一种用于移动终端功放的功率控制电路.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110197832.3

申请日:

2011.07.15

公开号:

CN102332873A

公开日:

2012.01.25

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H03F 3/20申请公布日:20120125|||实质审查的生效IPC(主分类):H03F 3/20申请日:20110715|||公开

IPC分类号:

H03F3/20; G05F1/46

主分类号:

H03F3/20

申请人:

唯捷创芯(天津)电子技术有限公司

发明人:

王峰

地址:

300457 天津市天津开发区第四大街80号天大科技园A1座2楼209室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明是一种用于移动终端功放的功率控制电路。所属技术领域是集成电路设计。射频功率放大器芯片都包含功率控制功能。通常的功率控制电路只受外部功控信号的调节,与负载阻抗无关。当负载失配而造成阻抗变化时,因电压恒定,流过电路的电流就会随之改变,会造成许多不良后果,如过热甚至线路烧坏等。本发明提供一种根据负载变化调节功放电流的方法。该方法涉及电源控制电路和功率放大电路。电源控制电路含一个误差放大器,稳压器和一个电流检测电路。电流检测电路产生的监控信号反馈到误差放大器,误差放大器根据该信号和控制信号的差别产生输出电压来控制功率放大器的电流消耗,把由负载不匹配带来的负面影响降到最低。

权利要求书

1: 一种用于功放的功率控制电路, 包括 : 1) 电压调节器, 提供根据输入功率控制信号 产生相应的输出电压 : 2) 一个包含电流检测电路的反馈电路,
2: 根据权利要求 1 所述的功率控制电路, 其特征是 : 1) 电压稳压器, 提供一个受输入信 号控制的输出电压 : 2) 误差放大器, 其配置为在其负极端接收输入控制信号, 在正极端接 收反馈信号, 并生成在输出节点上的输出电压 ; 3) 反馈网络, 可提供输入电压稳压器的电 压和电流信息。
3: 在权利要求 1 中, 电流检测电路用于监测功率放大电路中的电流消耗并把此信息传 递到反馈电路中。

说明书


一种用于移动终端功放的功率控制电路

    技术领域 :
     本发明涉及到对功率放大器的输出功率控制, 特别是涉及调节功率放大器因负载 失配而导致的电流变化。 背景技术 :
     在现代无线通信中耗电量的高低对移动电话变得越来越重要。 而手机功耗的很大 一部分是在通过天线发射信号时在功率放大器消耗的。 所以控制功率放大器的耗电是一项 很重要的指标。
     在设计优化功率放大器时, 通常要假设一定的天线负载阻抗, 一般是 50 欧姆。然 而在实际现场环境中, , 受许多因素影响, 如用户持有手机的方式、 外界环境可能不同而且 随时都在变化, 因此在天线端存在负载失配的现象。 在典型的和常见的配置下, 功率控制电 路提供给功率放大器一个供电电压, 它只受电源控制信号控制而与负载阻抗不相关。在这 种情况下, 当输出功率一定, 电压也一定时, 较低的负载会导致较大电流流过功放, 这不仅 降低了电池的使用寿命, 而且由于存在有限的内部阻抗, 这还会降低了电话使用的实际有 效电压, 即所谓的电压降值现象。 为了减少由负载失配而对功耗造成的影响, 需要一种方法 来检测并进一步调整电流, 以防止发生在负载失配情况下电流过大造成的损耗。 发明内容
     本发明提供了一种调节功率放大器电流的方法, 可以克服在负载失配时造成的过 流现象。原理上, 该方法涉及一个系统, 包括电源控制电路和功率放大器。电源控制电路包 括一个误差放大器, 稳压器和一个电流检测电路。 该检测电路检测流过功率放大器的电流, 并产生一个检测信号。这种信号可以是电压或电流。在一个具体实现中, 流过功率放大器 的电流可以被复制和按一定比例缩小, 并反馈到误差放大器上。 。 根据这些电流信息和输入 控制信号, 误差放大器产生输出电压来控制在功率放大器的电流消耗, 由此把由负载不匹 配带来的负面影响降到最低。 附图说明
     图 1 是一个功率控制和功率放大器系统原理图
     图 2 是一个电源控制电路的具体实现
     图 3 描述功率放大器电源电压 VCC3 与控制电源控制电路 VRAMP 信号的关系。 具体实施方式
     在图 1 中描述的是一个带有电源控制电路的一般功率放大器。一个电源控制信号 (VRAMP) 由基带生成, 为功率放大器 (20) 提供电源电压。使能信号 TX_EN 提供开启 / 关闭 电源控制电路 (10)。功率放大器 (30) 把无线电信号放大并由天线发射出去。
     在图 2 中电源控制电路 (10) 包括一个误差放大器 (21), 反馈网络 (16), 过通元件 (19) 和电流检测电路 (20)。反馈网络的一个节点连接到一个固定的电压。这可以是接 地 ( 零 ) 或非零值。另一个节点 (17) 连接到过通元件的漏端 ( 一个 PMOS 晶体管 )。节点 (17) 同时是电源控制模块的输出。它通常连接到功率放大器 (30) 模块中各级功放的集电 极。电流检测电路 (20) 监视流过过通元件的电流, 从而也监测功率放大器的电流, 并把此 电流信息传递给反馈网络 (16)。这些信息可以用电流或电压特性的实际电路来实现。
     反馈电路的 ` 第三个节点 (22) 把在节点 (17) 的电压信息和节点 (18) 的电流信 息反馈到误差放大器 (21) 的正极输入。误差放大器 (21) 把在节点 (11) 电源控制信号和 在 (12) 的电压信号的差值放大, 并在节点 (13) 产生一个电压来控制过通元件 (19) 的门电 压。
     当由功率放大器呈现给电源控制电路节点 (17) 的负载阻抗偏离理想值, 流经过 通元件 (19) 的电流会起变化。这种变化由电流检测监控电路 (20) 生成传感信号被注入到 反馈网络 (16)。此传感信号可以是电压或电流。一个在本领域的技术人员能够理解此系 统的负反馈性。误差放大器将产生一个输出电压调整在传输元件 (19) 的栅极电压 ( 节点 14), 从而达到改变电流的目的。
     本发明的好处, 可以如图 3 所示。图 3 描述了 VCC3 和 VRAMP 之间的关系。该 VCC3 是电源控制电路提供给功放的电压。在一个通常的设计中, VCC3 与 VRAMP 是由曲线 A 代 表 .VCC3 只取决于 VRAMP 与由功率放大器呈现出的阻抗 RLOAD 无关。 当 RLOAD 变化时, VCC3 固定在一定值 Va。因此, 通过功率放大器的电流 (Vcc3/RLOAD) 随 RLOAD 变化而变化。特 别是当 RLOAD 阻抗变小时, Vcc3/Rload 将变大, 造成更大的电流, 甚至超过了限制值。在本 发明中, 电源电压 VCC3 是随负载阻抗 RLOAD 变化而变化。VCC3 与 RLOAD 的变化方向相同。 由于负载不匹配而导致 RLOAD 变大时, VCC3 将从 Va 变到一个较大的值 Vc。 , 当 RLOAD 变小 时, VCC3 将从 Va 变到一个较小的值 Vb。因此, 由负载阻抗不匹配而造成对电流的影响变得 柔和。换句话说, 电流将受到更好的调控。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102332873A43申请公布日20120125CN102332873ACN102332873A21申请号201110197832322申请日20110715H03F3/20200601G05F1/4620060171申请人唯捷创芯天津电子技术有限公司地址300457天津市天津开发区第四大街80号天大科技园A1座2楼209室72发明人王峰54发明名称一种用于移动终端功放的功率控制电路57摘要本发明是一种用于移动终端功放的功率控制电路。所属技术领域是集成电路设计。射频功率放大器芯片都包含功率控制功能。通常的功率控制电路只受外部功控信号的调节,与负载阻抗无关。当负载失配而造成阻。

2、抗变化时,因电压恒定,流过电路的电流就会随之改变,会造成许多不良后果,如过热甚至线路烧坏等。本发明提供一种根据负载变化调节功放电流的方法。该方法涉及电源控制电路和功率放大电路。电源控制电路含一个误差放大器,稳压器和一个电流检测电路。电流检测电路产生的监控信号反馈到误差放大器,误差放大器根据该信号和控制信号的差别产生输出电压来控制功率放大器的电流消耗,把由负载不匹配带来的负面影响降到最低。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN102332887A1/1页21一种用于功放的功率控制电路,包括1电压调节器,提供根据输入功率控制信号产生相应的。

3、输出电压2一个包含电流检测电路的反馈电路,2根据权利要求1所述的功率控制电路,其特征是1电压稳压器,提供一个受输入信号控制的输出电压2误差放大器,其配置为在其负极端接收输入控制信号,在正极端接收反馈信号,并生成在输出节点上的输出电压;3反馈网络,可提供输入电压稳压器的电压和电流信息。3在权利要求1中,电流检测电路用于监测功率放大电路中的电流消耗并把此信息传递到反馈电路中。权利要求书CN102332873ACN102332887A1/2页3一种用于移动终端功放的功率控制电路技术领域0001本发明涉及到对功率放大器的输出功率控制,特别是涉及调节功率放大器因负载失配而导致的电流变化。背景技术0002。

4、在现代无线通信中耗电量的高低对移动电话变得越来越重要。而手机功耗的很大一部分是在通过天线发射信号时在功率放大器消耗的。所以控制功率放大器的耗电是一项很重要的指标。0003在设计优化功率放大器时,通常要假设一定的天线负载阻抗,一般是50欧姆。然而在实际现场环境中,受许多因素影响,如用户持有手机的方式、外界环境可能不同而且随时都在变化,因此在天线端存在负载失配的现象。在典型的和常见的配置下,功率控制电路提供给功率放大器一个供电电压,它只受电源控制信号控制而与负载阻抗不相关。在这种情况下,当输出功率一定,电压也一定时,较低的负载会导致较大电流流过功放,这不仅降低了电池的使用寿命,而且由于存在有限的内。

5、部阻抗,这还会降低了电话使用的实际有效电压,即所谓的电压降值现象。为了减少由负载失配而对功耗造成的影响,需要一种方法来检测并进一步调整电流,以防止发生在负载失配情况下电流过大造成的损耗。发明内容0004本发明提供了一种调节功率放大器电流的方法,可以克服在负载失配时造成的过流现象。原理上,该方法涉及一个系统,包括电源控制电路和功率放大器。电源控制电路包括一个误差放大器,稳压器和一个电流检测电路。该检测电路检测流过功率放大器的电流,并产生一个检测信号。这种信号可以是电压或电流。在一个具体实现中,流过功率放大器的电流可以被复制和按一定比例缩小,并反馈到误差放大器上。根据这些电流信息和输入控制信号,误。

6、差放大器产生输出电压来控制在功率放大器的电流消耗,由此把由负载不匹配带来的负面影响降到最低。附图说明0005图1是一个功率控制和功率放大器系统原理图0006图2是一个电源控制电路的具体实现0007图3描述功率放大器电源电压VCC3与控制电源控制电路VRAMP信号的关系。具体实施方式0008在图1中描述的是一个带有电源控制电路的一般功率放大器。一个电源控制信号VRAMP由基带生成,为功率放大器20提供电源电压。使能信号TX_EN提供开启/关闭电源控制电路10。功率放大器30把无线电信号放大并由天线发射出去。0009在图2中电源控制电路10包括一个误差放大器21,反馈网络16,过通元说明书CN10。

7、2332873ACN102332887A2/2页4件19和电流检测电路20。反馈网络的一个节点连接到一个固定的电压。这可以是接地零或非零值。另一个节点17连接到过通元件的漏端一个PMOS晶体管。节点17同时是电源控制模块的输出。它通常连接到功率放大器30模块中各级功放的集电极。电流检测电路20监视流过过通元件的电流,从而也监测功率放大器的电流,并把此电流信息传递给反馈网络16。这些信息可以用电流或电压特性的实际电路来实现。0010反馈电路的第三个节点22把在节点17的电压信息和节点18的电流信息反馈到误差放大器21的正极输入。误差放大器21把在节点11电源控制信号和在12的电压信号的差值放大,。

8、并在节点13产生一个电压来控制过通元件19的门电压。0011当由功率放大器呈现给电源控制电路节点17的负载阻抗偏离理想值,流经过通元件19的电流会起变化。这种变化由电流检测监控电路20生成传感信号被注入到反馈网络16。此传感信号可以是电压或电流。一个在本领域的技术人员能够理解此系统的负反馈性。误差放大器将产生一个输出电压调整在传输元件19的栅极电压节点14,从而达到改变电流的目的。0012本发明的好处,可以如图3所示。图3描述了VCC3和VRAMP之间的关系。该VCC3是电源控制电路提供给功放的电压。在一个通常的设计中,VCC3与VRAMP是由曲线A代表VCC3只取决于VRAMP与由功率放大器。

9、呈现出的阻抗RLOAD无关。当RLOAD变化时,VCC3固定在一定值VA。因此,通过功率放大器的电流VCC3/RLOAD随RLOAD变化而变化。特别是当RLOAD阻抗变小时,VCC3/RLOAD将变大,造成更大的电流,甚至超过了限制值。在本发明中,电源电压VCC3是随负载阻抗RLOAD变化而变化。VCC3与RLOAD的变化方向相同。由于负载不匹配而导致RLOAD变大时,VCC3将从VA变到一个较大的值VC。,当RLOAD变小时,VCC3将从VA变到一个较小的值VB。因此,由负载阻抗不匹配而造成对电流的影响变得柔和。换句话说,电流将受到更好的调控。说明书CN102332873ACN102332887A1/2页5图1图2说明书附图CN102332873ACN102332887A2/2页6图3说明书附图CN102332873A。

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