參考信號(hào)也源自于待由功率放大器放大的輸入信號(hào)。
[0004]并入例如圖1中說(shuō)明的供應(yīng)器架構(gòu)的功率放大器系統(tǒng)的實(shí)例可發(fā)現(xiàn)于尤西菲札徳罕(Yousefzadeh)等人的“在線性協(xié)助的開(kāi)關(guān)功率放大器中的帶分離及效率最優(yōu)化(Band Separat1n and Efficiency Optimisat1n in Linear-Assisted Switching PowerAmplifiers) ”【IEEE 電力電子專(zhuān)家會(huì)議 2006 (IEEE Power Electronics SpecialistsConference 2006)】中。
[0005]圖2展示替代性現(xiàn)有技術(shù)布置，在所述布置中，頻率選擇性組合器26為電感器電容器(LC)組合器。所述低頻組合元件為電感器28a，且所述高頻組合元件為電容器30a。在此布置中，反饋路徑36將來(lái)自線路32上的組合器(或調(diào)制器)輸出的信號(hào)帶到線性放大器24的輸入。由減法器38將反饋路徑36上的信號(hào)從線路14上的高頻路徑中的信號(hào)減去以提供到線性放大器24的輸入。與圖1的布置相比，反饋路徑36的包含實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的跟蹤準(zhǔn)確率。
[0006]并入例如圖2中說(shuō)明的供應(yīng)器架構(gòu)的功率放大器系統(tǒng)的實(shí)例可發(fā)現(xiàn)于尤西菲札徳罕等人的“用于RF功率放大器中的包絡(luò)跟蹤的線性協(xié)助的開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換器中的效率最優(yōu)化(Efficiency Optimisat1n in Linear-Assisted Switching Power Convertersfor Envelope Tracking in RF Power Amplifiers) ”【電路及系統(tǒng)上的 IEEE 專(zhuān)題研討會(huì)2005 (IEEE Symposium on Circuits and Systems 2005)】中。
[0007]允許所述供應(yīng)器的輸出高于所述輸入電壓(例如電池電壓)的升壓及降壓-升壓轉(zhuǎn)換器在所屬領(lǐng)域中為眾所周知的。然而，大多數(shù)已知升壓技術(shù)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器具有低帶寬，且還導(dǎo)致具有高電平寬帶噪聲的輸出信號(hào)。
[0008]本發(fā)明的目的為提供并入改進(jìn)的電壓升壓方案的包絡(luò)跟蹤調(diào)制電源供應(yīng)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種電壓供應(yīng)級(jí)，其包括:輸入供電電壓；串聯(lián)連接的第一(102)及第二(104)開(kāi)關(guān)，所述串聯(lián)連接的第一(102)及第二(104)開(kāi)關(guān)與所述輸入供電電壓并聯(lián)連接于所述輸入供電電壓的第一與第二端子之間；串聯(lián)連接的第三(106)開(kāi)關(guān)及電容器，所述串聯(lián)連接的第三(106)開(kāi)關(guān)及電容器與所述第一(102)開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接；連接于所述第三開(kāi)關(guān)及所述電容器的所述連接與輸出之間的第四(108)開(kāi)關(guān)；以及連接于所述輸出與所述輸入供電電壓的端子之間的第五(110)開(kāi)關(guān)，其中:在第一操作階段中，所述第一及所述第四開(kāi)關(guān)閉合，且所述第二、第三及第五開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；在第二操作階段中，所述第二、第三及第五開(kāi)關(guān)閉合，且所述第一及第四開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；以及控制所述第一及第二階段的工作循環(huán)，使得所述輸出上的平均電壓在O伏特與所述輸入供電電壓的兩倍之間發(fā)生變化。
[0010]所述電壓供應(yīng)級(jí)優(yōu)選地包括峰值電流模式切換器。
[0011]所述電壓供應(yīng)級(jí)可進(jìn)一步包括:連接于所述第三(106)開(kāi)關(guān)及所述電容器的所述連接、又一輸出之間的第六(118)開(kāi)關(guān)；以及連接于所述又一輸出與所述輸入供電電壓的所述端子之間的第七(116)開(kāi)關(guān)，其中:在第一操作階段中，所述第六開(kāi)關(guān)閉合且所述第七開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；在第二操作階段中，所述第六開(kāi)關(guān)斷開(kāi)且所述第七開(kāi)關(guān)閉合；以及控制所述第一及第二階段的工作循環(huán)，使得所述又一輸出上的平均電壓在O伏特與所述輸入供電電壓的兩倍之間發(fā)生變化。
[0012]可用所述第四及第五開(kāi)關(guān)或所述第六及第七開(kāi)關(guān)啟用并停用所述第一、第二及第三開(kāi)關(guān)。
[0013]在僅降壓操作模式中，在第一及第二操作階段兩者中第二(104)及第三(106)開(kāi)關(guān)閉合且第一(102)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，且控制第一及第二操作階段中剩余開(kāi)關(guān)的工作循環(huán)，使得所述輸出及/或所述又一輸出上的平均電壓在O伏特與所述輸入供電電壓之間發(fā)生變化。
[0014]可提供用于啟用及停用所述降壓操作模式的控制信號(hào)。
[0015]所述電壓供應(yīng)級(jí)可進(jìn)一步包括用于比較所述輸出或所述又一輸出或所述低頻參考信號(hào)中的一者與閾值電平及獨(dú)立設(shè)定或重設(shè)其上的控制信號(hào)的電路。
[0016]一種經(jīng)布置以取決于參考信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制供電電壓的包絡(luò)跟蹤調(diào)制供應(yīng)器，其包括:低頻路徑，所述低頻路徑用于跟蹤所述參考信號(hào)中的低頻變化且包含開(kāi)關(guān)模式電源供應(yīng)器，所述開(kāi)關(guān)模式電源供應(yīng)器包含根據(jù)定義的權(quán)利要求書(shū)中的任一者的電壓供應(yīng)級(jí)；校正路徑，其用于跟蹤所述參考信號(hào)中的高頻變化且包含線性放大器；以及組合器，其用于組合所述開(kāi)關(guān)模式電源供應(yīng)器的所述輸出及所述線性放大器的所述輸出以產(chǎn)生調(diào)制供電電壓。
[0017]可提供從所述線性放大器的所述輸出到所述線性放大器的所述輸入的反饋路徑，使得所述校正路徑中的所述線性放大器放大包括參考信號(hào)中的所述頻率的全譜的信號(hào)。
[0018]所述輸出可提供所述第一路徑的所述電源供應(yīng)器。所述又一輸出可提供所述第二路徑的所述電源供應(yīng)器。
[0019]所述第一路徑可包括峰值電流模式切換器。
[0020]RF放大器可包含電壓供應(yīng)級(jí)。無(wú)線通信系統(tǒng)可包含電壓供應(yīng)級(jí)。無(wú)線移動(dòng)裝置可包含電壓供應(yīng)級(jí)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]現(xiàn)在參考附圖通過(guò)實(shí)例的方式描述本發(fā)明，其中:
[0022]圖1說(shuō)明具有高頻路徑及低頻路徑的現(xiàn)有技術(shù)包絡(luò)跟蹤調(diào)制供應(yīng)器；
[0023]圖2說(shuō)明并入高頻路徑中的反饋的現(xiàn)有技術(shù)包絡(luò)跟蹤調(diào)制供應(yīng)器；
[0024]圖3說(shuō)明并入高頻路徑中的反饋、低頻路徑中的切換器波紋電流消除及開(kāi)關(guān)模式供應(yīng)器的優(yōu)選實(shí)施方案的改進(jìn)的包絡(luò)跟蹤調(diào)制供應(yīng)器，其中可有利的并入本發(fā)明的實(shí)施例。
[0025]圖4(a)及4(b)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的降壓及升壓開(kāi)關(guān)模式電壓供應(yīng)器；
[0026]圖4(c)說(shuō)明由圖4(a)及4(b)的開(kāi)關(guān)模式電壓供應(yīng)器產(chǎn)生的電壓波形；
[0027]圖5(a)及5(b)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的降壓及升壓開(kāi)關(guān)模式電壓供應(yīng)器;
[0028]圖5(c)及5(d)說(shuō)明根據(jù)圖5(a)的實(shí)施例的可同時(shí)產(chǎn)生于雙輸出降壓及升壓開(kāi)關(guān)模式電壓供應(yīng)器中的電壓波形；<