改进的电源级的制作方法

专利名称：改进的电源级的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生成电源电压的电源级，具体地说，涉及跟踪基准信号的包络的电源电压级。相关技术在本领域中，已知提供特别用于功率放大器应用的高效率电源产生电路。功率放大器(例如，射频(RF)功率放大器)通常具有高峰均比(PAR :peak-to-average ratio)。 如果提供足以处理电压峰值的电源电压，则对于放大器的大部分操作来说，该电源电压不必要地高，并且该功率放大器的操作非常低效。因此，已经开发了高效率电源产生装置。典型的技术都属于包络消除和恢复(EER Envelope Elimination And Restoration)以及包络足艮踪(ET :Envelope Tracking)的大类中。努吉拉有限公司(Nujira limited)的英国专利No. 2398648描述了一种高效率的包络跟踪电压供给方案。对于窄带信号来说，现有技术的高效率包络跟踪电源高效率地工作。然而对于宽带信号来说，出现低效。这是由于必须使电源适于处理更宽范围的频率而产生的过度的开关损耗和失真。本发明的目的是提供一种改进的技术，该技术优选地在增大的带宽上高效率地提供电源电压。

发明内容
一方面，本发明提供了一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤对所述基准信号进行滤波；根据经滤波的基准信号生成第一电压；根据所述基准信号生成第二电压；以及组合所述第一电压和所述第二电压以提供电源电压。所述生成所述第一电压的步骤可以包括跟踪经滤波的基准信号，并且所述生成所述第二电压的步骤包括跟踪所述基准信号。 所述生成所述第二电压的步骤可以包括从所述基准信号中减去所述电源电压。所述生成所述第二电压的步骤还可以包括放大被减后的信号。所述生成所述第二电压的步骤可以包括延迟所述基准信号，所述第二电压根据经延迟的基准信号生成。所述从所述基准信号中减去所述电源电压的步骤可以生成误差信号，并且所述放大被减后的信号的步骤可以放大所述误差误信号以生成校正信号，其中，所述校正信号形成所述第二电压。所述对所述基准信号进行滤波的步骤可以包括利用第一滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供第一经滤波的基准信号；以及利用第二滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供第二经滤波的基准信号；所述生成所述第一电压的步骤依赖于所述第一经滤波的基准信号；并且所述生成所述第二电压的步骤依赖于所述第二经滤波的基准信号。所述第二滤波器带宽可以被所述第一滤波器带宽宽。所述对所述基准信号进行滤波的步骤可以包括利用n-2个其它滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供n-2个其它经滤波的基准信号，其中，经滤波的基准信号的总数为η ；根据所述n-2个其它经滤波的基准信号生成n-2个其它电压，其中，所生成的电压的总数是η;并且通过以下步骤将所述n-2个其它电压与组合的第一电压和第二电压组合起来以级联级来组合各个所述其它电压，其中，对于第i级，i = 3至n，将第i个生成的电压与第i-Ι级的组合电压组合起来，以提供修正的电源电压，第η级的输出形成实际的电源电压。该方法还可以包括提供所述第一电压作为对所述生成所述第一电压的步骤的反馈输入。所述生成所述第二电压的步骤还可以依赖于作为反馈信号而提供的组合的第一电压和第二电压。所述生成第i个电压的步骤还可以依赖于作为反馈信号而提供的第i级的组合电压。该方法还可以包括根据未滤波的基准信号生成另一电压，并将所述另一电压与组合的第一电压和第二电压组合起来，以提供所述电源电压。该方法还可以包括根据未滤波的基准信号生成另一电压，并将所述另一电压与第 η级的组合电压组合起来。根据本发明，还提供了一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤在η个滤波步骤中对包络信号进行滤波，在各个滤波步骤中应用的滤波不同；在相应的 η个电压生成步骤中，根据相应的滤波基准信号生成相应的多个中间电压；在分别与所述第2到第η个电压生成步骤相关联的η-1个电压求和步骤的每一个步骤中，接收在相应的生成步骤中生成的所述中间电压；在所述η-1个电压求和步骤的每一个步骤中，接收前一求和步骤的输出；生成这两个输入的和，作为各个求和步骤的输出；以及提供第η-1个求和步骤的输出作为所述电源电压。在连续的滤波步骤中，所述滤波带宽可以被连续扩大。该方法还可以包括以下步骤将至少一个求和步骤的输出反馈给相应的生成步骤，其中，所述生成步骤根据所述反馈输出生成所述中间电压。该方法还可以包括以下步骤将各个所述生成步骤中生成的所述中间电压反馈给前一个生成步骤中的生成步骤的输入，由此减小直流偏移。另一方面，本发明提供了一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤对所述基准信号进行滤波；根据滤波的基准信号生成中间电源信号；对所述中间电源信号与校正信号求和，以提供输出电源信号；从所述基准信号中减去所述输出电源信号， 以生成误差信号；以及根据所述误差信号生成所述校正信号。该方法还可以包括以下步骤在执行所述减法步骤之前延迟所述基准信号。所述延迟可以对应于对所述滤波步骤、所述生成步骤和所述求和步骤的延迟。
8
所述生成所述中间电源的步骤还可以适于去除所述校正信号与经滤波的信号之间的直流偏移。 所述生成所述校正信号的步骤可以包括线性放大所述误差信号。根据另一方面，本发明提供了一种生成跟踪基准信号的电源的装置，包括以下步骤对所述基准信号进行滤波；根据经滤波的基准信号生成第一电压；根据所述基准信号生成第二电压；以及组合所述第一电压和所述第二电压，以提供电源电压。所述生成所述第一电压的步骤可以包括跟踪经滤波的基准信号，并且所述生成所述第二电压的步骤包括跟踪所述基准信号。所述生成所述第二电压的步骤可以包括从所述基准信号中减去所述电源电压。所述生成所述第二电压的步骤还可以包括放大被减后的信号。所述生成所述第二电压的步骤可以包括延迟所述基准信号，所述第二电压根据经延迟的基准信号生成。所述从所述基准信号中减去所述电源电压的步骤可以生成误差信号，并且所述放大被减后的信号的步骤可以放大所述误差信号以生成校正信号，其中，所述校正信号形成所述第二电压。所述对所述基准信号进行滤波的步骤包括利用第一滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供第一经滤波的基准信号；以及利用第二滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供第二经滤波的基准信号；所述生成所述第一电压的步骤依赖于所述第一经滤波的基准信号；并且所述生成所述第二电压的步骤依赖于所述第二经滤波的基准信号。所述第二滤波器带宽可以比所述第一滤波器带宽宽。所述对所述基准信号进行滤波的步骤可以包括利用n-2个其它滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供n-2个其它经滤波的基准信号，其中，经滤波的基准信号的总数为η ；根据所述n-2个其它经滤波的基准信号生成n-2个其它电压，其中，所生成的电压的总数是η;以及通过以下步骤将所述n-2个其它电压与已组合的第一电压和第二电压组合起来以级联级来组合各个所述其它电压，其中，对于第i级，i = 3到n，将第i个生成的电压与第i_l级的组合电压组合起来，以提供经修正的电源电压，第η级的输出形成实际的电源电压。该装置还可以包括提供所述第一电压作为对所述生成所述第一电压的步骤的反馈输入。所述装置可以适于还根据作为反馈信号而提供的组合的第一电压和第二电压来生成所述第二电压。所述装置可以适于还根据作为反馈信号而提供的第i级的组合电压来生成第i个生成的电压。该装置还可以适于根据未经滤波的基准信号生成另一电压，并将该另一电压与已组合的第一电压和第二电压组合起来，以提供所述电源电压。该装置可以适于根据未经滤波的基准信号生成另一电压，并将该另一电压与第η 级的组合电压组合起来。在一方面，本发明提供了一种生成跟踪基准信号的电源的结构，该结构包括η个电压生成级，各电压生成级均包括滤波器，其用于对所述基准信号进行滤波，其中，各个滤波器的带宽不同；以及电压生成级，其用于根据经滤波的基准信号生成中间电源电压；n-1 个电压求和级，它们分别与第2电压生成级到第η电压生成级相关联，各电压求和级均适于接收由相应的电压源生成级生成的所述中间电源电压作为第一输入；接收前一求和级的输出作为第二输入；以及生成所述第一输入和所述第二输入的和作为输出，其中，第n-1 个求和级的输出是输出电源电压。在一方面，本发明提供了一种生成跟踪基准信号的电源的装置，该装置包括用于在η个滤波步骤中对包络信号进行滤波的单元，在各个滤波步骤中应用的滤波不同；用于在相应的η个电压生成步骤中根据相应的经滤波的基准信号来生成相应的多个中间电压的单元；用于在分别与第2到第η个电压生成步骤相关联的n-1个电压求和步骤的每一个步骤中接收在相应的生成步骤中生成的所述中间电压的单元；用于在所述n-1个电压求和步骤的每一个步骤中接收前一求和步骤的输出的单元；用于生成这两个输入的和作为各个求和步骤的输出的单元；以及用于提供第n-1个求和步骤的输出作为所述电源电压的单兀。在连续的步骤中，所述滤波带宽可以被连续扩大。该装置还可以适于将至少一个求和步骤的输出反馈给相应的用于生成的单元，其中，所述用于生成的单元根据所述反馈输出生成所述中间电压。该装置还可以适于将在所述生成步骤的每一个步骤中生成的所述中间电压反馈给前一个生成步骤的生成步骤的输入，由此减小直流偏移。另一方面，本发明提供了一种生成跟踪基准信号的电源的结构，该结构包括滤波器，其用于对所述基准信号进行滤波；中间电源级，其用于根据经滤波的基准信号来生成中间电源信号；加法器，其用于对所述中间电源信号和校正信号求和以提供输出电源信号； 减法器，其用于从所述基准信号中减去所述输出电源信号以生成误差信号；以及放大器，其用于根据所述误差信号生成所述校正信号。该结构还可以包括位于所述减法器的输入端的延迟级，该延迟级用于延迟所述基准信号。所述延迟级可以适于将所述基准信号延迟与滤波步骤、生成步骤和求和步骤的延迟相对应的量。所述放大器可以包括线性放大级。所述中间电源级可以是用于根据所述基准信号的包络来生成所述中间电源的包络跟踪电源级。


现在参照附图通过示例来描述本发明，附图中图1例示了根据本发明实施方式的改进的包络跟踪电压电源级；图2例示了一实施方式中图1的结构的电源级的实现；图3例示了另一实施方式中对图3的电源级的变型；图4例示了另一实施方式中对图1的线性放大级的实现；图5例示了根据本发明的一个实施方式的电压电源级；图6例示了另一实施方式的对图5的电压电源级的变型；
图7例示了又一实施方式的对图6的电压电源的变型；以及图8例示了图5到图7中任一个实施方式的电压电源级的一部分的示例性实现。
具体实施例方式现在参照多个示例性实施方式通过示例来描述本发明。本领域的技术人员将会理解的是，本发明不限于所描述的任何实施方式的细节。具体地说，本发明不限于用于实现高效率电源级的任何特定技术。尽管在英国专利No. 2398648中描述了特别高效率的电源级并且有利地结合在本发明的实施方式中，但本发明不限于使用这种特定的高效率电源级。 总体上，本发明优选在多个实施方式中利用任何高效率的包络跟踪电源级来实现。图1例示了根据本发明的一个方面的示例性结构的基本原理。参照图1，附图标记118总体上例示了高效率电源生成级。如图1所示，高效率电源生成级118包括滤波器102和中间电源级104。滤波器102被连接以在其输入端处接收线114上的基准信号并生成输出。线114上的基准信号从要放大的信号的包络获得或者表示要放大的信号的包络。该信号可以从包络检测电路获得。滤波器102的输出形成对中间电源级104的输入。中间电源级104优选为高效率电源级，该电源级在其输出端生成用于传送给放大器级的电源电压。然而，根据本发明的原理，由中间电源电压级104在其输出端处生成的电源电压被视为中间电源电压，并且被中间电源电压进一步修正，下面将对此进一步讨论。应当理解的是，该中间电源级104的实现方式可以变化，但在英国专利 No. 2398648中提出了特别优选的实现。高效率电源级118的实现也可以变化。在图1中， 示出了单个中间电源级104，在其输入端具有相关联的滤波器102。在其它实施方式中，高效率电源级118可以包括多个并联或级联的中间电源级104。然而，根据本发明的原理，当在高效率电源级118中设置多个并联的中间电源级104时，这些电源级中的每一个都通过关联滤波器(对应于与中间电源级104相关联的输入滤波器10 来获得其输入。再来看图1，可以看出，在中间电源级104的输出端处生成的中间电源电压形成了对加法器或组合器级112的第一输入，并生成一输出，该输出形成了对减法器108的输入。 减法器108接收来自延迟级106的输出端的另一个输入。减法器108的输出形成对线性放大器110的输入。线性放大器110的输出形成了对加法器112的另一个输入。减法器108 被设置成从延迟级106的输出端处的信号中减去加法器112的输出端处的信号。加法器 112适于将中间电源级104的输出端处的中间电源电压信号与线性放大器110的输出端处的信号相加。加法器112在线116上的输出还形成了优选地针对放大器级的电源电压，并且加法器112的输出还优选地连接到RF放大器晶体管的漏极/集电极端子。因此，延迟级106、减法器108、线性放大器110和加法器112被组合起来并与高效率电源级118组合地连接起来，以形成用于电源电压级的整理(clean-up)回路，下面将对此进行更详细地讨论。对于获得本发明的益处来说，并不是所有这些元件都是必要的，必要的元件根据以下讨论而清楚得知。应当注意，根据本发明的原理的电源电压的生成并不限于生成RF放大器结构的电源电压，尽管其在这种结构中使用时尤其有利。中间电源级104代表了在窄带宽上提供非常好的效率的现有电源级，但是对于期望的应用来说，其既没有足够的带宽，也不具有线性。因此，增加了基于线性放大器110的附加回路。该附加回路将信号与现有电源级的输出相加，以产生全带宽信号，与现有的电源级所能够产生的信号相比，该全带宽信号更接近最终期望的输出信号。通过滤波器102来限制输入到中间电源级104的信号的带宽，以确保它处理的信号在电源级104的高效率操作的规定限度内。然后，由电源级104生成的电压电源被提供为组合器112的输入，该组合器112还接收线性放大器110的输出。这两个信号被相加以在线116上提供用于传送给放大器级的电源端子的电源电压。在减法器108中，还对在线116上提供的电源级的修正后的输出与线114上表示需要的最终包络信号的基准信号进行比较。减法器108在其输出端生成误差信号，该误差信号形成了对线性放大器的输入，并且该误差信号的放大版本被提供给加法器112以形成用于校正电源级104的输出的校正信号。这样，减小了要在线116上传送的需要的输出信号与由电源级104提供的电压源输出之间的差异。滤波器级102可以是低通滤波器或者高通滤波器。滤波器的用途是限制传送给中间电源级104的信号的带宽，被滤除的特定频率不重要。滤波器的带宽将视实现方式而定， 其取决于中间电源级104被设计为进行高效率处理所需的带宽。滤波器102的用途是限制传送给中间电源级104的信号的带宽，使得该信号得到高效率处理。设置延迟级106，以便补偿由高效率电源级118造成的延迟。这确保了提供给减法器108的信号是时间对准的。在由于其它级中的处理而没有发生时间对不准的结构的情况下，或者提供了用于对时间对不准的一些不同补偿的情况下，可以不需要延迟级106。此外，需要延迟级106来优化性能，在特定实现中，在没有延迟级106的情况下获得了满意的性能。参照图2，例示了图1的中间电源级104的示例性实现。这示出了中间电源级104 可以包括开关电源202和校正级204。该结构与英国专利No. 2398648中描述的一致。根据经滤波的基准信号，开关电源202选择多个可用电源中的一个，并且校正级204用来减小所选择的电源电压中的误差。参照图3，例示了图1的装置的进一步变型。设置了从线性放大器110的输出端到中间电源104的输入端的反馈路径。线性放大器110的输出被馈入控制块340，控制块340 向组合器302提供输出。组合器302从滤波器102的输出端处的经滤波的基准信号中减去控制块340的输出，然后将所得到的组合信号提供给中间电源级104的输入端。进入高效率电源级的反馈去除了将存在于中间电源级104的输入与输出之间的任何直流偏移量。该直流偏移量(存在时)是由于中间电源级104的输入与延迟级106的输出之间的直流偏移而造成的。控制级340根据线性放大器110的输出端处的信号提供必要的直流偏移补偿。因而，线性放大器的输出被馈入到高效率的电源级的另一输入，确保高效率电源级相对于该线性放大器不具有任何直流偏移或低频偏移，从该输出得到了测量的信号。图3的用于去除直流偏移的附加特征仅在出现直流偏移并且需要将其去除时才需要。如果不存在直流偏移，则不需要图3的附加特征。参照图4，示出了图1到图3的线性放大器110的示例性实现。如图4所示，线性放大器110被优选地实现为包括放大器级402、循环滤波器406和组合器404的结构。减法器108的输出形成了对组合器404的第一输入，并且提供了形成放大器402的输入的输出。 放大器402的输出形成了对加法器级112的输入，并且还形成了对循环滤波器406的输入。 循环滤波器的输出形成了对组合器404的第二输入。组合器404用于从减法器级108的输出中减去循环滤波器的输出。线性放大器110被优选实现为AB级放大器402。AB级放大器402优选为高带宽线性放大器。优选地由循环滤波器406在AB级放大器周围提供反馈。为了使AB级放大器402 中的功耗减到最小，有必要使其输出最小化。因此，在优选的结构中，为了使放大器输出最小化，使用了循环滤波器406。因此，参照图1到图4描述的结构提供了对现有技术的改进，使得能够高效率生成宽带电源信号。功率的主要部分仍然由高效率电源级118处理，因此使效率保持在合理的水平。即使滤波器102是窄带滤波器，仍然可以获得高效率。位于线性放大器110周围的附加回路(可以称为整理回路)具有其它优点。它使得电源生成级的线性增加，由此减小失真。不管是否是宽带信号，减小失真本身就是有益的。因此，所描述的结构具有两个益处，并且可以用于(i)允许利用增加的带宽来高效率地生成电源信号；(ii)便于减小失真；或者(iii)获得(i)和(ii)。应当注意，参照图1的实施方式，减法器108的输出为高频，这是因为中间源级104 输出输出信号的低频部分，使得位于线性放大器110的周围的附加回路提供高频校正(假定滤波器102滤除高频信号)。参照图5例示了根据一组优选实施方式的本发明另一方面的一般原理。应当注意，在描述中，在一幅图中的元件与另一图中的元件对应时，始终使用相同的附图标记。在图5中，可以看出，之前在图1到图3中示出的高效率电源级118被实现为由附图标记IlS1到图118n表示的η个高效率电源级。每一个高效率电源级均包括分别由附图标记KM1到104 标识的相应的“中间”电源级。各高效率电源级IlS1到118 与相应的滤波器10 到10 相关联。总体上，可以将滤波器102和电源级104的各个组合视为电压生成级，由附图标记IlS1到IlSn表示。各滤波器10 到10 接收线114上的基准信号。滤波器被设置成使得它们具有不同的带宽。因此，传送给各中间电源级KM1到104n的信号根据关联的滤波器10 到10 的特性而不同。在一个结构中，各滤波器可以被设置成使得它滤除不同的频率集合。在另一结构中，各滤波器可以设置成使得它们具有合格的较宽(或较窄)的带宽。因此，滤波器1021可以是窄带滤波器，滤波器10 是包含了滤波器10 的频带的较宽带宽的滤波器，而滤波器 102n是包含所有之前滤波器的频带的宽带滤波器。跟踪电源的效率越高，产生的失真量就越高。如果这种电源操作很宽的带宽，则不仅会损害效率，而且会在更宽的频率范围上出现失真。相反，线性的级将能够以最小失真操作宽带宽级，但是效率会较低。鉴于此，最有效的电源级将具有将信号输入限制为最佳信号带宽效率折衷的滤波器，并且这种电源产生最大失真，它被优选地置于级联的顶部，使得随后的电源会抑制任何失真。优选使用向以较低的失真处理较宽带宽并且效率逐渐降低的电源的过渡。靠近级联的输出端的更线性的电源将去除由之前的更高效率的电源产生的一些
13失真，使得图4的结构中由附图标记IlSn表示的最后级需要校正的失真更少。总体上，电源级118优选地包括如图5中所示的η个级，其中，η是2或者更大。从图5中可以看出，各滤波器10 到10 接收线114上的基准信号。相应的滤波器的输出形成了对相应的中间电源级KM1到104 的输入。各个电源级IlS1到118n的输出 (分别由中间电源级KM1到104n的输出提供)与级联中的所有之前的级的组合输出组合起来。为此，各个级11 到118n与由附图标记UO1到120n_i表示的相应组合器或加法器相关联。因此，从图5可以看出，第一组合器12(^与电源级11 相关联，并且将中间电源级 1042的输出与中间电源KM1的输出组合起来。然后，该组合输出提供了对组合器1202 (未示出)的第一输入，该组合器1202将该输入与中间电源级1043(未示出)的输出组合起来。 如图5所示，最后的组合器UOlri将中间电源级104n的输出与由组合器120n_2(未示出)提供的输出(其表示了该级联中所有之前级的累积电源电压)组合起来。组合器102n_i在线 116上提供用于高效率电源级118的最终输出电压。应当注意，图5的设置展示了图1的高效率电源级118的示例性结构。图1的结构不限于图5的实现。同样，图5的结构不限于图1的实现。图5中，线116上的电源电压可以直接提供给功率放大器电源模式，或者可以形成对位于如图1所示的线性放大器110 周围的“整理”回路的输入。优选地，在图5的结构中，滤波器102中的一个或更多个滤波器结合了延迟，使得相应的电压生成级的输出能够时间对准，类似于图1的延迟级106。参照图6，例示了图5的结构的变型，其中，各个电压生成级IlS1到118 均接收来自其相关联的组合器的组合输出的反馈信号，以从对中间电源级的输入中去除误差成分。 这去除了将由中间电源级处理的信号的频率部分，使得可以更加高效率地实现各中间电源级。因此，从图6可以看出，各个级IlS1到118n均设置有附加组合器20 到202n，这些附加组合器20 到20 设置在相应的滤波器102的输出与对相应的中间电源级104的输出之间。因此，从相应的滤波器的输出取得对各个组合器202i到20 的一个输入，并且组合器20 到20 的输出形成了对相应电源级的输入。从在相应的级的输出处确定的累积电源得到对组合器20 到20 的第二输入。对于第一级IlS1来说，这只是该级本身在线HO1上的输出，并且被反馈给组合器20&。对于随后的级来说，这是关联的组合器UO1 到UOlri的输出。因此，例如，对于电源级11 中的电压来说，组合器20 在线13 上接收其来自加法器UO1的输出的第二输入。在图6中，对于电压生成级118来说，还示出了从滤波器102的输出到中间电源级 KM1的前馈路径204。这是可选的校正，其可以提供特定效率前馈路径可以减小中间电源级KM1的信号处理负担。尽管在图6的电压生成级118中示出，但这仅仅是示例性的，并且可以不在这些电压生成级IlS1到118n中、在某些电压生成级IlS1到IlSn中或者在所有电压生成级IlS1到IlSn中设置这种前馈路径。可以看出，在η = 2并且滤波器10 为全通滤波器的结构中，图7的结构转换为图1的结构。参照图7，例示了对图5和图6的结构的进一步变形，使得允许进行直流偏移补偿。 在该结构中，第2到第η个中间电源级11 到118n的输出经由控制块304分别反馈到第1到第(n-1)个中间电源级IlS1 to IlSlri的输入端。控制块304适于对中间电源级1042到 104n的输出进行运算，以校正在中间电源级的输入端处的信号与中间电源级的输出端处的信号之间的直流偏移。因此，从图7可以看到，附加组合器30 到30 被添加到各个级IlS1到118n_lt)这些组合器将中间电源级的预定输入作为第一输入，并且将分别通过控制电路301到304 传送的紧随其后的中间电源级的反馈输出作为第二输入。然后，提供组合器30 到30 的输出作为中间电源级的去除了直流偏移的输入。图7中的直流偏移校正的原理与图3中的直流偏移校正原理相同。参照图8，例示了可以实现为中间电源级川‘的开关模式电源电路的示例性实现。 优选地，中间电源级1042到104 或者与图8所示的开关电源级组合或者仅作为校正级被实现为快速、高准确性的电源级。从图8可以看到，电源级KM1可以包括辅助电源组802、开关阵列804、具有电感值 L的电感器806、具有电容值C的电容器808以及一个或更多个电池810。开关804被控制成将来自辅助电源组802的多个电源中的一个连接到电感器的输入端，并且电感器-电容器组合806、808用于对这种信号进行滤波，并在输出端412处提供滤波后的信号。滤波操作对开关电源选择的信号取平均值。参照图8，所示的开关模式电源在减小的带宽上工作。因此与整个级产生的输出电压电源的最终包络相比，该级的开关输出会减小。因而，可以将开关输出电源级直接连接到电池，而不是仅连接到开关模式电源的输出端。图8的结构被设计成自适应性，使得直接从电池汲取尽可能多的电力。这意味着减少了一级的功率转换操作。在优选实施方式中，图5到图7的组合器120可以通过电感器或变压器的适当组合来实现。已经参照具体实施方式
描述了本发明，以便传达对本发明的理解。本领域的技术人员可以理解的是，本发明不限于所描述的任何特定实施方式的细节。此外，任何实施方式的特征可以单独或组合使用。本发明力图保护的范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤 对所述基准信号进行滤波；根据经滤波的基准信号生成第一电压； 根据所述基准信号生成第二电压；以及将所述第一电压和所述第二电压组合起来以提供电源电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生成所述第一电压的步骤包括跟踪经滤波的基准信号，并且所述生成所述第二电压的步骤包括跟踪所述基准信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述生成所述第二电压的步骤包括从所述基准信号中减去所述电源电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述生成所述第二电压的步骤还包括放大被减后的信号。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，所述生成所述第二电压的步骤包括延迟所述基准信号，所述第二电压根据该延迟后的基准信号生成。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述从所述基准信号中减去所述电源电压的步骤生成误差信号，并且所述放大被减后的信号的步骤放大所述误差信号以生成校正信号， 其中，所述校正信号形成所述第二电压。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述对所述基准信号进行滤波的步骤包括 利用第一滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供第一经滤波的基准信号；以及利用第二滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供第二经滤波的基准信号；所述生成所述第一电压的步骤依赖于所述第一经滤波的基准信号；并且所述生成所述第二电压的步骤依赖于所述第二经滤波的基准信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二滤波器带宽比所述第一滤波器带宽宽。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述对所述基准信号进行滤波的步骤包括 利用n-2个其它滤波器带宽对所述基准信号进行滤波，以提供n-2个其它经滤波的基准信号，其中，经滤波的基准信号的总数为η ；根据所述n-2个其它经滤波的基准信号生成n-2个其它电压，其中，所生成的电压的总数是η;以及通过以下步骤将所述n-2个其它电压与组合的第一电压和第二电压组合起来 以级联级组合各个所述其它电压，其中，对于第i级，i = 3到n，第i个生成的电压与第i-Ι级的组合电压组合起来以提供修正的电源电压，第η级的输出形成实际的电源电压。
10.根据权利要求7、8或9所述的方法，该方法还包括提供所述第一电压作为对所述生成所述第一电压的步骤的反馈输入。
11.根据权利要求7、8、9或10所述的方法，其中，所述生成所述第二电压的步骤还依赖于作为反馈信号而提供的组合的第一电压和第二电压。
12.根据权利要求9、10或11所述的方法，其中，所述生成第i个生成的电压的步骤还依赖于作为反馈信号而提供的第i级的组合电压。
13.根据权利要求7或8所述的方法，该方法还包括根据未经滤波的基准信号来生成另一电压，和将该另一电压与组合的第一电压和第二电压组合起来以提供所述电源电压。
14.根据权利要求9到13中任一项所述的方法，该方法还包括根据未经滤波的基准信号来生成另一电压，和将该另一电压与第η级的组合电压组合起来。
15.一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤在η个滤波步骤中对包络信号进行滤波，应用于各个滤波步骤中的滤波不同； 在相应的η个电压生成步骤中，根据相应的经滤波的基准信号来生成相应的多个中间电压；在分别与第2到第η个电压生成步骤相关联的η-1个电压求和步骤中的每一个步骤中，接收在相应的生成步骤中生成的所述中间电压；在所述η-1个电压求和步骤的每一个步骤中，接收前一个求和步骤的输出； 生成该两个输入的和，作为各个求和步骤的输出；以及提供第η-1个求和步骤的输出，作为所述电源电压。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在连续的滤波步骤中，所述滤波带宽连续扩大。
17.根据权利要求15或16所述的方法，该方法还包括将至少一个求和步骤的输出反馈到相应的生成步骤的多个步骤，其中，所述生成步骤根据所述反馈输出来生成所述中间电压。
18.根据权利要求15到17中任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤将在各个所述生成步骤中生成的所述中间电压反馈到前一个生成步骤的生成步骤的输入，由此减小直流偏移。
19.一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤 对所述基准信号进行滤波；根据经滤波的基准信号生成中间电源信号； 对所述中间电源信号与校正信号求和，以提供输出电源信号； 从所述基准信号中减去所述输出电源信号，以生成误差信号；以及根据所述误差信号来生成所述校正信号。
20.根据权利要求19所述的方法，该方法还包括以下步骤在执行所述减法步骤前延迟所述基准信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述延迟对应于所述滤波步骤、所述生成步骤和所述求和步骤的延迟。
22.根据权利要求19到21中任一项所述的方法，其中，所述生成所述中间电源的步骤还适于去除所述校正信号与经滤波的信号之间的直流偏移。
23.根据权利要求19到22中任一项所述的方法，其中，所述生成所述校正信号的步骤包括线性放大所述误差信号。
24.一种生成跟踪基准信号的电源的装置，该装置包括 用于对所述基准信号进行滤波的单元；用于根据经滤波的基准信号生成第一电压的单元； 用于根据所述基准信号生成第二电压的单元；以及用于将所述第一电压和所述第二电压组合起来以提供电源电压的单元。
25.根据权利要求M所述的装置，其中，所述用于生成所述第一电压的单元包括用于跟踪经滤波的基准信号的单元，并且所述用于生成所述第二电压的单元包括用于跟踪所述基准信号的单元。
26.根据权利要求M或25所述的装置，其中，所述用于生成所述第二电压的单元包括用于从所述基准信号中减去所述电源电压的单元。
27.根据权利要求沈所述的装置，其中，所述用于生成所述第二电压的单元还包括用于放大被减后的信号的单元。
28.根据权利要求M到27中任一项所述的装置，其中，所述用于生成所述第二电压的单元包括用于延迟所述基准信号的单元，所述第二电压根据经延迟的基准信号生成。
29.根据权利要求27所述的装置，其中，所述用于从所述基准信号中减去所述电源电压的单元生成误差信号，并且所述用于放大被减后的信号的单元放大该误差信号以生成校正信号，其中，所述校正信号形成所述第二电压。
30.根据权利要求M或25所述的装置，其中，所述用于对所述基准信号进行滤波的单元包括用于利用第一滤波器带宽对所述基准信号进行滤波以提供第一经滤波的基准信号的单元；以及用于利用第二滤波器带宽对所述基准信号进行滤波以提供第二经滤波的基准信号的单元；所述用于生成所述第一电压的单元依赖于所述第一经滤波的基准信号；并且所述用于生成所述第二电压的单元依赖于所述第二经滤波的基准信号。
31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述第二滤波器带宽比所述第一滤波器带宽觅ο
32.根据权利要求30或31所述的装置，其中，所述用于对所述基准信号进行滤波的单元包括用于利用n-2个其它滤波器带宽对所述基准信号进行滤波以提供n-2个其它经滤波的基准信号的单元，其中，经滤波的基准信号的总数为η ；用于根据所述n-2个其它经滤波的基准信号来生成n-2个其它电压的单元，其中，所生成的电压的总数是η;以及用于通过以下单元将所述n-2个其它电压与组合的第一电压和第二电压组合起来的单元用于以级联级来组合各个所述其它电压的单元，其中，对于第i级，i = 3到n，第i个生成的电压与第i_l级的组合电压组合起来以提供修正的电源电压，第η级的输出形成实际的电源电压。
33.根据权利要求30、31或32所述的装置，该装置还包括用于提供所述第一电压作为对生成所述第一电压的步骤的反馈输入的单元。
34.根据权利要求30、31、32或33所述的装置，其中，所述用于生成所述第二电压的单元还依赖于作为反馈信号而提供的组合的第一电压和第二电压。
35.根据权利要求32、33或34所述的装置，其中，所述用于生成所述第i个生成的电压的单元还依赖于作为反馈信号而提供的第i级的组合电压。
36.根据权利要求30或31所述的装置，该装置还包括用于根据未经滤波的基准信号生成另一电压的单元；以及用于将该另一电压与组合的第一电压和第二电压组合起来以提供所述电源电压的单元。
37.根据权利要求32到36中任一项所述的装置，该装置还包括用于根据未经滤波的基准信号生成另一电压的单元；以及用于将该另一电压与第η级的组合电压组合起来的单兀。
38.一种生成跟踪基准信号的电源的结构，该结构包括 η个电压生成级，各级均包括滤波器，其用于对所述基准信号进行滤波，各个滤波器的带宽不同；以及电压生成级，其用于根据经滤波的基准信号生成中间电源电压；η-1个电压求和级，它们分别与第2到第η个电压生成级相关联，各个电压求和级均适于接收由相应的电压电源生成级生成的中间电源电压作为第一输入； 接收前一个求和级的输出作为第二输入；以及生成所述第一输入和所述第二输入的和作为输出， 其中，第η-1个求和级的输出为输出电源电压。
39.一种生成跟踪基准信号的电源的装置，该装置包括用于在η个滤波步骤中对包络信号进行滤波的单元，在各滤波步骤中应用的滤波不同；用于在相应的η个电压生成步骤中根据相应的经滤波的基准信号生成相应的多个中间电压的单元；用于在分别与第2到第η个电压生成步骤相关联的η-1个电压求和步骤的每一个步骤中接收在相应的生成步骤中生成的所述中间电压的单元；用于在所述η-1个电压求和步骤的每一个步骤中接收前一个求和步骤的输出的单元； 用于生成该两个输入的和作为各个求和步骤的输出的单元；以及用于提供第η-1个求和步骤的输出作为所述电源电压的单元。
40.根据权利要求39所述的装置，其中，在连续的滤波步骤中，所述滤波带宽被连续扩大。
41.根据权利要求39或40所述的装置，该装置还包括用于将至少一个求和步骤的输出反馈给相应的生成步骤的单元，其中，所述用于生成的单元根据所述反馈输出生成所述中间电压。
42.根据权利要求39到41中任一项所述的装置，该装置还包括用于将在每一个所述用于生成的单元中生成的所述中间电压反馈给前一个用于生成的单元的用于生成的单元的输入，由此减小直流偏移。
43.一种生成跟踪基准信号的电源的结构，该结构包括 滤波器，其用于对所述基准信号进行滤波；中间电源级，其用于根据经滤波的基准信号生成中间电源信号； 加法器，其用于对所述中间电源信号和校正信号求和以提供输出电源信号； 减法器，其用于从所述基准信号中减去所述输出电源信号以生成误差信号；以及放大器，其用于根据所述误差信号生成所述校正信号。
44.根据权利要求43所述的结构，该结构还包括在所述减法器的输入端处的延迟级，该延迟级用于延迟所述基准信号。
45.根据权利要求44所述的结构，其中，所述延迟级适于将所述基准信号延迟与滤波步骤、生成步骤和求和步骤的延迟相对应的量。
46.根据权利要求43到45中任一项所述的结构，其中，所述放大器包括线性放大级。
47.根据权利要求43到46中任一项所述的结构，其中，所述中间电源级是用于根据所述基准信号的包络来生成所述中间电源的包络跟踪电源级。
全文摘要
描述了一种生成跟踪基准信号的电源的方法，该方法包括以下步骤对基准信号进行滤波；根据滤波的基准信号生成第一电压；根据基准信号生成第二电压；以及将第一电压和第二电压组合起来以提供电源电压。
文档编号H03F1/02GK102273069SQ200980153602
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月4日 优先权日2008年11月4日
发明者杰拉德·维蓬尼, 马丁·威尔逊 申请人:努吉拉有限公司