无线通信装置及电源装置的制作方法

专利名称：无线通信装置及电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将电功率供应到通过使用电池作为电源来间歇操作的负载 的电源装置，以及使用该电源装置的无线通信装置。
背景技术：
近年来，对于诸如移动电话终端之类的无线通信装置，更长的电池使用寿命已经 是更高功能和更宽应用的一个挑战。作为移动电话终端的次级电池，目前，锂离子(Li-ion) 电池已被广泛使用。不止是锂离子电池，当电池被放电时，输出电压(即电池电压)降低。 当电池电压达到每个单元或IC的工作电压下限附近时，为了防止故障，电池无剩余容量的 事实被显示，并且终端的功能被停止。 移动电话终端中有关电池电压低以及电池难用的瓶颈是由功率放大器(PA)尤其 是用于GSM/EDGE的PA造成的。其原因是将无线电波发送到基站需要大的电功率。由于电 功率=电压乘以电流，因此电池电压的降低使得获取通信方法中指定的最大输出变困难。
到目前为止，已经提出能够以和使用高输出电压的电池和调节器的情况大约同样 程度的效率向RF功率放大器供应电功率的电源电路，以及将低输出电压的锂离子电池用 作电源的、采用时分复用方法的无线通信装置(见日本未审专利申请6-252820号公报)。 在该电源电路中，通过使用升压(st印-up) DC-DC变换器，从电池供应的电源电压被拉升到 功率放大器(PA)的期望电压，并被暂时存储在电容器中，使得当执行发送时，电容器中存 储的电压被供应到功率放大器。电容器中被充电的电压Vcharge和电池电压Vbat之间的 关系恒定为Vcharge > Vbat。

发明内容
在相关领域中的技术中，作为应对电池电压降低的策略，升压DC-DC变换器被使 用。用于GSM的PA最大电流为3A是必要的，满足该条件的DC-DC变换器尺寸很大。因此， 难以在便携设备中携带DC-DC变换器，或者该装置作为产品的吸引力下降。
因此，需要能够向PA供应大电流的紧凑电源装置。 希望提供能够以比较大的电流向通过使用电池作为电源来间歇操作的负载供应 电功率的比较紧凑的电源装置，以及使用该电源装置的无线通信装置。 根据本发明的一个实施例，提供了 一种无线通信装置，该无线通信装置包括电源 装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇操作的负载供应电功率；以及控制装置，用 于控制电源装置，其中电源装置包括电容器；切换装置，能够选择性地形成第一路径和第二 路径，通过该第一路径来执行从电池到电容器的充电，电池与电容器通过该第二路径串联，并且其中控制装置控制切换装置使得第一路径在负载空闲的时段期间形成、第二路径在负 载非空闲的时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压和电容器的充电电压的和电压。 如上所述，切换装置被控制为根据负载处于空闲还是非空闲时段来在第一路径和 第二路径之间切换，从而在负载的空闲时段使用电池来给电容器充电、在非空闲时段期间 将电容器的充电电压添加到电池电压上、并将电压供应给负载。 无线通信装置还可包括被配置为监控电池电压的电池电压监控单元，其中控制装 置可在电池电压高于或等于预定电压时，一直关闭第一开关、打开第二开关并打开第三开 关，以便无论负载是否处于空闲时段都将电池输出施加给功率放大器。结果，通过在电池电 压比较高时直接使用电池输出，可以改善电源装置的效率。 控制装置还可包括调节电容器的充电电压的功能。结果，可以使电容器的充电电 压和电池电压之和近似为常数。 响应于针对功率放大器的功率控制，控制装置可在仅用电池电压就可操作的输出 功率电平范围内一直关闭第一开关、打开第二开关并打开第三开关，以便无论负载是否处 于空闲时段都将电池输出施加给功率放大器。结果，通过在功率放大器所必需的功率电平 比较低时直接使用电池输出，可以改善电源装置的效率。 根据本发明的另一实施例，提供了 一种无线通信装置，该无线通信装置包括电源 装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率；以及控制装置， 用于控制电源装置。电源装置包括电容器；被配置为降压(st印down)电池电压并对电容 器进行充电的降压DC-DC变换器；以及切换装置，该切换装置能够选择性地形成第一路径 和第二路径，通过该第一路径来执行从电池经降压DC-DC变换器到电容器的充电，电池与 电容器通过该第二路径串联。控制装置控制切换装置使得第一路径在负载空闲的时段期间 形成、第二路径在负载非空闲时段期间形成，从而在非空闲时段期供应电容器的充电电压 和电池电压的和电压。通过使用降压DC-DC变换器，可以期待高效率的电压变换的实现。
本发明可被用作在上述每个无线通信装置中使用的电源装置。
根据本发明的实施例，切换装置被控制，使得在负载的空闲时段，在非空闲时段期 间被充入的电容器的充电电压被添加到非空闲时段中的电池电压上，并被供应给负载。结 果，可以以比较大的电流向负载供应电功率。此外，由于降压DC-DC变换器不是必需的，电 源装置尺寸可以减小。


图1例示了其中使用了根据本发明实施例的电源装置的、采用时分复用通信方法 的无线通信装置的示意性配置； 图2例示了图1的电源装置的内部电路与控制器和功率放大器一起被示出的电路 图； 图3A和图3B例示了图2所示的电源装置的操作图； 图4为了例示图2所示的电源装置的操作而例示了示出主要部分中的电压和信号 波形的波形图； 图5示出根据本发明的第二实施例的电源装置及其外围电路；
图6是图4的构造的操作的例示图； 图7示出根据本发明的第三实施例的电源装置及其外围电路； 图8例示了示出关于本发明第三实施例的操作的图示； 图9示出根据本发明的第四实施例的电源装置及其外围电路； 图10例示了示出关于本发明第四实施例的操作的图示； 图11例示了示出根据本发明第五实施例的电源装置及其外围电路的图示； 图12A和图12B是根据本发明第五实施例的电路构造的操作的例示图； 图13示出根据本发明的第六实施例的电源装置及其外围电路； 图14示出根据本发明的第七实施例的电源装置及其外围电路； 图15例示根据本发明的第七实施例例示操作的图示。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。 图1例示了其中使用了根据本发明实施例的电源装置的、采用时分复用通信方法 的无线通信装置的示意性配置。对于时分复用通信方法，假设用于GSM的TDMA方法。艮卩， 在电话通话期间，信号的发送和接收是使用被分配的传输帧中的时隙来进行的。对于发送 和接收，使用不同的频带。 发送信号处理电路71将从麦克风72输入的音频信号从模拟形式转换为数字形 式、对所得的数字音频信号进行频带压縮、调制预定时隙内的发送频率的承载信号，并将其 作为发送信号输入给功率放大器(PA)40。从电源装置10接收工作电压后，功率放大器40 在控制器60的控制下执行输入信号的功率放大。功率放大器40的输出经由天线复用器91 被连接到天线92并作为预定频率的无线电波来发送。 另一方面，天线92接收的信号经由天线解复用器91被输入到接收信号处理电路 81。接收信号处理电路81放大并解调接收信号，还将其解压縮以便被解码为音频信号，然 后将该信号作为声音从扬声器82输出。 电池20的输出电压被输入到电源装置10，并且在控制器60的控制下在预定的定
时作为较高电压PAVcc被施加给功率放大器40。电池是锂离子、锂高分子等次级电池，并使
得输出电压是功率放大器40的必要电源电压的至少1/2或更多。 控制器60是控制无线通信装置的每个单元的单元并且由CPU等组成。 虽然图中未示出，但是控制器60、发送信号处理电路71、接收信号处理电路81等
的操作功率从电池20供应。 图2例示了图1中的电源装置10的内部电路与控制器60和功率放大器40—起 被示出的电路图。功率放大器40构成本发明实施例中的间歇操作的负载(脉冲操作的负 载)。 电源装置10由第一开关11 (SW1)、第二开关12 (SW2)、第三开关13 (SW3)、大容量电 容器14、齐纳二极管15和电压监控单元16组成。大容量电容器14的示例包括双电层电容 器、锂离子电容器和陶瓷电容器。 开关13(SW3)选择性地将电池20的正电压端子连接到功率放大器40的功率端 子。SW3的输入端通过串接电路SW1和SW2接地。大容量电容器14插在SW3的输出和SW1与SW2的连接点之间。此外，齐纳二极管15与大容量电容器14并联，其阴极朝向SW3 —侧。
在本实施例中，SW1由P型M0SFET组成、SW2由N型M0SFET组成。优选地，SW1的 允许电流满足最大电流3A。此外，优选地，SW1和SW2的接通电阻是预定的低电阻值(在本 示例中，O. 2欧姆或更低)。其原因是，SW1和SW2的接通电阻是用于确定电源装置的效率 的重要参数。例如，在突发电流为2A、PA电源电压(PAVcc)为3. 5V、SW1的接通电阻为0. 2 欧姆的情况下，由SW1的接通电阻造成的能量损失被估计为12%。来自控制器60的第一控 制信号Ctrl被施加到SW1和SW2中的每一个的门端子，使得当其中之一导通(ON)时另一 个关断(OFF)的互补操作被执行。 作为形成SW3的候选的元件示例包括MEMS (微机电系统)禾P P型M0SFET。 P型 M0SFET就成本而言合适。与SW1和SW2类似，低的接通电阻被期望。此外，SW3的允许电流 最好是最大电流400mA或更多。 在本实施例中，本发明的"切换装置"可以选择性地形成第一路径和第二路径，通 过第一路径执行从电池20到大容量电容器14的充电，电池20通过第二路径与大容量电容 器14串联。更具体地，电源装置10由连接在电池20的输出端和地之间并以互补方式导通 /关断(0N/0FF)的SW1和SW2以及选择性地将电池20的输出端连接到大容量电容器14的 一端的SW3组成。大容量电容器14的另一端连接到SW1和SW2的连接点。
由于SW3仅有简单的通/断功能，因此电池电压Vbat和电容器中的电压Vcharge 之间的关系为Vcharge《Vbat。在本实施例中，在功率放大器40不工作的空闲状态中，比 电压监控单元16设置的电压高的电压不被充入大容量电容器14。电压监控单元16检测在 大容量电容器14中充入的电压并且向SW3输出通/断(0N/0FF)控制信号。更具体地，在 大容量电容器14的充电电压低于或等于期望电压的情况中，打开SW3的控制信号被输出， 在充电电压高于或等于期望电压的情况中，关闭SW3的控制信号被输出。在非空闲时段期 间，施加给SW3的端子之一的最大电压是Vcc+Vcharge。在图2的配置中，在P型M0SFET被 用于SW3的情况中，输入给SW3的OFF信号电压为Vcc。为了防止非空闲时段中的从大容量 电容器到电池的反向电流，SW3的门阈值电压Vth为Vth < -Vcharge是必要的。在SW3的 控制信号OFF信号的电压经由缓冲器变得高于或等于Vcc+Vcharge的情况中，门阈值电压 不受限。 优选地，大容量电容器14的电容是比较大的值(在本示例中，17mF或更大)。类 似地，从效率的角度，SW1、 SW2和SW3的内部电阻值优选地是0. 2欧姆。
齐纳二极管15是用来保护大容量电容器14的。选择齐纳二极管15的标准是导 通电压高于或等于PA的工作电压上限并低于或等于大容量电容器14的最大额定值。
电压监控单元16是监控大容量电容器14的输出电压的电容器电压监控单元，在 监控结果的基础上生成第二控制信号Ctr2，从而控制SW3。电压监控单元16的电源电压优 选地直接从电池20供应。电压监控单元16在大容量电容器14的充电电压Vcharge低于 预定目标电压Vt时输出用于SW3的0N信号作为控制信号Ctr2，在充电电压高于等于目标 电压Vt时输出用于SW3的OFF信号作为控制信号Ctr2。在P型M0SFET被用于SW3的情况 中，控制信号Ctr2在充电电压Vcharge低于预定目标电压Vt时被设为低电平(0V)、在充电 电压Vcharge高于等于Vt时被设为高电平(Vcc)。控制SW3的电压监控单元16的门阈值 电压是考虑到要充入大容量电容器14的电压 的平衡而确定的。即，通过调节门阈值电压，可以改变SW3被关闭的定时以调节Vcharge。 图1的发送信号处理电路71的输出被输入到功率放大器40的信号输入端子 RFinput。功率放大器40是用于TDMA调制(例如用于GSM)的PA。由于用于GSM的典型功 率放大器40具有用于控制功率放大器40的通/断的端子，所以通过使用与功率放大器40 的通/断控制信号同步的信号或者通过分路(branch)并使用通/断控制信号作为SW2的 控制信号，电路可以被简化。 接下来，将参考图3A和图3B来描述图2中示出的电源装置10的操作。图3A示 出当功率放大器40处于空闲状态时的操作，图3B示出当功率放大器40工作时(S卩，处于 RF发送时间)的操作。 (1)当功率放大器40处于空闲状态时，来自控制器60的第一控制信号Ctrl致使 SW1 = 0FF、SW2 = ON的状态。此时假设大容量电容器14的电压Vcharge尚未达到指定的 目标电压Vt。因此，来自电压监控单元16的控制信号Ctr2致使SW3 = ON的状态。结果， 如图3A中使用粗箭头所指示的，电荷沿着通过SW3和大容量电容器14将电池20连接到 SW2的第一路径被从电池20充入大容量电容器14。 (2)当大容量电容器14的电压Vcharge达到指定的目标电压Vt时，电压监控单元 16的输出信号Ctr2被切换，且SW3 = OFF。 (3)如图3B所示，在RF发送时间，选择性地使能功率放大器40的通/断控制信号 由控制器60输出。此外，在图的示例中，控制器60使用通过分路通/断控制信号而生成的 第一控制信号Ctrl来控制SW1和SW2。此时，SW1 = 0N、 SW2 = OFF且SW3 = OFF。结果， 如图3B中使用粗箭头所指示的，形成电流的第二路径，电池20通过该第二路径与大容量电 容器14串联。结果，功率放大器40的电源电压PAVcc变为双电层中充入的电压Vcharge 和电池电压Vbat之和，即PAVcc = Vbat+Vcharge。利用该配置，即使电池电压Vbat低于功 率放大器40所必需的电压，也可以致使功率放大器40工作。 (4)当发送状态终止时，通/断控制信号被切换。结果，SW1和SW2被切换，并且它 们分别返回到关断和导通状态。此外，由于大容量电容器14的电压因放电而降低，因此电 压监控单元16的输出信号Ctr2被切换，且SW3返回到OFF。 S卩，电源装置10返回到图3A 的状态。 利用本实施例的这种配置，在电池电压Vbat = 2. 5V的基础上，可以向功率放大器 40供应PAVcc = 3. 85V。此外，通过电源装置10的电路的优化，可以期待90%的效率。
图4是为了例示图2所示的电源装置10的操作而示出主要部分中的电压和信 号波形的波形图。在图中，功率放大器40的输出RFoutput、来自控制器60的控制信号 Ctrl (通/断控制信号)、来自电压监控单元16的控制信号Ctr2以及施加给功率放大器40 的电压PAVcc的每个波形被示出。控制信号Ctrl处于低电平的时段是功率放大器40进入 空闲状态的空闲时段。控制信号Ctrl处于高电平的时段是非空闲时段。
在RF输出(RFoutput)停止的时间点tl，大容量电容器14的电荷被释放，且PAVcc 急剧下降。已检测到该下降的电压监控单元16将控制信号Ctr2设为低电平。这致使SW3 导电，并且对大容量电容器14的充电开始。当充电电压Vcharge在时间点t2达到预定电 压时，控制信号Ctr2达到高电平，SW3关断，且对大容量电容器14的充电停止。当控制信 号Ctrl在时间点t3达到高电平时，SW1导通，且SW2关断，结果是PAVcc通过图3B所示的
10导电路径跳至高电压，即Vcharge和Vbat之和。这致使RF输出被生成。之后，重复上述步 骤。 接下来，图5示出根据本发明的第二实施例的电源装置10a及其外围电路。与图 2所示电路组件相同的组件用相同参考标号表示，相应地，省略其重复描述。
在图2的配置中，已给出电池电压随着来自电池20的放电的进行而下降的描述。 在图6的电池放电曲线的功率放大器40工作电压范围的情况中，当电池输出被直接施加给 功率放大器40时，电功率转换效率较高。因此，电压监控单元50(电池电压监控单元)中的 监控结果被通知给电源控制器17。电压监控单元50可以和通常使用的电池剩余量监控器 共用。在电池电压高于等于预定电压的情况中，电源控制器17和电压监控单元16被控制 为一直设置SW1 = OFF、 SW2 = 0N、 SW3 = 0N，以便无论功率放大器40是否处于空闲时段、 电池输出都被施加给功率放大器40。当电池电压降至预定电压以下时，执行与图2的构造 的操作等同的操作。 图6是图4的构造的操作的例示图。在电池电压(Vbat)高于等于预定电压的情 况中的操作将被称为电池模式，且电池电压(Vbat)被直接用作PAVcc。在电池电压(Vbat) 低于预定电压的情况中的操作将被称为切换模式。此时，电池电压(Vbat)被上述动作升压 以变为PAVcc。两种模式的切换由电源控制器17在电压监控单元50的输出的基础上执行。 从控制器60输出的通/断控制信号被暂时输入到电源控制器17，且Ctrl被输入到SW1和 SW2。在电池模式期间，总是处于高电平的控制信号Ctrl被输出，而无论通/断控制信号是 高还是低。 图7示出根据本发明的第三实施例的电源装置10b及其外围电路。与图2和图4
所示电路组件相同的组件用相同参考标号表示，相应地，省略其重复描述。 在本实施例中，在电压监控单元50的输出的基础上，电源控制器17a控制将由电
压监控单元16b检测到的目标电压，并控制将被充入到大容量电容器14的电压Vcharge。结
果，利用Vcharge来补偿Vbat的改变，使得切换模式中突发部分的PAVcc = Vbat+Vcharge
近似恒定。 由此带来的优点如下 (1)在切换模式中，通过将PAVcc设为功率放大器40的适当电源电压，可以允许功 率放大器40以其良好的工作稳定性和发送功率效率来工作。 (2)即使与Vcharge固定的情况相比电池电压减小且放电电容更大，也仍可使用。
图8例示了示出关于本发明第三实施例的操作的图示。曲线(c)示出电池电压 (Vbat)，曲线(a)示出上述实施例中的PA电源电压(PAVcc)。相比之下，曲线(b)示出本实 施例中Vcharge的控制生效的情况中的PA电源电压(PAVcc)。从曲线(b)中可见，在本实 施例的切换模式中，由于Vcharge可变以补偿Vbat的减小，因此PAVcc = Vbat+Vcharge变 得平坦。因此，电池20的使用寿命可以大大延长。 图9示出根据本发明的第四实施例的电源装置10c及其外围电路。与前面示出的
电路的组件相同的组件用相同参考标号表示，相应地，省略其重复描述。 功率放大器40通常根据来自基站的通信状态受到功率控制。在最大功率时间期
间，即使工作电压PAVcc = Vbat+Vcharge是必要的，也存在如下情况在中低功率时间期
间，仅有电池电压Vbat就足够了 。在这种中低功率时间期间，通过将功率放大器40设为电池模式，可以增加发送功率效率。第四实施例的电路构造和操作与第二实施例的基本相同。 与第二实施例的不同点是与作为功率放大器40的功率电平的目标输出电平相适应的信号 从控制器60a输入到电源控制器17b，且电池模式和切换模式响应于该信号而被切换。
也就是说，如图10的PA输入-PA输出图所示，在电源电压Vbat+Vcharge是必需 的功率电平范围I内，切换模式被设置，在仅用Vbat就可操作的输出功率电平范围II内， 电池模式被设置。基于功率电平的模式切换是利用两个阈值Pthl和Pth2滞后地执行的， 使得不稳定切换不会发生。 图11示出根据本发明第五实施例的电源装置10d及其外围电路。与前面示出的 电路的组件相同的组件用相同参考标号表示，相应地，省略其重复描述。
在上述实施例中，仅通过切换控制来执行从电池20向大容量电容器14的充电。然 而，在本例中，电池电压和充电电压之间的差别变为电容器的内部电阻和开关中消耗的电 流，并且损失产生。因此，在本实施例中，接近Vcharge的电压VDC-DC通过DC-DC变换器18 和二极管19高效率地生成，并被充入大容量电容器14。结果，可以实现高效的电压变换。 二极管19用作防止突发时间期间电流的反向流动的二极管开关。由于二极管19的接通电 阻影响电功率转换效率，因此低接通电阻的二极管(例如肖特基二极管)合适。DC-DC变换 器18必须是降压型的并且在电池20的高低压的范围内可操作。此外，其最大输出电流在 本实施例中被设为400mA或更大。该电路构造的操作如图12A和图12B所示。S卩，(1)在图 12A所示的状态中，功率放大器40处于空闲状态中，达到SW1 = OFF和SW2 = ON的状态，且 电荷被充入大容量电容器14。此时，由于施加给二极管19的电压是前向的，因此二极管19 导通。另外，此时，充入大容量电容器14的电压在DC-DC变换器18的输出电压VDC-DC和 二极管的导通电压Von的基础上由Vcharge = VDC-DC-Von而被确定。反过来，DC-DC变换 器18的适当输出电压VDC-DC根据上述表达式被确定。 (2)在图12B示出的RF发送时间，使能功率放大器40的通/断控制信号从控制器 60输出，且SW1和SW2响应于控制信号Ctrl被切换。此时，达到SW1 = 0N、SW2 = OFF。功 率放大器40的电源电压PAVcc变为PAVcc = Vbat+Vcharge ，即充入双电层的电压Vcharge 和电池电压Vbat之和。结果，即使电池电压Vbat低于功率放大器40所必需的电压，也可 以允许功率放大器40工作。此时，由于反向电压被施加给二极管19，因此二极管19关断， 从而防止电流反向流到DC-DC变换器18。 (3)当发送状态终止时，功率放大器40的通/断控制信号被切换，致使SW1和SW2 被切换。此夕卜，由于大容量电容器14的电压因放电而降低，因此DC-DC变换器18的输出电 压变得高于充电电压Vcharge，且二极管19导通。通过上述方式，状态返回到上面(1)的状 态。 图13示出根据本发明的第六实施例的电源装置10e及其外围电路。与前面示出
的电路的组件相同的组件用相同参考标号表示，相应地，省略其重复描述。 该实施例使得图5所示的第二实施例和图11所示的第五实施例被组合。即，图5
所示第二实施例的电池模式和切换模式的概念被引入到使用图11的降压DC-DC变换器18
的形式。在本实施例中，电压监控单元16 (16a)不存在，且SW3根据来自电源控制器17的控
制信号Ctr2被控制。电源控制器17使得SW3在电池电压Vbat为高时导通，并直接使用电
池电压Vbat作为PAVcc。当电压降低到电池电压Vbat以下时，SW3关断，且Vbat+Vcharge被用作PAVcc。 图14示出根据本发明的第七实施例的电源装置10f及其外围电路。与前面示出
的电路的组件相同的组件用相同参考标号表示，相应地，省略其重复描述。 本实施例示出图13所示的第六实施例的修改。换言之，与图9所示第四实施例的
功率电平相适应的控制的概念被引入到图13的第六实施例。 与第四实施例类似，功率放大器40根据来自基站的通信状态受到功率控制。在最 大功率时间，即使工作电压PAVcc二Vbat+Vcharge是必要的，也存在如下情况在中功率期 间，电池电压Vbat就足够了。此外，在仅有低于Vbat的电压VDC-DC就足够的情况中，其将 被称为第三工作模式(称为DC-DC模式)，其中DC-DC变换器18的输出被直接施加给功率 放大器40。工作模式的这种切换使得效率能够被提高。其电路构造和操作与第六实施例的 基本相同。不同点是与功率放大器40的目标输出电平相适应的信号被从控制器60a输入 到电源控制器17b，并且响应于该信号，电源控制器17b切换电池模式、切换模式以及DC-DC 模式。 也就是说，如图15的PA输入-PA输出图所示，对于PAVcc，切换模式被设置在电源 电压Vbat+Vcharge所必需的功率电平范围I内，且电池模式被设置在仅用Vbat就可以操 作的输出功率电平范围II内。此外，DC-DC模式被设置在以低于Vbat的电压可以操作的 输出功率电平范围III内。基于功率电平的模式切换通过用于在相应范围之间切换的两个 阈值而被滞后地执行，使得不稳定切换不会发生。 虽然上面已经描述了本发明的优选实施例，但是除了上述那些实施例之外，可以 做出各种修改和变更。例如，作为通过使用电池作为电源来间歇操作的负载的示例，给出了 功率放大器，但是本发明的实施例不限于此。此外，对于无线通信装置，给出了移动电话终 端的示例，但是本发明的实施例不限于此。 本领域普通技术人员应该理解，依据设计要求和其他因素可以想到各种修改、组 合、子组合和变更，只要在由权利要求及其等同物限定的范围内即可。
权利要求
一种无线通信装置，包括电源装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率；以及控制装置，用于控制所述电源装置，其中所述电源装置包括电容器；切换装置，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述电池到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，并且其中所述控制装置控制所述切换装置使得所述第一路径在所述负载空闲时段期间形成、所述第二路径在所述负载非空闲时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压和所述电容器的充电电压的和电压。
2. 根据权利要求1所述的无线通信装置，其中所述切换装置包括第一开关和第二开关，连接在所述电池的输出端和地之间并以互补方式导通/关断，以及第三开关，选择性地将所述电池的输出端连接到所述电容器的一端，并且 其中所述电容器的另一端连接到所述第一开关和所述第二开关的连接点。
3. 根据权利要求1所述的无线通信装置，其中所述间歇地操作的负载是在采用时分复 用方法的通信设备中使用的功率放大器。
4. 根据权利要求3所述的无线通信装置，其中所述控制装置包括控制器，被配置为选择性地使能所述功率放大器并生成用于控制所述第一开关和所述 第二开关的第一控制信号，以及电容器电压监控单元，被配置为监控所述电容器的输出电压并基于该监控结果生成用 于控制所述第三开关的第二控制信号。
5. 根据权利要求4所述的无线通信装置，还包括被配置为监控电池电压的电池电压监 控单元，其中所述控制装置在所述电池电压高于等于预定电压时一直关断所述第一开关、导通 所述第二开关并导通所述第三开关，以便无论所述负载是否处于空闲时段都将电池输出施 加给所述功率放大器。
6. 根据权利要求5所述的无线通信装置，其中所述控制装置还包括如下功能通过控制所述电池电压监控单元和所述电容器电压监控单元，根据所述电池电压的变化来调节所 述电容器的充电电压，使得所述电容器的充电电压和所述电池电压之和基本恒定。
7. 根据权利要求4所述的无线通信装置，其中响应于针对所述功率放大器的功率控 制，所述控制装置在仅用所述电池电压就可操作的输出功率电平范围内 一直关断所述第一 开关、导通所述第二开关并导通所述第三开关，从而无论所述负载是否处于空闲时段都将 电池输出施加给所述功率放大器。
8. —种无线通信装置，包括电源装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率；以及控制装置，用于控制所述电源装置，其中所述电源装置包括电容器；降压DC-DC变换器，被配置为降压电池电压并对所述电容器进行充电；以及 切换装置，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述电池经所述降压DC-DC变换器到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，并且其中所述控制装置控制所述切换装置使得所述第一路径在所述负载空闲时段期间形 成、所述第二路径在所述负载非空闲时段期间形成，从而在非空闲时段期供应所述电容器 的充电电压和电池电压的和电压。
9. 根据权利要求8所述的无线通信装置，其中所述间歇地操作的负载是在采用时分复 用方法的通信设备中使用的功率放大器。
10. 根据权利要求9所述的无线通信装置，其中所述切换装置包括连接在所述电池的 输出端和地之间并以互补方式导通/关断的第一开关和第二开关，并且所述电容器连接在所述降压DC-DC变换器与所述第一开关和所述第二开关的连接点 之间。
11. 根据权利要求IO所述的无线通信装置，还包括 第三开关，与所述降压DC-DC变换器并联；以及 电池电压监控单元，被配置为监控电池电压，其中当所述电池电压高于等于预定电压时，所述控制装置一直关断所述第一开关、导 通所述第二开关并导通所述第三开关，以便无论所述负载是否处于空闲时段都将电池输出 施加给所述功率放大器。
12. 根据权利要求11所述的无线通信装置，其中响应于针对所述功率放大器的功率控 制，所述控制装置在仅用所述电池电压就可操作的输出功率电平范围内一直关断所述第一 开关、导通所述第二开关并导通所述第三开关，从而无论所述负载是否处于空闲时段都将 电池输出施加给所述功率放大器，并且所述控制装置在以低于所述电池电压的电压可操作的输出功率电平范围内将所述降 压DC-DC变换器的输出施加给所述功率放大器。
13. —种电源装置，用于向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率，所 述电源装置包括电容器；以及切换装置，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述 电池到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，其中所述切换装置以这样的方式被控制所述第一路径在所述负载空闲的时段期间形 成，所述第二路径在所述负载非空闲的时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压 和所述电容器的充电电压的和电压。
14. 一种电源装置，用于向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率，所 述电源装置包括电容器；降压DC-DC变换器，被配置为降压电池电压并对所述电容器进行充电；以及 切换装置，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述电池经所述降压DC-DC变换器到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二 路径串联，其中所述切换装置以这样的方式被控制所述第一路径在所述负载空闲的时段期间形 成，所述第二路径在所述负载非空闲的时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压 和所述电容器的充电电压的和电压。
15. 根据权利要求13或14所述的电源装置，其中所述间歇地操作的负载是在采用时分 复用方法的通信设备中使用的功率放大器。
16. —种无线通信装置，包括电源装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率；以及控制单元，被配置为控制所述电源装置，其中所述电源装置包括电容器；切换单元，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述 电池到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，并且其中所述控制单元控制所述切换单元使得所述第一路径在所述负载空闲时段期间形 成、所述第二路径在所述负载非空闲时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压和 所述电容器的充电电压的和电压。
17. —种无线通信装置，包括电源装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率；以及 控制单元，被配置为控制所述电源装置， 其中所述电源装置包括 电容器；降压DC-DC变换器，被配置为降压电池电压并对所述电容器进行充电；以及 切换单元，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述电池经所述降压DC-DC变换器到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，并且其中所述控制单元控制所述切换单元使得所述第一路径在所述负载空闲时段期间形 成、所述第二路径在所述负载非空闲时段期间形成，从而在非空闲时段期供应所述电容器 的充电电压和电池电压的和电压。
18. —种电源装置，用于向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率，所 述电源装置包括电容器；以及切换单元，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述 电池到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，其中所述切换单元以这样的方式被控制所述第一路径在所述负载空闲的时段期间形 成，所述第二路径在所述负载非空闲的时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压 和所述电容器的充电电压的和电压。
19. 一种电源装置，用于向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率，所 述电源装置包括电容器；降压DC-DC变换器，被配置为降压电池电压并对所述电容器进行充电；以及 切换单元，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过所述第一路径来执行从所述电池经所述降压DC-DC变换器到所述电容器的充电，所述电池与所述电容器通过所述第二路径串联，其中所述切换单元以这样的方式被控制所述第一路径在所述负载空闲的时段期间形 成，所述第二路径在所述负载非空闲的时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压 和所述电容器的充电电压的和电压。
全文摘要
公开了无线通信装置及电源装置。一种无线通信装置，包括电源装置，被配置为向通过使用电池作为电源来间歇地操作的负载供应电功率；以及控制单元，被配置为控制电源装置，其中电源装置包括电容器；切换单元，能够选择性地形成第一路径和第二路径，通过该第一路径来执行从电池到电容器的充电，电池与电容器通过该第二路径串联，并且其中控制单元控制切换单元使得第一路径在负载空闲时段期间形成、第二路径在负载非空闲时段期间形成，从而在非空闲时段中供应电池电压和电容器的充电电压的和电压。
文档编号H02J7/00GK101741403SQ20091021170
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月10日 优先权日2008年11月10日
发明者加藤昭仁, 斋藤和彦, 木村哲雄, 楠繁雄, 谷内宽直 申请人:索尼爱立信移动通信日本株式会社