专利名称：快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电源及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电 源及系统。
背景技术：
现代无线通信系统如码分多址(CDMA，Code Division Multiple Address)、宽 带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Address)、通用移动通信系统 (UMTS, Universal Mobile Telecommunication System)禾口下一代网络(LTE, Long Term Evolution)等网络为充分利用频谱，一般都会采用同时调幅和调相的可变包络调制技术。可变包络调制技术需要使用线性放大器进行信号放大，为保证线性度并提高功放 效率，常采用基于包络跟踪(ET，Envelope Tracking)的技术来实现，如图la所示，射频信 号输入后，经驱动放大器01进行驱动放大后输出给射频功率放大器02，同时包络检测器03 提取射频信号的包络信号，通过快速跟踪电源04对包络信号进行放大，将放大后的包络信 号作为射频功率放大器漏极电压；最终由射频功率放大器02输出放大后的射频信号。随着多载波技术的发展，对快速跟踪电源的带宽及效率的要求也越来越高，将普 通开关电源作为快速跟踪电源已经难于满足要求，因此，现有技术提出了一种新的快速跟 踪电源。参见图lb，该方案将电源分为两部分一个线性电源041和一个开关电源042，线性 电源041和开关电源042在输出端进行并联，共同给射频功放供电。其中，由线性电源041 输出高频部分功率，由开关电源042输出低频部分功率。线性电源041是一个电压源，其采 用电压闭环，跟踪高频包络信号；开关电源042是一个低频电流源其采用电流闭环，用于检 测线性电源041的输出电流，根据线性电源041的输出电流调节自身(即开关电源042)的 输出电流，使线性电源041的输出电流尽量小。该方案通过线性电源041保证输出具有较 低的失真度，通过开关电源042提高整体的效率。在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有方案中的快速跟 踪电源功率放大的整体效率不高。
发明内容
本发明实施例提供快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电源及系统，可以提高功 率放大的整体效率。一种快速跟踪电源，包括组合式可控电压源、电流检测单元和跟踪电流源，其中， 组合式可控电压源包括线性放大器和供电电压切换单元；线性放大器，用于接收从参考信号中提取的第一控制信号，根据接收到的第一控 制信号控制负载电压；供电电压切换单元，用于接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据接收到的 第二控制信号为所述线性放大器提供不同的供电电压组合；电流检测单元，用于检测组合式可控电压源的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号；跟踪电流源，用于接收电流检测单元输出的第三控制信号，根据第三控制信号调 整跟踪电流源的输出电流，以实现对负载电流的高效低频跟踪；组合式可控电压源与电流检测单元串联后，与跟踪电流源并联为负载提供电流。一种通信系统，包括包络检测器、驱动放大器、射频功率放大器和本发明实施例提 供的任一种快速跟踪电源；所述包络检测器，用于对射频信号进行检测，从所述射频信号中提取包络信号，并 将所述包络信号作为参考信号提供给快速跟踪电源；所述快速跟踪电源，用于接收包络检测器所提取的包络信号，根据所述包络信号 为射频功率放大器提供漏极电压和电流；所述驱动放大器，用于接收射频信号，并对所述射频信号进行驱动放大；所述射频功率放大器，用于接收驱动放大器驱动放大后的射频信号进行放大。一种快速跟踪电源的控制方法，包括接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据第二控制信号为组合式可控电压源 中的线性放大器提供不同的供电电压组合；接收从参考信号中提取的第一控制信号，在所述电压组合的作用下，根据接收到 的第一控制信号为负载提供电压；检测组合式可控电压源的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号；根据第三控制信号调整跟踪电流源的输出电流，以实现对负载电流的高效低频跟
足示o本发明实施例的快速跟踪电源采用由组合式可控电压源为负载提供电压，由组 合式可控电压源与跟踪电流源并联为负载提供电流，其中，由跟踪电流源负责提供负载的 低频大电流以实现对负载电流的高效低频跟踪，而尽量地减小组合式可控电压源的输出电 流，与此同时，通过组合式可控电压源中的供电电压切换单元对组合式可控电压源中的线 性放大器的供电电压范围进行调整，使得线性放大器的供电电压范围减小，从而减小组合 式可控电压源的功耗，而且，由于线性放大器的供电电压范围减小，所以线性放大器还可以 实现更高的跟踪带宽，可以提高快速跟踪电源功率放大的整体效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图la是现有技术中可变包络调制系统的结构示意图；图lb是现有技术提供的快速跟踪电源的结构示意图；图2是本发明实施例一提供的快速跟踪电源的结构示意图；图3是本发明实施例二提供的快速跟踪电源的结构示意图；图4是本发明实施例三提供的快速跟踪电源的等效电路图；图5是本发明实施例四提供的快速跟踪电源的等效电路5
图6是本发明实施例四提供的快速跟踪电源中各单元的电压曲线图；图7是本发明实施例四提供的快速跟踪电源中各单元的电流曲线图；图8是本发明实施例五提供的快速跟踪电源的等效电路图；图9是本发明实施例五提供的快速跟踪电源中各单元的电压曲线图；图10是本发明实施例提供的通信系统的结构示意图；图11是本发明实施例提供的通信系统的另一结构示意图；图12是本发明实施例提供的快速跟踪电源的控制方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电源及系统。以下分 别进行详细说明。实施例一、一种快速跟踪电源，参见图2，该快速跟踪电源包括组合式可控电压源11、电流检 测单元12和跟踪电流源13，其中，组合式可控电压源11包括线性放大器111和供电电压切 换单元112 ；线性放大器111，用于接收从参考信号中提取的第一控制信号，根据接收到的第一 控制信号为负载14提供电压；该线性放大器111可以采用推挽式(Push-Pull)结构的放大 器，可以是A类型(ClassA)、B类型(ClassB)、AB类型(ClassAB)的线性放大器。供电电压切换单元112，用于接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据接收到 的第二控制信号为线性放大器111提供不同的供电电压组合；这样的话，线性放大器111的 供电电压范围就无需覆盖整个电压范围，而是保持在一个较小的供电电压范围内，由于线 性放大器所提供的电流所占负载电流比例较小，所以如果覆盖的供电电压范围同时减小的 话，该线性放大器所消耗的功率也会减少，即组合式可控电压源的高精度低效率部分功耗 减少，整个装置的效率提高。电流检测单元12，用于检测组合式可控电压源11的输出电流，根据检测的情况输 出第三控制信号；跟踪电流源13，用于接收电流检测单元12输出的第三控制信号，根据第三控制信 号调整跟踪电流源13的输出电流，以实现对负载电流的高效低频跟踪；该跟踪电流源具体 可以由降压式(BUCK)电路、或升压式(BOOST)电路、或降压或升压式(BUCK-BOOST)电路、 或斩波(OTK)电路组成。组合式可控电压源11与电流检测单元12串联后，与跟踪电流源13并联为负载14 提供电流。由于跟踪电流源13具有高效低精度的性质，而线性放大器111具有低效高精度 的性质，所以，为了提高整个快速跟踪电源的效率，在此由跟踪电流源13来提供负载电流 中的低频部分的大部分电流，实现对负载电流的高效低频跟踪，而组合式可控电压源11的 输出电流很小，组合式可控电压源11的输出电流的大小等于负载电流与跟踪电流源13的输出电流之差，比如，如果负载电流为Io，跟踪电流源13的输出电流为II，则组合式可控电 压源11的输出电流为Io-Il。由上可知，本实施例的快速跟踪电源采用由组合式可控电压源11为负载14提供 电压，由组合式可控电压源11与电流检测单元12串联后，与跟踪电流源13并联为负载提 供电流，其中，由跟踪电流源13负责提供负载14的低频大电流以实现对负载电流的高效低 频跟踪，而尽量地减小组合式可控电压源11的输出电流，与此同时，通过组合式可控电压 源11中的供电电压切换单元112对组合式可控电压源11中的线性放大器111的供电电压 范围进行调整，使得线性放大器111的供电电压范围减小，从而减小组合式可控电压源11 的功耗，而且，由于线性放大器111的供电电压范围减小，所以线性放大器111还可以实现 更高的跟踪带宽，可以提高快速跟踪电源功率放大的整体效率。实施例二、根据实施例一所描述的快速跟踪电源，其中，供电电压切换单元112可以包括电 平选择支路和至少两个具有不同电压值的电压源；如下电压源，用于提供电压，该电压源可以根据实际应用的需要采用多种形式来实 现；电平选择支路，用于接收第二控制信号，根据接收到的第二控制信号选择电压源， 以便为线性放大器111提供供电电压。其中，电平选择支路由驱动器件、开关器件和二极管等器件组成；驱动器件，用于接收第二控制信号，根据接收到的第二控制信号选择电压源，并驱 动开关器件进行切换。具体可以采用自举驱动器件或隔离驱动器件，例如，可以采用驱动 1 (DRV1, Driversl) .DRV2 或 DRV3 等等；开关器件，用于在电压源之间进行切换；该开关器件具体可以为高速金属氧化物 半导体场效应管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)或三极 管等器件等。二极管，用于防止具有不同电压直通，提供反向阻止。需说明的是，电平选择支路的具体实现电路并不限定，可以根据具体组成器件的 不同选择具体电路进行实现，通过电平选择支路的对不同电压源的切换选择，输出阶梯状 电压为线性放大器供电。其中，电流检测单元12，具体用于检测组合式可控电压源11的输出电流，当检测 到组合式可控电压源11的输出电流变大时，输出指示增加跟踪电流源13的输出电流的第 三控制信号；当检测到组合式可控电压源11的输出电流变小时，输出指示减小跟踪电流源 13的输出电流的第三控制信号；则此时，跟踪电流源13，具体用于在接收到电流检测单元12输出的指示增加跟踪 电流源13的输出电流的第三控制信号时，提高跟踪电流源13的输出电流，在接收到电流检 测单元12输出的指示减小跟踪电流源13的输出电流的第三控制信号时，减小跟踪电流源 13的输出电流。进一步的，参见图3，该快速跟踪电源还可以包括控制单元10 ；控制单元10，用于接收参考信号，根据参考信号向供电电压切换单元112输出第 一控制信号，向线性放大器111输出第二控制信号。
其中，参考信号为来自包络检测器的包络信号，由于该包络信号的电压和功率一 般较小，所以需要通过本发明实施例中的快速跟踪电源装置将其电压和功率进行放大，然 后将放大后的包络信号作为射频功率放大器的漏极电压，具体可参见现有技术，在此不再 赘述；该作为参考信号的包络信号具体可以为模拟信号，也可以为数字信号。控制单元10接收到参考信号后，在向供电电压切换单元112输出第一控制信号， 以及向线性放大器111输出第二控制信号时，为了使得各个单元输出信号在时间上相对 应，以便在叠加后可以得到正确的输出信号，该控制单元10还可以包括对第一控制信号 和第二控制信号进行延时匹配。具体实现时，控制单元10可以为数字信号处理(DSP，Digital SignalProcessing)、现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等处理 芯片或其他具有类似功能的处理单元。由上可知，本实施例的快速跟踪电源采用由组合式可控电压源11为负载提供电 压，由组合式可控电压源11与电流检测单元12串联后，与跟踪电流源13并联为负载提供 电流，其中，由具有高效低精度性质的跟踪电流源13负责提供负载电流中的大部分电流以 实现对负载电流的高效低频跟踪，而尽量地减小组合式可控电压源11的输出电流(即减小 线性放大器111的输出电流)，以降低具有低效高精度性质的线性放大器111的输出功率， 使得因线性放大器111输出效率低(因为线性放大器111是一种低效高精度性质的器件) 而造成的功率损耗减小，从而提高快速跟踪电源整体上的变换效率。与此同时，通过组合式可控电压源11中的供电电压切换单元112对组合式可控电 压源11中的线性放大器111的供电电压范围进行调整，使得线性放大器111的供电电压范 围减小，也可以减小组合式可控电压源11的功耗，而且，由于线性放大器111的供电电压范 围减小，所以线性放大器111还可以实现更高的跟踪带宽。总之，采用该方案，可以在保证输出高带宽、高精度的信号的同时，提高快速跟踪 电源功率放大的整体效率。实施例三、根据实施例一和实施例二而所描述的快速跟踪电源，以下将举例作进一步详细说 明。参见图4，图4为该快速跟踪电源的一个等效电路，包括组合式可控电压源All、电 流检测单元A12和跟踪电流源A13 ；组合式可控电压源All与电流检测单元A12串联后，与 跟踪电流源A13并联。其中，组合式可控电压源Al 1相当于图3中的组合式可控电压源11，可以包括可控 电压源Al 11、驱动器件、开关S1、以及三个电压源V1、V2和V3。其中，可控电压源A111相当于图3中的线性放大器111，用于接收从参考信号中提 取的第一控制信号，根据接收到的第一控制信号为负载14提供电压。开关S1、驱动器件和电压源等器件组成的部分A112相当于图3中的供电电压切换 单元112，用于接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据接收到的第二控制信号为可控 电压源Ml 11提供不同的供电电压组合。其中，切换可以通过开关S1来实现，比如，当开关S1连接在电压源VI上时，输出 给可控电压源A111 (即线性放大器111)的电压值为VI，而当开关S1连接在电压源V2上
8时，输出给可控电压源A111的电压值为V2，等等。该开关S1具体可以为高速M0SFET或三 极管等器件。当然，为了驱动开关S1进行切换，还需要有相应的驱动器件，例如，参见图4中的 驱动器件，该驱动器件主要用于接收第二控制信号，根据接收到的第二控制信号选择电压 源，并驱动开关S1进行切换。根据实际应用情况，驱动器件可以采用自举驱动器件或隔离 驱动器件。电流检测单元A12，相当于图3中的电流检测单元12，用于检测组合式可控电压源 All的输出电流“Il-Io”，根据检测的情况输出第三控制信号；例如，当检测到组合式可控 电压源11的输出电流“Il-Io”变大时，则输出指示增加跟踪电流源13的输出电流II的第 三控制信号；当检测到组合式可控电压源11的输出电流“Il-Io”变小时，则输出指示减小 跟踪电流源13的输出电流II的第三控制信号；跟踪电流源A13，相当于图3中的跟踪电流源13，用于接收电流检测单元12输出 的第三控制信号，根据第三控制信号调整跟踪电流源13的输出电流II，以实现对负载电流 Io的高效低频跟踪；例如，如果接收到的第三控制信号指示增加跟踪电流源13的输出电流 II，则提高跟踪电流源13的输出电流II ；如果接收到的第三控制信号指示减小跟踪电流源 13的输出电流II，则减小跟踪电流源13的输出电流II。当然，在该快速跟踪电源的电路中，还可以包括控制单元10，具体可参见实施例 二，在此不再赘述。另外，需说明的，在本实施例中，仅仅以三个电压源进行切换为例进行说明，在实 际应用中，可以根据实际需要对电压源的数量，以及开关的数量进行调整。由上可知，本实施例的快速跟踪电源采用由组合式可控电压源Al 1为负载提供电 压，由组合式可控电压源All与电流检测单元A12串联后，与跟踪电流源A13并联为负载提 供电流，其中，由具有高效低精度性质的第一跟踪电流源A13负责提供负载电流中的大部 分电流以实现对负载电流的高效低频跟踪，而尽量地减小可控电压源A111的输出电流，以 降低具有低效高精度性质的可控电压源A111的输出功率，使得因可控电压源A111输出效 率低而造成的功率损耗减小，从而提高快速跟踪电源整体上的变换效率。与此同时，通过驱动器件和开关S1等器件对可控电压源A111的供电电压范围进 行调整，使得可控电压源A111的供电电压范围减小，也可以减小组合式可控电压源All的 功耗，而且，由于可控电压源A111的供电电压范围减小，所以可控电压源A111还可以实现 更高的跟踪带宽。总之，采用该方案，可以在保证输出高带宽、高精度的信号的同时，提高快速跟踪 电源功率放大的整体效率。实施例四、在本实施例中，将以该快速跟踪电源的另一个等效电路为例进行说明。参见图5，图5为快速跟踪电源的另一个等效电路，包括控制器B10、组合式可控电 压源B11、电流检测单元B12和开关跟踪电流源B13 ；组合式可控电压源B11与电流检测单 元B12串联后，与跟踪电流源B13并联。其中，组合式可控电压源B11，相当于组合式可控电 压源11，用于控制输出电压并提供给负载；该组合式可控电压源B11可以包括线性放大器 Bill和供电电压切换单元B112。
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控制器B10，相当于图3中的控制单元10，用于接收参考信号，根据参考信号向供 电电压切换单元112输出第一控制信号，向线性放大器111输出第二控制信号。这里的参 考信号为经过包络检测器检测后的包络信号，该包络信号可以是模拟信号，也可以为包络 检测器进行数字化后的数字信号。控制器B10在对参考信号进行处理的过程中，还需要对 处理后得到的第一控制信号和第二控制信号进行延时匹配，使得各个单元输出的信号在同 一时刻进行信号叠加后，可以得到正确的输出信号。线性放大器B111，相当于图3中的线性放大器111，用于接收控制器B10发送的 第一控制信号，根据接收到的第一控制信号为负载14提供电压；线性放大器111可以采用 Push-Pull结构的放大器，根据实际要求可以但不限于采用ClassA、Class B、Class AB类 型的线性放大器，为提高跟踪精度，线性放大器111还可以采用输出反馈控制，参见图5。供电电压切换单元B112，相当于图3中的供电电压切换单元112，用于接收控制器 B10发送的第二控制信号，根据接收到的第二控制信号为线性放大器Bill提供正供电电压 轨供电电平VCC ；电流检测单元B12，相当于图3中的电流检测单元12，用于检测组合式可控电压源 B11的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号；例如，当检测到组合式可控电压源11 的输出电流变大时，则输出指示增加跟踪电流源13的输出电流的第三控制信号；当检测到 组合式可控电压源11的输出电流变小时，则输出指示减小跟踪电流源13的输出电流的第 三控制信号；跟踪电流源B13，相当于图3中的跟踪电流源13，用于接收电流检测单元B12输出 的第三控制信号，根据第三控制信号调整跟踪电流源B13的输出电流，以实现对负载电流 的高效低频跟踪。例如，如果接收到的第三控制信号指示增加跟踪电流源13的输出电流， 则提高跟踪电流源13的输出电流；如果接收到的第三控制信号指示减小跟踪电流源13的 输出电流，则减小跟踪电流源13的输出电流。其中，供电电压切换单元B112可以包括多路由电压源、二级管、M0SFET、驱动器件 组成的供电电压切换支路，每个供电电压切换支路都有不同的电压源。 例如，参见图5，该供电电压切换单元B112共有3种正供电电压轨供电电平Vccl、 Vcc2和Vcc3，每个正供电电压轨供电电平分别对应着一个供电电压切换支路，为了防止不 同电平直通，每个供电电压切换支路上都具有一个二极管，可参见图5中的Dl、D2和D3， 这些二极管用于提供反向阻止的功能；另外，每个供电电压切换支路上还各串联着一个 M0SFET，比如图5中的Ml、M2和M3，这些M0SFET相当于开关管，用于通过第二控制信号在正 供电电压轨供电电平Vccl Vcc3中选择合适的电平供给线性放大器Bill ；为了给M0SFET 提供驱动，每个M0SFET还对应着一个驱动器件，比如，Ml对应着驱动器件DRV1，M2对应着 驱动器件DRV2，M3对应着驱动器件DRV3，这些驱动器件具体可以为自举驱动器件或隔离驱 动器件。开关跟踪电流源B13，则可以由单路无输出电容的buck电路组成，用于通过第三 控制信号控制开关管M4的开闭来改变电感L1中的电流实现控制跟踪电流源B13的输出电 流，以实现对负载电流的高效低频跟踪。开关跟踪电流源B13中还可以包括二极管D4和驱动器件DRV4 ；二极管D4与开关管M4并联，用于在开关管M4截止时，提供电感电流续流通路。
驱动器件DRV4，用于根据第三控制信号为开关管M4提供驱动。可选的，开关跟踪电流源B13中还可以包括调制/控制器B131，该调制/控制器 B131与驱动器件DRV4串联，用于对接收到的第三控制信号进行调制控制。在本发明实施例中，由于线性放大器的输入信号均为模拟信号，所以如果接收的 第一控制信号是个数字信号的话，则需要进行数模(D/A，Digital/Analog)转换，将其转化 为模拟信号，因此，该快速追踪电源还可以包括D/A转换单元B15 ；D/A转换单元B15，用于对接收到的第一控制信号由数字信号转换为模拟信号，然 后传送给线性放大器Bill。通过对不同电压源的切换选择，可以使得电路输出阶梯状电压Vcc为线性放大器 Bill供电，即将输出的电压作为线性放大器Bill的漏极电压。参见图6，供电电压切换单元B112输出的电压Vcc如曲线1002所示，组合式可控 电压源B11输出电压波形如曲线1001所示，线性放大器Bill的Vss电压(即负极电压，具 体可参见现有技术)如曲线1003所示，可见，通过供电电压切换单元B112对电压源的切 换，可以动态减少线性放大器Bill的供电电压范围，即减小Vcc-Vss的值，而且，由于在该 快速跟踪电源中，主要由跟踪电流源B13来负责提供负载电流中的大部分电流以实现对负 载电流的高效低频跟踪，而线性放大器Bill的输出电流则非常小，所以可以减少线性放大 器Bill的输出功率，即减少因线性放大器Bill输出效率低而造成的功率损耗，从而实现提 高快速跟踪电源整体上的变换效率的目标。例如，参见图7，当参考信号为正弦波时，假设负载为阻型负载，则负载电流可以如 曲线10010所示，跟踪电流源B13的输出电流可以如曲线10011所示，组合式可控电压源 B11的输出电流如曲线10012所示，可见，跟踪电流源B13的输出电流可以实现了对负载电 流的高效低频跟踪，而且组合式可控电压源B11的输出电流(即线性放大器Bill的输出电 流)也较小，所以，采用该方案可以提高整个装置的变换效率。另外，由于线性放大器Bill的供电电压范围减小，所以线性放大器Bill还可以实 现更高的跟踪带宽。实施例五、在上述实施例的基础上，还可以根据应用场景的需要同时调整Vcc及Vss，即供电 电压切换单元112在接收到第二控制信号后，可以根据第二控制信号同时控制Vcc和Vss 的值。例如，参见图8，在该快速跟踪电源中，提供VCC1、VCC2、VSS1和Vss2四个电压值， 即一共为线性放大器111提供四个电压范围:"Vccl-Vssl,\"Vccl-Vss2,\"Vcc2-Vssl,^P "Vcc2-Vss2"；其中，Vccl和Vcc2由驱动器件DRV5和开关S5控制，Vssl和Vss2由驱动器 件DRV6和开关S6控制，比如，当第二控制信号控制驱动器件DRV5开启开关S5，同时控制驱 动器件DRV6开启开关S6时，Vccl所在的供电电压切换支路和Vssl所在的供电电压切换 支路均变为通路，则此时，线性放大器111的电压范围为“Vccl-Vssl”；当第二控制信号控 制驱动器件DRV5关闭开关S5，同时控制驱动器件DRV6开启开关S6时，Vcc2所在的供电电 压切换支路和Vssl所在的供电电压切换支路均变为通路，则此时，线性放大器111的电压 范围为“VCC2-VSS1”，依次类推，等等。当然，为了防止不同电压直通，每个供电电压切换支 路上还各包括有一个二极管，参见图8中的D5、D6、D7和D8。
参见图9，组合式可控电压源11输出电压波形如曲线2001所示，供电电压切换单 元112提供的Vcc电压如曲线2002所示，供电电压切换单元112提供的Vss电压如曲线 2003所示。综上可见，通过供电电压切换单元112同时对Vcc和Vss的切换，可以动态减少线 性放大器111的供电电压范围，即减小Vcc-Vss的值，实现减少线性放大器输出功率，提高 装置的变换效率的目的，而且，由于线性放大器111的供电电压范围减小，所以线性放大器 111还可以实现更高的跟踪带宽。需要说明的是，上述供电电压切换单元112的组成形式并不唯一，实际应用中也 可以通过其他类似的功能电路或具有相应功能的集成器件来完成，例如M0SFET也可以用 三极管等器件来代替，在此并不限定。另外，电压源的数量也可以根据实际应用的需要进行 调整，即在实际应用中，也可以采用多个电压源及多路切换电路切换实现更多电压轨的切换。实施例六、相应的，本发明实施例还提供一种通信系统，如图10所示，该通信系统包括包络 检测器601、驱动放大器603、射频功率放大器604和本发明实施例所提供的任一种快速跟 踪电源602。包络检测器601，用于对射频信号进行检测，从射频信号中提取包络信号，并将提 取到的包络信号作为参考信号提供给快速跟踪电源602。快速跟踪电源602，用于接收包络检测器601所提取的包络信号，根据包络信号为 射频功率放大器604提供漏极电压和电流；具体可参见前面实施例，在此不再赘述。驱动放大器603，用于接收射频信号，并对所述射频信号进行驱动放大。射频功率放大器604，用于接收驱动放大器603驱动放大后的射频信号进行放大。如图11所示，该通信系统还可以包括发射处理单元605。发射处理单元605，用于对射频功率放大器604放大后的射频信号进行处理。如图11所示，该通信系统还可以包括信号处理单元606。信号处理单元606，用于对射频信号进行处理，并发送给包络检测器601和驱动放 大器603。由前面的各个实施例可知，该通信系统中的快速跟踪电源602采用由跟踪电流源 13为射频功率放大器604提供大部分电流，从而实现对射频功率放大器604的电流的高效 低频跟踪，与此同时，采用由组合式可控电压源11控制射频功率放大器604的漏极电压，并 通过调整线性放大器111的供电电压范围来降低具有低效高精度性质的线性放大器111的 输出功率，使得因线性放大器111输出效率低而造成的功率损耗减小，从而提高快速跟踪 电源整体上的变换效率，而且，由于线性放大器111的供电电压范围减小，所以线性放大器 111还可以实现更高的跟踪带宽。由于快速跟踪电源602的整体效率提高了，所以，该通信 系统的效率自然得到提高。实施例七、 相应地，本发明实施例还提供一种快速跟踪电源的控制方法，参见图11，具体流程 如下 701、接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据第二控制信号为组合式可控电
12压源中的线性放大器提供不同的供电电压组合；这样的话，线性放大器111的供电电压范围就无需覆盖整个电压范围，而是保持 在一个较小的供电电压范围内，由于线性放大器的电流本来就较小，所以如果覆盖的供电 电压范围减小的话，该线性放大器所消耗的功率也会减少，即组合式可控电压源的功耗减 少。702、接收从参考信号中提取的第一控制信号，在所述电压组合的作用下，根据接 收到的第一控制信号控制负载电压；703、检测组合式可控电压源的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号；例如，检测组合式可控电压源的输出电流，当检测到组合式可控电压源的输出电 流变大时，输出指示增加跟踪电流源的输出电流的第三控制信号；当检测到组合式可控电 压源的输出电流变小时，输出指示减小跟踪电流源的输出电流的第三控制信号；704、根据第三控制信号调整跟踪电流源的输出电流，以实现对负载电流的高效低 频跟踪。例如，在接收到指示增加跟踪电流源的输出电流的第三控制信号时，提高跟踪电 流源的输出电流，在接收到指示减小跟踪电流源的输出电流的第三控制信号时，减小跟踪 电流源的输出电流。可选的，在步骤701之前，该快速跟踪电源的控制方法还可以包括步骤705和 706 ；705、接收参考信号；该作为参考信号的包络信号具体可以为模拟信号，也可以为
数字信号。需说明的是，由于线性放大器的输入信号类型为模拟信号，所以，如果数字信号， 还需要将数字信号转换为模拟信号。706、根据接收到的参考信号输出第一控制信号和第二控制信号。可选的，为了使得各个单元输出信号在时间上相对应，以便在叠加后可以得到正 确的输出信号，还可以对第一控制信号和第二控制信号进行延时匹配。以上各个步骤具体可参见前面实施例，在此不再赘述。由上可知，本实施例采用根据第三控制信号控制具有高效低精度性质的跟踪电流 源为负载提供大部分电流，来实现对负载电流的高效低频跟踪，与此同时，根据第一控制信 号控制组合式可控电压源为负载提供电压，并根据第二控制信号通过调整线性放大器的供 电电压范围来降低具有低效高精度性质的线性放大器的输出功率，使得因线性放大器输出 效率低而造成的功率损耗减小，从而提高快速跟踪电源整体上的变换效率。而且，由于线性 放大器的供电电压范围减小，所以还可以实现更高的跟踪带宽。总之，采用该方案，可以在保证输出高带宽、高精度的信号的同时，提高快速跟踪 电源功率放大的整体效率。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存 储介质可以包括只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。以上对本发明实施例所提供的快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电源及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人 员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明 书内容不应理解为对本发明的限制。
1权利要求
一种快速跟踪电源，其特征在于，包括组合式可控电压源、电流检测单元和跟踪电流源，其中，组合式可控电压源包括线性放大器和供电电压切换单元；线性放大器，用于接收从参考信号中提取的第一控制信号，根据接收到的第一控制信号控制负载电压；供电电压切换单元，用于接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据接收到的第二控制信号为所述线性放大器提供不同的供电电压组合；电流检测单元，用于检测组合式可控电压源的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号；跟踪电流源，用于接收电流检测单元输出的第三控制信号，根据第三控制信号调整跟踪电流源的输出电流，以实现对负载电流的低频跟踪；组合式可控电压源与电流检测单元串联后，与跟踪电流源并联为负载提供电流。
2.根据权利要求1所述的快速跟踪电源，其特征在于，所述供电电压切换单元包括电 平选择支路和至少两个具有不同电压值的电压源；所述电压源，用于提供电压；所述电平选择支路，用于接收第二控制信号，根据接收到的第二控制信号选择电压源， 以便为所述线性放大器提供供电电压。
3.根据权利要求2所述的快速跟踪电源，其特征在于，所述电平选择支路包括驱动器 件、开关器件和二极管；所述驱动器件，用于接收第二控制信号，根据接收到的第二控制信号选择电压源，并驱 动开关器件进行切换；所述开关器件，用于在电压源之间进行切换；所述二极管，用于防止具有不同电压直通，提供反向阻止。
4.根据权利要求1所述的快速跟踪电源，其特征在于，所述电流检测单元，具体用于检测组合式可控电压源的输出电流，当检测到组合式可 控电压源的输出电流变大时，输出指示增加跟踪电流源的输出电流的第三控制信号；当检 测到组合式可控电压源的输出电流变小时，输出指示减小跟踪电流源的输出电流的第三控 制信号；则所述跟踪电流源，具体用于在接收到电流检测单元输出的指示增加跟踪电流源的输 出电流的第三控制信号时，提高跟踪电流源的输出电流，在接收到电流检测单元输出的指 示减小跟踪电流源的输出电流的第三控制信号时，减小跟踪电流源的输出电流。
5.根据权利要求1所述的快速跟踪电源，其特征在于，所述跟踪电流源由降压式BUCK电路、或升压式BOOST电路、或降压或升压式 BUCK-BOOST电路、或斩波CUK电路组成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的快速跟踪电源，其特征在于，还包括控制单元；所述控制单元，用于接收参考信号，根据所述参考信号向供电电压切换单元输出第一控制信号，向线性放大器输出第二控制信号。
7.根据权利要求5所述的快速跟踪电源，其特征在于，所述控制单元，还用于对第一控制信号和第二控制信号进行延时匹配。
8.一种通信系统，其特征在于，包括包络检测器、驱动放大器、射频功率放大器和权利要求1至7中所述的任一种快速跟踪电源；所述包络检测器，用于对射频信号进行检测，从所述射频信号中提取包络信号，并将所 述包络信号作为参考信号提供给快速跟踪电源；所述快速跟踪电源，用于接收包络检测器所提取的包络信号，根据所述包络信号为射 频功率放大器提供漏极电压和电流；所述驱动放大器，用于接收射频信号，并对所述射频信号进行驱动放大； 所述射频功率放大器，用于接收驱动放大器驱动放大后的射频信号进行放大。
9.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，还包括发射处理单元；所述发射处理单元，用于对所述射频功率放大器放大后的射频信号进行处理。
10.一种快速跟踪电源的控制方法，其特征在于，包括接收从参考信号中提取的第二控制信号，根据第二控制信号为组合式可控电压源中的 线性放大器提供不同的供电电压组合；接收从参考信号中提取的第一控制信号，在所述电压组合的作用下，根据接收到的第 一控制信号为负载提供电压；检测组合式可控电压源的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号； 根据第三控制信号调整跟踪电流源的输出电流，以实现对负载电流的低频跟踪。
11.根据权利要求10所述的快速跟踪电源的控制方法，其特征在于，所述检测组合式可控电压源的输出电流，根据检测的情况输出第三控制信号具体为 检测组合式可控电压源的输出电流，当检测到组合式可控电压源的输出电流变大时，输出 指示增加跟踪电流源的输出电流的第三控制信号；当检测到组合式可控电压源的输出电流 变小时，输出指示减小跟踪电流源的输出电流的第三控制信号；所述根据第三控制信号调整跟踪电流源的输出电流具体为在接收到指示增加跟踪电 流源的输出电流的第三控制信号时，提高跟踪电流源的输出电流，在接收到指示减小跟踪 电流源的输出电流的第三控制信号时，减小跟踪电流源的输出电流。
12.根据权利要求10或11所述的快速跟踪电源的控制方法，其特征在于，还包括 接收参考信号；根据所述参考信号输出第一控制信号和第二控制信号。
13.根据权利要求10或11所述的快速跟踪电源的控制方法，其特征在于，还包括 对所述第一控制信号和第二控制信号进行延时匹配。
全文摘要
本发明公开了一种快速跟踪电源的控制方法、快速跟踪电源及系统。本发明实施例的快速跟踪电源采用由组合式可控电压源控制负载电压，由组合式可控电压源与跟踪电流源并联为负载提供电流，其中，由跟踪电流源负责提供负载的低频大电流以实现对负载电流的高效低频跟踪，而尽量地减小组合式可控电压源的输出电流，与此同时，通过组合式可控电压源中的供电电压切换单元对组合式可控电压源中的线性放大器的供电电压范围进行调整，使得线性放大器的供电电压范围减小，从而减小组合式可控电压源的功耗，而且，由于线性放大器的供电电压范围减小，所以线性放大器还可以实现更高的跟踪带宽，可以提高快速跟踪电源功率放大的整体效率。
文档编号H02M3/155GK101867284SQ20101018862
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者侯召政 申请人:华为技术有限公司