电源的制作方法
【专利说明】电源
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求来自名称为“Power Supply (电源)”并且于2013年3月14日提交的美国临时专利申请第61/785，588号的优先权，通过引用将其全部合并。
技术领域
[0003]本申请涉及电源，且更具体地，涉及用于包络跟踪功率放大器系统的电源。
【背景技术】
[0004]移动装置使用各种无线技术进行通信，所述无线技术中的一些使用具有包络跟踪电源的射频(RF)功率放大器(PA)系统来发送无线信号。移动装置还具有用于向RF PA系统提供电力来源的电池。然而，电池是有限的电力来源。因而，优选地是使得RF PA系统的电源变得功率高效(power efficient)。另外，电池电压可能由于来自移动装置中的其他电路的功率需求而减小(droop)。电池电压中的变化可能使得RF PA系统的信号完整性(integrity)劣化。
【发明内容】
[0005]本申请的实施例包括一种用于射频(RF)功率放大器的电源，所述RF功率放大器将RF输入信号放大为RF输出信号。所述电源包括:第一功率转换器，用于将给所述电源的输入电压转换为所述RF功率放大器的第一供电电压。所述电源包括:第二功率转换器，用于接收所述输入电压和所述第一供电电压，并且选择性地将所述输入电压或所述第一供电电压转换为所述RF功率放大器的第二供电电压的至少一部分。
[0006]在一个实施例中，所述电源还包括:控制电路，用于基于指示所述RF输入信号的幅度的幅度信号来生成用于所述第二功率转换器的供电控制信号。所述第二功率转换器基于所述供电控制信号来控制所述RF功率放大器的第二供电电压的所述部分的电平。在另一实施例中，所述第二功率转换器还基于给所述电源的输入电压的电平来选择要转换的输入电压或第一供电电压。
[0007]在另一实施例中，所述第二功率转换器选择性地将所述输入电压或所述第一供电电压转换为第一输出电压。第三功率转换器，用于接收所述输入电压，并且将所述输入电压转换为第二输出电压。功率组合器电路，用于将所述第一输出电压和所述第二输出电压组合为所述RF功率放大器的第二供电电压。
[0008]本申请的实施例包括一种所述电源中的操作方法。所述方法包括:由第一功率转换器将给所述电源的输入电压转换为所述RF功率放大器的第一供电电压。所述方法还包括:由第一功率转换器选择性地将给所述电源的输入电压或所述RF功率放大器的第一供电电压转换为所述RF功率放大器的第二供电电压的至少一部分。
【附图说明】
[0009]通过结合附图考虑接下来的详细描述，可以容易地理解在这里所公开的实施例的教导。
[0010]图1是根据一实施例的具有包络跟踪电源的RF PA系统。
[0011]图1A是根据一实施例的来自图1的降压转换器(buck converter)。
[0012]图1B是根据一实施例的来自图1的功率组合器电路。
[0013]图2是根据一实施例的在包络跟踪操作模式期间由包络跟踪电源所供电的RF PA系统。
[0014]图3是根据一实施例的在另一包络跟踪操作模式期间由包络跟踪电源所供电的RF PA系统。
[0015]图4是根据一实施例的在平均功率跟踪操作模式期间由包络跟踪电源所供电的RF PA系统。
[0016]图5是根据一实施例的在另一平均功率跟踪操作模式期间由包络跟踪电源所供电的RF PA系统。
[0017]图6是根据另一实施例的由包络跟踪电源所供电的RF PA系统。
【具体实施方式】
[0018]现在，将对于几个实施例详细地做出参考，在附图中图示了所述实施例的示例。注意到，只要可行，相似的或同样的附图标记可以使用在附图中，并且可以指示相似的或同样的功能。仅仅为了说明的目的，附图和伴随的描述描绘了各种实施例。根据接下来的描述，本领域技术人员将容易地认识到，可以采用在这里所说明的结构和方法的替换实施例，而没有脱离在这里所描述的原理。如在这里所使用的，可以彼此交换地使用术语“估算”、“确定”或“计算”。
[0019]公开了一种超快速电源架构。其主要用途是作为包络跟踪(ET)功率放大器(PA)系统中的包络跟踪(ET)电源。电源包括两个开关功率转换器(例如，一个降压/升压、一个降压)和线性功率转换器。两个开关功率转换器和线性功率转换器的组合使得电源即使在电源输入电压减小时，也能够在两个功率轨(power rail)中维持输出功率调节。功率转换器的组合还增加了电源的灵活性，这允许电源操作在不同的模式中，以得到更大的功率效率。
[0020]图1是根据一实施例的具有包络跟踪电源的RF PA系统。可以在诸如使用CDMA、LTE等的蜂窝电话之类的移动通信装置中找到RF PA系统。如所示出的，RF PA系统包括幅度检测器120、RF上变频器(upconverter) 110、功率放大器112和包络跟踪电源100。
[0021]RF上变频器电路110接收数字基带信号102。RF上变频器110将基带信号102上变频到载频，并且生成具有变化的幅度和相位的RF输入信号104。功率放大器(PA)接收该RF输入信号104，并且对它进行放大，以生成RF输出信号106。向天线(未示出)提供RF输出信号106，以用于发送到远程装置。
[0022]在一个实施例中，PA 112是具有两个放大级的两级PA 112。第一级114由供电电压VCCl来供电。第二级116跟随在第一级114之后，并且由供电电压VCC2来供电。第二级116可以比第一级114更大，并且消耗更多的功率。PA 112还具有用于偏压供电电压(未不出)的偏压输入。
[0023]幅度检测器120接收数字基带信号102，并且生成跟踪RF输入信号104的包络幅度的包络幅度信号108。幅度检测器可以作为基带信号102的数字调制分量(I和Q)的函数来生成幅度信号108。包络幅度信号108可以是差分信号。在一个实施例中，可以将包络幅度信号108看作是可调整的并且改变的控制信号，其随着RF输入信号104的幅度改变而改变。
[0024]包络跟踪电源100将电池输入电压VBAT转换为用于PA 112的供电电压VCCl和VCC2。可以在包络跟踪模式中控制供电电压VCCl和VCC2，在所述包络跟踪模式期间，VCCl被保持为相对恒定，并且VCC2跟踪幅度信号108的瞬时包络幅度。可以在平均功率跟踪模式中控制供电电压VCCl和VCC2，在所述平均功率跟踪模式期间，VCCl和VCC2粗略地跟踪幅度信号108的平均包络幅度。PA 112是包络跟踪电源100的负载的示例，然而，在其他实施例中，所述电源可以用于向除了 PA 112之外的负载供电。如所示出的，包络跟踪电源100包括比较器电路122、控制电路124、降压/升压功率转换器126、降压功率转换器128、线性功率转换器130和功率组合器电路132。
[0025]控制电路124接收包络幅度信号108，并且根据该包络幅度信号108来生成用于控制功率转换器126、128和130的供电控制信号140、142和144。供电控制信号140、142和144指示出要由功率转换器126、128和130中的每一个输出的各个目标或期望的电压电平。功率转换器126、128和130在控制它们的输出电压电平时，使用它们相应的供电控制信号140、142和144。控制电路124也可以生成向功率转换器126、128和130提供的使能信号(未示出)，用于使能或禁止功率转换器126、128和130。
[0026]另外，控制电路124接收反馈信号，其指示出线性功率转换器130的供电电压VCC2和输出电压154的电平。这些反馈信号可以用作闭环反馈，用于控制电源100内的各个功率转换器126、128和130的操作。
[0027]降压/升压转换器126接收电池电压VBAT，并且根据该电池输入电压VBAT来生成供电电压VCC1。降压/升压转换器126是开关功率转换器，其可以取决于由供电控制信号140所指示的目标电压电平和电池输入电压VBAT的电平，来增高(step up)或降低(stepdown)电池输入电压VBAT，以生成供电电压VCCl。如果目标电压电平高于VBAT，则降压/升压转换器126操作在升压模式中，以生成比VBAT更高的用于PA 114的供电电压VCC1。如果目标电压电平低于VBAT，则降压/升压转换器126操作在降压模式中，以生成比VBAT更低的供电电压VCCl。
[0028]—般地，降压/升压转换器126的输出跟踪供电控制信号140。随着供电控制信号140增加，降压/升压转换器126所输出的供电电压VCCl增加。随着供电控制信号140降低，降压/升压转换器126所输出的供电电压VCCl降低。降压/升压转换器126可以包括诸如电感器(未示出)之类的组件，用于帮助调节降压/升压转换器126的输出。
[0029]降压转换器128接收电池输入电压VBAT和供电电压VCCl。降压转换器