CN102354242A - 一种功率控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率控制电路。本发明涉及到对功率放大器的功率控制，特别是涉及功率放大器在不同功率要求下的电流控制。通常的功率控制电路只受基带产生的功率控制信号的调节，不能因不同的功率要求来优化电流。因此为满足高功率要求而设计的固定偏制电路，在低功率要求下会导致不必要的电流消耗。本发明提供了一种根据功放输出功率的不同来动态调整电流的方法。原理上，该方法涉及一个系统，包括电源控制电路和功率放大器。电源控制电路包括一个误差放大器，两个稳压器和一个电流检测电路。检测电路检测流过功率放大器的电流，并产生一个检测信号。这种信号可以是电压或电流。在一个具体实现中，流过功率放大器的电流可以被复制和按一定比例缩小。复制后的电流经输入功率控制信号的进一步调制并反馈到误差放大器上。误差放大器由此产生输出电压来控制在功率放大器的基极，从而达到动态控制基极电压进而优化电流的目的。本发明主要用于射频功率放大器的功率控制上。
Description
技术领域：
本发明涉及到对功率放大器的输出功率控制，特别是涉及功率放大器在不同功率要求下的电流控制。
背景技术：
在现代无线通信中耗电量的高低对移动电话变得越来越重要。而手机功耗的很大一部分是在通过天线发射信号时在功率放大器消耗的。所以控制功率放大器的耗电是一项很重要的指标。
功率放大器的功耗控制可以通过对其基极或集电极的电压控制来实现。一个通常的做法是固定基极电压而改变集电极电压来实现的。为了满足高功率饱和输出的需要，基极电压通常设置的较高。当要求低功率输出时，较高的基极电压会导致过大的电流耗损，因而降低了电池的使用寿命。另一方面，较低的基极电压则可能使功放达不到饱和功率输出的要求。因此需要一种方法来动态调整基极电压，使得在满足输出功率要求下，功放的电流耗损达到最小。
发明内容：
本发明提供了一种调节功率放大器电流的方法，可以根据不同输出功率的要求来动态调整功放的基极电压从而达到优化电流的目的。原理上，该方法涉及一个系统，包括电源控制电路和功率放大器。电源控制电路包括一个误差放大器，稳压器和一个电流检测电路。该检测电路检测流过功率放大器的电流，并产生一个检测信号。这种信号可以是电压或电流。在一个具体实现中，流过功率放大器的电流可以被复制和按一定比例缩小。复制后的电流经输入功率控制信号的进一步调制并反馈到误差放大器上。误差放大器由此产生输出电压来控制在功率放大器的基极，从而达到动态控制基极电压进而优化电流的目的。
附图说明：
图1是一个功率控制和功率放大器系统原理图
图2是一个电源控制电路的具体实现
图3描述一个用于产生功率放大器基极电压Vapc的稳压电路
图4描述VRAMP和Vapc与时间动态变化关系
具体实施方式：
在图1中描述的是一个带有电源控制电路的一般功率放大器。一个电源控制信号(VRAMP)由基带生成，为功率放大器(20)提供电源电压。使能信号TX_EN提供开启/关闭电源控制电路(10)。功率放大器(30)把无线电信号放大并由天线发射出去。
在图2中电源控制电路(10)包括一个误差放大器(21)，反馈网络(16)，过通元件(19)和电流检测电路(20)。反馈网络的一个节点连接到一个固定的电压。这可以是接地(零)或非零值。另一个节点(17)连接到过通元件的漏端(一个PMOS晶体管)。节点(17)同时是电源控制模块的输出。它通常连接到功率放大器(30)模块中各级功放的集电极。电流检测电路(20)监视流过过通元件的电流，从而也监测功率放大器的电流，并把此电流信息传递给反馈网络(16)。这些信息可以用电流或电压特性的实际电路来实现。
反馈电路的第三个节点(22)把在节点(17)的电压信息和节点(18)的电流信息反馈到误差放大器(21)的正极输入。误差放大器(21)把在节点(11)电源控制信号和在(12)的电压信号的差值放大，并在节点(13)产生一个电压来控制过通元件(19)的门电压。
电流检测电路(20)同时也把流过功率放大器的电流信息通过节点(25)传递到另一个稳压器(23)。该稳压器由参考电压源提供一个恒定输入电压，同时受到功率控制信号VRAMP的调控。稳压器在输出端(26)产生的电压用于控制功放(32和33)的基极。
稳压器(23)的结构可以用图3来阐述。它包括一个误差放大器(48)，反馈网络(46)和过通元件(49)。误差放大器(48)的负极输入(41)接到参考电压。正极输入则连到反馈网络(46)。该网络的一个节点(45)连接到一个固定的电压。这可以是接地(零)或非零值。另一个节点(47)连接到过通元件的漏端(一个PMOS晶体管)。节点(47)同时是电源控制模块的输出。来自节点(25)的电流监控信号由VRAMP进一步调制。调制器(50)可以有许多实现方法。用MOS管便是一个例子。本发明的好处，可以如图4所示。图4描述了Vapc和VRAMP与时间的关系。该Vapc是电源控制电路提供给功放的基极电压。在一个通常的设计中，曲线C代表VRAMP随时间的变化关系。Vapc与时间的关系是由曲线A代表。Vapc基本不随时间变化。曲线B则代表本发明。当功放需要输出低功率时，Vapc的值相对较小并且是个常数。当功放需要输出高功率时，特别是在饱和功率时，Vapc的值随VRAMP的上升而上升。其上升拐点D和下降拐点E可由VRAMP不同的调制量来控制。当要求输出功率降低时，Vapc的值随VRAMP的下降而下降。这样可以达到节省电流的目的。由于VRAMP的调制作用，VRAMP的上升与下降变得平滑，因而不会对开关谱性能造成影响。
Claims (6)
1.一种用于功放的功率控制电路，包括：1)电压调节器，提供根据输入功率控制信号产生相应的输出电压：2)一个包含电流检测电路的反馈电路，3)第二个电压调节器，用于控制功放的基极电压。
2.根据权利要求1所述的功率控制电路，其特征是：1)电压稳压器，提供一个受输入信号控制的输出电压：2)误差放大器，其配置为在其负极端接收输入控制信号，在正极端接收反馈信号，并生成在输出节点上的输出电压；3)反馈网络，可提供输入电压稳压器的电压和电流信息，4)第二个电压调节器的输出电压受到输入功率控制信号的调制，并随功放的电流而变化。
3.在权利要求1中，电流检测电路用于监测功率放大电路中的电流消耗并把此信息传递到反馈电路中。
4.在权利要求1中，电流检测电路生成的信号传递到第二个电压稳压器的反馈电路中。
5.在权利要求2中，电流检测电路生成的电流信号受到调制器调制。调制信号为输入功率控制信号。
6.在权利要求5中，调制器可以是一个NMOS管，其栅极电压为输入功率控制信号。
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20120215 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |