一种功率放大器芯片及无线电发射器的制作方法

本实用新型涉及无线电技术领域，具体地，涉及一种功率放大器芯片及无线电发射器。

背景技术：

无线电传输系统中使用多线圈传送电力，现有技术中使用多线圈无线电传输发射端可以多样使用，为了调整各个线圈的运转需要功率放大器和线圈选择用开关。传统方法中，在无线电能传输(wirelesspowertransmission，wpt)发射器中生成控制信号，并通过高电压开关来选择功率放大器及线圈以运转，该方法中，一个功率放大器至少需要使用6个功率场效应管，并且还需要使用电阻器、电容器、稳压二极管以保证高压开关的稳定运行，设计复杂，并且外部器件数量增多会增大期间面积、增加费用等。或者，现有技术中，利用分路控制器(demuxcontroller)和升压驱动电路控制功率放大器，利用分路控制器实现高压开关的功能，但是这种在外部使用分立器件的结构会增加设计成本以及占用面积。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种功率放大器芯片及无线电发射器，解决以上技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种功率放大器芯片，包括功率放大模块、控制模块和升压驱动模块，其中：所述功率放大模块为由四个功率场效应管组成的全桥结构；所述控制模块用于根据接收到的使能信号控制所述升压驱动模块，以使得所述升压驱动模块处于驱动开启状态或驱动关闭状态；所述升压驱动模块用于当处于所述驱动开启状态时，驱动所述功率场效应管，使得被驱动的功率场效应管对接收到的电信号进行功率放大。

可选地，当所述使能信号为第一信号时，所述控制模块用于控制所述升压驱动模块处于驱动开启状态，当所述使能信号为第二信号时，所述控制模块用于控制所述升压驱动模块处于驱动关闭状态。

可选地，所述第一信号为低电平信号或高电平信号，当所述第一信号为低电平信号时，所述第二信号为高电平信号，当所述第一信号为高电平信号时，所述第二信号为低电平信号。

可选地，所述升压驱动模块包括升压模块和第一驱动模块，所述升压模块用于对其输入端的电压进行放大，所述第一驱动模块用于利用所述放大后的电压驱动所述功率场效应管。

可选地，所述全桥结构中，两个功率场效应管的一端均连接至所述电信号，另一端分别连接至另外两个功率场效应管的一端，所述另外两个功率场效应管的另一端均连接至地。

可选地，所述升压驱动模块的数量为两个，分别用于驱动连接至所述电信号两个功率场效应管。

可选地，所述芯片还包括两个第二驱动模块，分别用于驱动连接至地的所述另外两个功率场效应管。

本实用新型还提供了一种无线电发射器，包括wpt发射器、上述功率放大器芯片、发射线圈以及电容，其中：所述功率放大器芯片、发射线圈、电容的数量相等，且均为一个及以上；所述wpt发射器用于产生电信号；所述功率放大器芯片用于对所述电信号进行功率放大；所述电容用于对功率放大后的电信号进行滤波；所述发射线圈用于将滤波后的电信号发射出去。

可选地，所述wpt发射器包括一个及以上的控制管脚，用于输出使能信号，所述控制管脚的数量不小于所述功率放大器芯片的数量，每一所述功率放大器芯片的控制模块分别连接至不同的控制管脚。

可选地，所述wpt发射器包括两个升压管脚以及两对驱动管脚，所述升压管脚以及驱动管脚中高电平管脚均连接至所述功率放大器芯片的升压驱动模块，所述驱动管脚中低电平管脚连接至所述功率放大器芯片的第二驱动模块。

(三)有益效果

本实用新型提供的功率放大器芯片及无线电发射器，具有以下有益效果：

(1)通过将分散的功率场效应管及其周围电路集成在专用的功率放大器芯片上，可以减小器件占用面积；

(2)通过在功率放大器芯片中实现使能控制功能，可以替代传统的高电压开关，避免损失电力，并且降低了成本；

(3)通过基于该功率放大器芯片实现的无线电发射器，具有更高的效率，并且充电时间更短，从而降低了无线电发射器的发热，使得无需在无线电发射器中设置温度保护装置。

附图说明

图1示意性示出了本实用新型实施例提供的功率放大器芯片的结构示意图。

图2示意性示出了本实用新型实施例提供的无线电发射器的结构示意图。

附图标记说明：

1-功率放大模块；2-控制模块；3-升压驱动模块；4-第二驱动模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型一实施例示出了一种功率放大器芯片，参阅图1，对该功率放大器芯片的结构进行详细说明。

功率放大器芯片包括功率放大模块1、控制模块2和升压驱动模块3，其中，功率放大模块1为由四个功率场效应管(powerfieldeffecttransistor，powerfet)组成的全桥结构；控制模块2用于根据接收到的使能信号控制升压驱动模块3，以使得升压驱动模块3处于驱动开启状态或驱动关闭状态；升压驱动模块3用于当处于驱动开启状态时，驱动功率场效应管，使得被驱动的功率场效应管对接收到的电信号进行功率放大。

功率放大模块1采用全桥结构，一般而言，该全桥结构中包括四个功率场效应管powerfet-1、powerfet-2、powerfet-3、powerfet-4，两个功率场效应管powerfet-1、powerfet-2的一端均连接至芯片的vin管脚，该vin管脚用于接收电信号，并将电信号输入至功率放大模块1中，这两个功率场效应管powerfet-1、powerfet-2的另一端分别与另外两个功率场效应管powerfet-3、powerfet-4的一端相连，该另外两个功率场效应管powerfet-3、powerfet-4的另一端均连接至芯片的地管脚。

控制模块2为芯片中的enb管脚，该enb管脚用于接收使能信号。当使能信号为第一信号时，控制模块2用于控制升压驱动模块3处于驱动开启状态，当使能信号为第二信号时，控制模块2用于控制升压驱动模块3处于驱动关闭状态。第一信号为低电平信号或高电平信号，当第一信号为低电平信号时，第二信号为高电平信号，当第一信号为高电平信号时，第二信号为低电平信号。一般而言，第一信号为低电平信号，即从enb管脚输入的使能信号为低电平信号时，控制升压驱动模块3进入驱动开启状态，从而驱动功率放大模块1对接收到的电信号进行功率放大。

升压驱动模块3包括升压模块和第一驱动模块，升压模块用于对其输入端的电压进行放大，第一驱动模块用于利用放大后的电压驱动功率场效应管。升压模块通过升压(boosting)电路实现，第一驱动模块通过驱动(driver)电路实现，boosting电路和driver电路为现有常用电路，此处不再赘述。本实用新型实施例中，功率放大器芯片中，升压驱动模块3的数量为两个，分别用于驱动连接至vin管脚的两个功率场效应管powerfet-1、powerfet-2。

进一步地，功率放大器芯片还包括两个第二驱动模块4，该第二驱动模块4也通过driver电路实现，这两个第二驱动模块4分别用于驱动连接至地管脚的两个功率场效应管powerfet-3、powerfet-4。

本实用新型实施例中，如图1所示结构，当vin管脚的电信号为正向信号时，powerfet-1、powerfet-3其一端电压上升，此时当enb管脚的使能信号为低电平信号时，通过boosting电路驱动driver电路，进而驱动powerfet-1、powerfet-3进入功率放大状态，以对电信号进行功率放大，放大后的电信号通过相应的线圈coil传输出去。当vin管脚的电信号为反向信号时，powerfet-2、powerfet-4其一端电压下降并低于pgnd管脚的地电压信号，此时当enb管脚的使能信号为低电平信号时，通过driver电路驱动powerfet-2、powerfet-4进入功率放大状态，以对电信号进行功率放大，放大后的电信号通过相应的线圈coil传输出去。

本实用新型一实施例示出了无线电发射器，参阅图2，对该无线电发射器的结构进行详细说明。

无线电发射器包括wpt发射器、如图1所示实施例中的功率放大器芯片、发射线圈以及电容。该无线电发射器中，功率放大器芯片、发射线圈、电容的数量相等，且均为一个及以上；wpt发射器用于产生电信号；功率放大器芯片用于对电信号进行功率放大；电容用于对功率放大后的电信号进行滤波；发射线圈用于将滤波后的电信号发射出去。

wpt发射器连接有一个及以上的功率放大器芯片，如图2中所示功率放大器芯片1、功率放大器芯片2、……、功率放大器芯片n。具体地，wpt发射器包括一个及以上的控制管脚gpio#1、gpio#2、……、gpio#n，该控制管脚用于输出使能信号，并且控制管脚的数量不小于功率放大器芯片的数量，使得每一功率放大器芯片的控制模块2都能分别连接至不同的控制管脚。

wpt发射器包括两个升压管脚pa_bst1、pa_bst2，以及包括两对驱动管脚pa_gh1、pa_gl1、pa_gh2、pa_gl2，升压管脚pa_bst1、pa_bst2以及驱动管脚中高电平管脚pa_gh1、pa_gh2均连接至功率放大器芯片的升压驱动模块3，驱动管脚中低电平管脚pa_gl1、pa_gl2连接至功率放大器芯片的第二驱动模块4。

wpt发射器还应该包括有输出管脚vout，该vout管脚连接至功率放大器芯片的vin管脚，用于将wpt发射器生成的电信号输入至功率放大器芯片中。wpt发射器可以通过调整其控制管脚gpio#1、gpio#2、……、gpio#n的电平信号来控制选通相应的功率放大器芯片对电信号进行功率放大，如控制管脚gpio#1、gpio#2为低电平，其它控制管脚为高电平，则gpio#1、gpio#2对应的功率放大器芯片1、功率放大器芯片2处于正常的功率放大状态，这两个芯片分别对电信号进行功率放大，分别经滤波电容cpa_1和cpa_2滤波后，经发射线圈coil_1和coil_2发射出去。

综上所述，本实用新型实施例中的功率放大器芯片及无线电发射器通过在功率放大器芯片内部集成功率场效应管，并同时集成驱动功率场效应管的boosting电路及driver电路，以及集成控制模块，使得可以通过使能信号选择功率放大器芯片的活性化运转或非活性化运转，集成后的芯片减小了器件占用面积，并且避免了传统方法中使用高电压开关带来的电力损耗及高额成本，以及避免了传统方法中使用demuxcontroller造成的复杂设计，增加了无线电发射器的效率，并降低了无线电发射器的发热情况，并且无需额外设置保护装置。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。