CN101689806B - 射频功率放大器的电源 - Google Patents

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Abstract

在电池供电的无线发射机设备中用于射频(RF)功率放大器的开关模式电源(SMPS)及其控制方法。根据本发明的实施例，控制级联连接的升压型SMPS和降压型SMPS，因此为各种负载和传输功率电平提供了高效率。可以基于发射机的操作模式控制升压SMPS 2和降压SMPS，例如实际电池电压、所需输出功率、选择的频率频带、选择的射频功率放大器(PA)、选择的传输信号调制方法，和/或诸如包络消除与恢复(EER)技术、包络跟踪(ET)技术、或功率电平跟踪(PT)之类的选择的PA电压控制方法。

Description

射频功率放大器的电源
技术领域
本发明涉及开关模式电源，尤其涉及在电池供电的无线发射机设备中用于射频(RF)功率放大器的开关模式电源及其控制方法。
背景技术
高能效的射频(RF)功率放大器(PA)在例如移动电话、个人数字助理(PDA)等等移动的、电池供电的无线通信设备中是关键性的元件，因为它们决定了这类设备的总功率消耗的重要部分。即使效率已经下降了一些，便携设备中一般也使用3V的低电源电压的电池。设计一种用于3V电池电压的PA也是可能的。为了从PA获得高效率，需要通常称为升压转换器或递升转换器(step-up converter)的开关模式电源(SMPS)将电池电压上转换成比最大电池电压更高的值。用这种方法，能够容易地从PA获得所需的输出传输功率，但是对于小传输功率电平来说效率不佳。为了在小传输功率电平也提高效率，必须降低PA的电源电压。这用升压型电源是不可能的，但是提供另一种类型的开关模式电源(往往被称为降压转换器或递降转换器)用于将升高的电池电压下转换为实际传输功率电平所需的功率电平。如果将这两个转换器级联，则低传输功率电平的效率会因为级联的转换器和它们之间的高电压而遭受损失。
一些具有开关模式电源(SMPS)的RF PA应用使用诸如包络消除与恢复(EER)技术之类的动态偏置PA以实现高效率的、线性的功率放大。在EER中，从原始调制信号中提取相位和包络信息。包含相位信息的恒定包络信号用RF PA来放大。因为相位信息具有恒定的包络，所以PA能够高度过载以实现高效率。包络信息被馈送给电源电路以调制RF PA的电源电压(例如，漏极或集电极电压)，从而叠加了包络变化。通过改变电源电压，输出波形将被成形并且总放大率会是线性的。EER还有简化版本，例如包络跟踪(ET)技术。在ET技术中，到射频放大器的输入信号包括相位信息和振幅信息二者，并且只提取包络信息以用于开关电源。RF PA操作在线性区域中，其电源电压根据所提取的包络信息而变化。电源电压随足够的净空而变化以最小化失真。US6,256,482和WO2006/085,177中公开了采用EER技术的发射机架构的例子。还有一个版本是功率电平跟踪(PT)，其中，开关模式电源只跟踪缓慢变化的平均功率电平而不是快速改变的包络，并且调制线性PA的漏极或集电极电压。
还存在所谓的降压-升压转换器。美国专利6,348,781中公开了降压-升压转换器的例子。降压-升压转换器被设计用于将模式自动从降压变成升压以提供在任何特定传输功率电平都确保RF PA良好效率的电源电压。不需要级联。然而，在使用包络消除与恢复(EER)技术的应用中，需要非常紧密控制的频率和群时延响应。用降压-升压型开关模式电源，模式变化的输出电压范围很不稳定，并且出现失真。此外，在操作的升压模式中很难保持响应不受影响。对于频率与群时延需求较松的功率电平跟踪来说，降压-升压转换器是好的选择。
关于效率的问题随着电池技术(例如锂电池技术)变得更加重要，电池技术将截止电压从例如3V的当前范围降低到大约2.5V或更低。因此，如果例如针对2.3V电源电压设计传输(TX)功率放大器，则它变得非常低效并且其性能中的变化增加了。
发明内容
在所附的独立权利要求中公开了本发明的一些方面。在从属权利要求中公开了本发明的各种实施例。
根据本发明的一方面，一种控制方法，包括：
测量输入到向射频功率放大器提供电源电压的升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接的电池电压；
比较测量的电池电压与对应于降压型开关电源所需的输入电源电压的阈值；
如果所述测量的电池电压超过所述所需的输入电源电压，则绕过所述升压型开关模式电源并且将所述电池电压直接耦合到所述降压型开关模式电源；
如果所述测量的电池电压低于所述所需的输入电源电压，则控制所述升压型开关模式电源以便将所述电池电压升高到至少所述所需的输入电源电压；
根据下列一个或多个条件，控制所述降压型开关模式电源以在至少两个分段模式中的一个中操作：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
根据本发明的又一个方面，一种设备，包括：
至少一个射频功率放大器；
升压型开关模式电源，其具有用于来自电池的电池电压的输入；
降压型开关模式电源，其与所述升压型开关模式电源级联连接并且具有用于所述射频功率放大器的电源电压输出，
旁路开关，如果所述电池电压超过对应于所述降压型开关电源所需的输入电源电压的阈值，则其可控制以绕过所述升压型开关模式电源并且将所述电池电压直接耦合到所述降压型开关模式电源；
如果所述电池电压低于所述阈值，则所述升压型开关模式电源可控制以将所述电池电压升高到至少所述所需的输入电源电压；以及
根据下列一个或多个条件，所述降压型开关模式电源包括可选的至少两个分段模式：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
根据本发明的还一个方面，一种控制方法，包括：
提供升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接，以从电池电压向射频功率放大器提供电源电压；
控制所述升压型开关模式电源以将所述电池电压升高到至少所述降压型开关模式电源所需的输入电源电压；
根据下列一个或多个条件，控制所述降压型开关模式电源以在至少两个分段模式中的一个中操作：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
根据本发明的还一个方面，一种控制方法，包括：
提供升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接，以从电池电压向射频功率放大器提供电源电压；
控制所述升压型开关模式电源以将所述电池电压升高到至少所述降压型开关模式电源所需的输入电源电压；
当所述功率放大器操作在包络消除与恢复(EER)模式或包络跟踪(ET)模式中时，控制所述降压型开关模式电源以操作在较高的开关频率，并且当所述功率放大器操作在线性模型中时，控制所述降压型开关模式电源以操作在较低的开关频率。
本发明的另一个方面是在计算机可读媒介上实现的计算机程序，所述计算机程序包括用于控制处理器以执行根据本发明的各个实施例的控制方法的程序代码。
本发明的另一个方面是一种控制器，其包括用于体现根据本发明的各个实施例的控制方法的装置。
附图说明
本发明将在下面借助于参考附图的示例性实施例被详细地描述，其中：
图1是图解了根据本发明实施例的发射机例子的框图；
图2是图解了根据本发明实施例的升压型开关模式电源例子的示意图；
图3是图解了根据本发明实施例的降压型开关模式电源例子的示意图；
图4是图解了根据本发明实施例的用于控制升压型开关模式电源的控制算法例子的流程图；以及
图5是图解了根据本发明实施例的用于控制降压型开关模式电源控制算法例子的流程图。
具体实施方式
参见图1，示出了示例性射频发射机(TX)电路的框图，其中，通过级联升压和降压开关模式电源(SMPS)2、3从电池1向功率放大器(PA)4、5提供电源电压。
电池1向根据本发明实施例的升压型开关模式电源2提供电池电压Vbatt。电池可以是适于便携设备的任何类型的电池，例如锂电池或镍镉电池。取决于应用和所选择的电池技术，电池电压Vbatt可以具有任何低压值。典型的电池电压可以是大约3伏特或更低，乃至2.5伏特或更低。
升压开关模式电源2从电池电压Vbatt上转换到电源电压V2，其将电压水平升高到降压型开关模式电源3。升压开关模式电源还可能包括旁路功能，其不通过升压，绕开电池电压Vbatt以形成到降压型开关模式电源3的电源电压V2。升压开关模式电源2还可以包括如下所述的分段的晶体管开关。升压电容器C1过滤来自升高电压V2的高频干扰。
降压型开关模式电源3从电源电压V2下转换用于射频功率放大器(PA)4和5的电源电压V1。降压型开关模式电源3也可以包括将如下所述的分段的晶体管开关。通过调制连接到PA 4和5的集电极的它们的电源电压V1，降压SMPS 3可以提供用于PA 4和5的偏置控制。为此目的，发射机电路中的PA电源电压控制单元6可以向降压SMPS 3提供PA电压控制信号。例如，对于包络消除与恢复(EER)技术、包络跟踪(ET)技术或功率电平跟踪(PT)，来自控制单元6的PA电压控制信号可以表示从调制信号中导出的包络信息，因此电压控制信号促使降压SMPS 3调制电源电压V1。在一个实施例中，当降压SMPS 3有内部占空比生成器时，降压SMPS 3可以直接用占空比信息(命令)来控制。在另一个实施例中，具有希望占空比的所需控制信号被发送到降压SMPS 3中的开关驱动器的输入。
现今，移动通信设备往往是支持两个或多个频带和调制格式(例如，GSM、EDGE、CDMA、WCDMA)的多模式和多频带的设备。尽可能少地使用射频功率放大器是合乎逻辑的，但是一般来说，即使在同一射频模块内部并且甚至实现在同一芯片上实现放大器，至少低频频带(例如用于GSM/EDGE/WCDMA的900MHz频带)和高频频带(例如用于GSM/EDGE/WCDMA的1800/1900MHz频带)也使用不同的射频功率放大器。在图1中所示的实施例中有两个射频功率放大器(PA)，用于一个或多个系统(例如GSM、CDMA、WCDMA)的高频频带(例如，1800/1900MHz)的RF PA 4，以及用于一个或多个系统(例如GSM、CDMA、WCDMA)的低频频带(例如900MHz)的RF PA 5。然而，本发明不是意在受限于这个功率放大器的数量，而是可以借助于一个功率放大器来实现所有频带，或者可能存在更多具有专用频带的功率放大器。还应当理解，所提及的移动通信系统和频带仅仅是一些示例，而本发明能够被应用于任何移动通信系统和频带。
功率放大器可以有多种不同的操作模式，例如用于包络跟踪(ET)和功率跟踪(PT)操作的线性模式，以及用于EER操作的压缩模式。对于不同的蜂窝系统和频带来说，所需的传输输出功率是不同的。例如，对于GSM900系统来说，所需的最大输出功率可以是2W或33dBm，对于GSM1800系统来说，所需的最大输出功率可以是1W(30dBm)，而对于两个频带上的WCDMA来说，所需的最大输出功率可以是平均的24dBm。如果RF PA的输出匹配是固定的(也可能是可切换的)，则RF PA通常被设计使得用某个集电极电压(例如4.5V)获得最大希望功率。当需要降低功率时可以降低该集电极电压，并且这可以用降压转换器来实现。此外，最大输出功率下所需的电流量对于高频频带来说更少(在上面的例子中是1W比2W)。因为相同的开关模式电源馈送在不同频带中操作的PA，并从而向他们馈送不同的传输功率，所以需要针对最大负载设计SMPS(在上面的例子中，馈送GSM900频带需要2W的最大功率)。当使用另一个PA或另一个调制或较低的输出功率时，SMPS的效率不是最佳的。
根据本发明实施例，降压型SMPS或升压型SMPS或其二者可以被配置成分段的SMPS。换言之，可以用并联的晶体管而不是单个晶体管来实现晶体管开关，因此根据每个特定时刻的负载有选择地使用一部分或全部的并联晶体管并因此而降低电容性开关损耗是可能的。
图2中示出了一个根据本发明实施例的分段的旁路升压开关模式电源(SMPS)的示例示意图。输入节点A处的来自电池1的电池电压VBATT被耦合到升压电感Lboost的一端，其另一端被耦合到电路节点B。电压表26可以被提供用于测量电池电压，并且用于经由控制总线/线路9将测量结果转发给控制单元8。例如，并联的高端开关BHSW1和BHSW2耦合在节点B和输出节点C之间，并联的低端开关BLSW1和BLSW2连接在节点B和地电势之间。旁路开关BPSW1还可以连接在输入节点A和输出节点C之间，以便有选择地绕过升压电感Lboost以及高端开关BHSW1和BHSW2，并且从而将电池电压VBATT直接耦合到降压SMPS3。开关BHSW1、BHSW2、BLSW1、BLSW2和BPSW1的控制输入受来自开关驱动器21的各个控制信号的控制。取决于根据升压分段选择控制输入选择的升压分段模式，开关驱动器21在具有预定开关频率的脉宽调制(PWM)信号的控制下闭合(传导的)和断开(非传导的)选择的升压开关BHSW1、BHSW2、BLSW1和BLSW2。开关频率由开关频率生成器生成，例如图2中的锯齿波形生成器22。开关频率可以由升压频率控制信号来设定。来自生成器22的锯齿波形可以被应用到比较器23的第一输入，例如Smith触发器。输出节点C处的电压V2经由反馈网络24被耦合到又一个比较器25的第一输入。确定期望升压V2的升压控制信号被应用到比较器25的第二输入。因此，比较器25的输出电压与期望升压和实际输出电压V2之间的差值成正比，并且它被应用到比较器23的第二输入。每当锯齿波形的电平超过来自比较器25的输出电压时，来自比较器23的输出的状态发生变化。由此提供了PWM信号，其频率由锯齿波信号的频率设定，其占空比由期望升压和实际升压V2之间的差值来设定。如果旁路开关BPSW1被闭合，并且升压SPMS被绕过，则所有升压开关BHSW1、BHSW2、BLSW1和BLSW2可以被断开，或者高端开关BHSW1和BHSW2可以被保持闭合以便降低从电池到输出的总电阻，这是因为电流流过高端开关和旁路开关。后一种布置允许将旁路开关的规模调整得较小，由此节省了集成实施中的芯片面积。通过来自发射机控制单元8的控制总线/线路9，可以获得升压分段选择、升压频率控制和升压控制。应该理解，这仅仅是实现开关驱动和控制的许多可能方法中的一个例子。
在本发明的一个实施例中，升压SMPS 2可以被配置成具有三个分段模式。在第一分段模式中，选择所有的开关BHSW1、BHSW2、BLSW1和BLSW2。在第二分段模式中，选择开关BHSW1和BLSW1。在第三分段模式中，选择了开关BHSW2和BLSW2。当使用场效应晶体管(FET)时，开关BHSW1、BHSW2、BLSW1和BLSW2的可能大小调整的一个例子可以如下。如果最大电流所需的FET尺寸是W＝21mm(其中，W是沟道宽度，其值取决于所需的开关电阻)，则这个最大尺寸可以在两个并联的FET之间分割，因此第一FET(例如，BHSW1和BLSW1)具有尺寸W＝14mm，而第二FET(例如，BHSW2和BLSW2)具有尺寸W＝7mm。因此，在第一分段模式中，当两个并联开关BHSW1和BHSW2，或BLSW1和BLSW2分别被激活时，并联开关的总有效宽度是21mm。在第二分段模式中，当在每对并联开关中只选择较大的开关BHSW1和BLSW1时，有效尺寸是14mm。类似地，在第三分段模式中，当在每对并联开关中只选择较小的开关BHSW2和BLSW2时，有效尺寸是7mm。结果，与第一分段模式，即满负载有关，驱动损耗在第二分段模式中被降低到两个3rd，在第三分段模式中被降低到一个3rd。应该理解，本发明不是意在受限于上面例子中给出的大小调整，而是可以例如取决于并联开关的数量、期望分段模式的数量以及不同负载的类型和数量自由地为每个应用选择大小调整。
此外，应当理解可以为每个应用自由选择不同分段模式的数量。在本发明的一个实施例中，根本不存在升压开关的分段，而是实现了旁路开关。在本发明的一个实施例中，图2中所示的升压SMPS 2可以被配置成具有两个分段模式。根据上述的示例性大小调整，在第一分段模式中可以选择所有的开关BHSW1、BHSW2、BLSW1和BLSW2，而在第二分段模式中可以选择开关BHSW1和BLSW1或者开关BHSW2和BLSW2。作为另一个例子，如果开关BHSW1和BLSW1对于满负载被调整大小(例如，W＝21mm)并且开关BHSW2和BLSW2对于半负载被调整大小(例如，W＝10mm)，则可以在第一分段模式中选择BHSW1和BLSW1，在第二分段模式中选择BHSW2和BLSW2。在大多数应用中，两个或三个分段模式与额外控制的复杂度和成本相比提供了足够的性能改善。
在图3中，示出了根据本发明实施例的分段降压开关模式电源(SMPS)的示例示意图。来自升压SMPS 2的电压V2(即升高的电压或绕过的电池电压VBATT)在输入节点D被输入到降压SMPS 3。例如，并联的高端开关BUHSW1和BUHSW2耦合在节点D和节点E之间，并联的低端开关BULSW1和BULSW2连接在节点E和地电势之间。降压电感Lbuck连接在节点E和输出节点F之间。降压电容器C2连接在节点F和地电势之间。开关BUHSW1、BUHSW2、BULSW1和BULSW2的控制输入受来自开关驱动器31的各个控制信号的控制。取决于根据降压分段选择控制输入而选择的降压分段模式，开关驱动器31在具有预定开关频率的脉宽调制(PWM)信号的控制下闭合(传导的)并且断开(非传导的)选择的升压开关BUHSW1、BUHSW2、BULSW1和BULSW2中的一些。开关频率由开关频率生成器来生成，例如锯齿波形生成器32。开关频率可以由降压频率控制信号来设定。来自生成器32的锯齿波形可以被应用到比较器33的第一输入，例如Smith触发器。输出节点F处的电压V1经由反馈网络34耦合到又一个比较器35的第一输入。来自PA电压控制电路6的包络或电压控制信号可以被应用到比较器35的第二输入。因此，比较器35的输出电压与包络信息(表示期望的降压电压)和实际输出电压V1之间的差值成正比，并且它被应用到比较器33的第二输入。每当锯齿波形的电平超过来自比较器35的输出电压时，来自比较器33的输出的状态发生变化。由此提供了PWM信号，其频率由锯齿波信号的频率设定，其占空比由期望的降压和实际的降压V1之间的差值来设定。通过来自发射机控制单元8的控制总线/线路9可以获得降压分段选择和降压频率控制。应该理解，这只是实现开关驱动和控制的许多可能方法中的一个例子。
在本发明的一个实施例中，降压SMPS 3可以被配置成具有三个分段模式。在第一分段模式中，选择所有开关BUHSW1、BUHSW2、BULSW1和BULSW2。在第二分段模式中，选择开关BUHSW1和BULSW1。在第三分段模式中，选择开关BUHSW2和BULSW2。开关BUHSW1、BUHSW2、BULSW1和BULSW2的可能大小调整的一个例子类似于与图2中的升压SMPS 2有关所述的例子。然而，应该理解本发明不是意在受限于那个例子中给出的大小调整，而是可以取决于并联开关的数量、期望的分段模式的数量、不同负载的类型和数量自由地为每个应用选择大小调整。
还应当理解，以类似于与图2中的升压SMPS 2有关所述的方式，可以自由地为每个应用选择不同分段模式的数量。因此，在本发明的一个实施例中，图3中所示的降压SMPS 3可以被配置成具有两个分段模式。根据上述的示例性的大小调整，在第一分段模式中可以选择所有开关BUHSW1、BUHSW2、BULSW1和BULSW2，而在第二分段模式中可以选择开关BUHSW1和BULSW1或者开关BUHSW2和BULSW2。作为另一个例子，如果开关BUHSW1和BULSW1对于满负载被调整大小(例如，W＝21mm)并且开关BUHSW2和BULSW2对于半负载被调整大小(例如，W＝10mm)，则可以在第一分段模式中选择BUHSW1和BULSW1，而在第二分段模式中选择BUHSW2和BULSW2。在大多数应用中，两个或三个分段模式与额外控制的复杂度和成本相比提供了足够的性能改善。
频率控制允许对于不同模式改变升压SMPS 2和降压SMPS 3的开关频率。诸如使用EER、ET或PT的那些模式之类的一些模式需要相对较高的开关频率以实现所需要的精确度。高开关频率以较高的开关损耗降低了效率(切换级的寄生电容及其控制门以开关频率充电和放电)。因此，可以通过在可能的模式中降低开关频率来改善效率。在本发明的一个实施例中，频率控制还可以包括抖动模式，其中，频率逐个循环地随机改变。抖动将开关频率虚假地扩展在更宽的频带上，并因此降低了平均激励杂散(spur)功率密度。
根据本发明的实施例，级联连接的升压SMPS 2和降压SMPS 3受到控制，因此为各种负载和传输功率电平保持了高效率。可以基于发射机的操作模式控制升压SMPS 2和降压SMPS 3，例如实际电池电压、所需输出功率、选择的频率频带、选择的射频功率放大器(PA)、选择的传输信号调制方法，和/或诸如包络消除与恢复(EER)技术、包络跟踪(ET)技术、或功率电平跟踪(PT)之类的选择的PA电压控制方法。
例如，在本发明的一个实施例中，因为开关损耗直接取决于信号摆动的电压范围，所以升压SMPS 2可以在电池电压VBATT超过PA实际所需集电极电压的某个量时被断开并且置入旁路模式，以便降低开关损耗并增强效率。
取决于所选择的频带和操作模式，PA采用的供电电流对于相同的集电极电压来说可以是不同的。例如，在最大功率电平处对于GSM900传输需要最高的供电电流，并且由此在升压SMPS 2和/或降压SMPS 3中可以选择启用强电流的第一分段模式。对于WCDMA，例如，最大电流和所需的电压更少。因此，用标称电池电压，升压SMPS 2可以对于所有WCDMA功率电平被绕过，和/或可以在降压SMPS 3中选择第二或第三分段模式以增强效率。
作为又一个例子，根据本发明实施例，如果根据功率电平控制WCDMA PA集电极电压(PT技术)，则降压SMPS 3的开关频率可以被减小以降低开关损耗，因为电压不需要快速变化并且当在诸如PT之类的操作的线性模式中使用时，PA对集电极电压中的波动也不那么敏感。另一方面，如果根据EER或ET技术控制GSM PA集电极电压，则降压SMPS 3需要更高的精确度和更高的开关频率。
在下面，描述了根据本发明实施例的发射机的操作和升压和降压SMPS的控制的例子。
发射机的控制可以从发射机控制单元8提供，发射机控制单元可以通过控制诸如蜂窝电话之类的无线通信设备的整体操作的控制单元来实现。控制单元8可以为多模式多频带的无线通信设备选择操作模式，并且因此配置射频功率放大器4和5以及发射机前级10。
升压SMPS 2的开关BHSW1、BHSW2、BLSW1和BLSW2以及降压SMPS 3的开关BUHSW1、BUHSW2、BULSW1和BULSW2一般来说只在无线电突发传输期间被启用，否则被停用。所以，RF PA 4和5只可以在无线电突发期间被激励。
当发射机(TX)需要启动时，第一步是启动升压SMPS 2。然后，降压SMPS 3被启动，来自PA电压控制单元6的所需控制电压被设定。PA电压控制单元6可以包括数模转换器(DAC)以用于将数字电压控制值转换成模拟信号。例如，写到DAC的数字电压控制值的范围可以从0到2048，凭此，值2048可以给出一个来自降压SMPS 3的4.7V的输出电压。替换地，如果降压SMPS 3具有内部占空比生成器，则直接用占空比信息(命令)控制降压SMPS 3也是可能的，或者向开关驱动器31的输入发送一个具有希望占空比的所需输入信号(例如，类似于图3中的PWM信号的信号)。
根据电池电压VBATT的升压和降压SMPS的控制，选择的传输功率电平、选择的PA(选择的频带)和/或选择的模式可以如下文中参考图4和图5所描述的。
升压SMPS 2的控制
参见图4，首先在步骤41中检查发射机是否操作在EER或ET模式中。如果发射机操作在EER或ET模式中，则在步骤43，借助施加到生成器22的升压频率控制信号将升压开关频率设定为频率1(例如，8MHz)。在本发明的一个实施例中，可以分别为EER和ET设定不同的降压开关频率1和1′。可以在ET模式中使用较低的频率1′，因为它比EER更加线性。然而，用较高的开关频率更容易实现包络跟踪，例如用于EER的开关频率。如果发射机没有操作在EER或ET模式中，则在步骤42中，将升压开关频率设定为频率2(例如，5MHz)。
在步骤44，在传输突发期间或者在发射机TX启动之前不久，测量电池电压VBATT。在步骤45中，检查测量的VBATT是否低于所期望的PA电源电压V1(例如，测功率(power scale)*4.7V/2048)加上降压SMPS 3需要的预置净空(例如，0.6V)(即V2-V1)。
如果测量的VBATT高于所期望的PA电源电压V1加上预置净空(例如，0.6V)，则旁路开关BPSW1被激活以将电池电压直接连接到输出节点C和降压SMPS 3，步骤46。
如果测量的VBATT低于所期望的PA电源电压V1加上预置净空(例如，0,6V)，则借助施加到比较器25的升压控制信号将升压V2的值设定为稍高于所期望的PA电源电压V1加上预置净空(例如，0,6V)，步骤47。
在步骤48，检查调制方法是GMSK(在GSM模式中)还是WCDMA。如果调制方法是WCDMA，则升压SMPS 2被设定为第二分段模式(选择升压开关BHSW2和BLSW2)，步骤49。
如果步骤48中的调制方法是GSMK，则检查使用的是高频带PA4还是低频带PA 5，步骤50，。如果使用了低频带PA 5，则借助升压分段选择信号将升压SMPS 2设定为第一分段模式(选择所有的升压开关)，步骤51。如果使用了高频带PA 4，则升压SMPS 2被设定为第二分段模式(选择升压开关BHSW1和BLSW1)，步骤52。
降压SMPS 3的控制
参见图5，首先在步骤61中检查发射机是否操作在EER或ET模式中。如果发射机操作在EER或ET模式中，则借助施加到生成器32的降压频率控制信号将降压开关频率设定为频率1(例如，11MHz)，步骤63。在本发明的一个实施例中，可以分别为EER和ET设定不同的降压开关频率1和1′。可以在ET模式中使用较低的频率1′，因为它比EER更加线性。然而，用较高的开关频率更容易实现包络跟踪，例如用于EER的开关频率。如果发射机没有操作在EER或ET模式中，则在步骤62中，假设PA操作在基本上线性的模式(这样的PT模式)中，并且将降压开关频率设定为频率2(例如，6MHz)。
在步骤64，检查调制方法是GSMK还是WCDMA。如果调制方法是GMSK，则检查使用的是高频带PA 4还是低频带PA 5，步骤65。
如果使用高频带PA 4，则检查选择的测功率是否等于1300或高于1300，步骤66。这对应于具有值大约为(1300*4.7V/2048＝)3V的PA电源电压V1。如果测功率等于或高于1300，则借助降压分段选择信号将降压SMPS 3设定为第一分段模式(选择所有的降压开关)，步骤67。
如果测功率低于1300，则检查选择的测功率是否等于或高于650。这对应于具有值大约为(650*4.7V/2048＝)1.5V的PA电源电压V1。如果测功率等于或高于650，则降压SMPS 3被设定为第二分段模式(选择开关BUHSW1和BULSW1)，步骤69。
如果测功率低于650，则降压SMPS 3被设定为第三分段模式(选择开关BUHSW2和BULSW2)，步骤70。
如果确定在步骤55中使用的是低频带PA 5，则检查选择的测功率是否等于或高于800，步骤71。这对应于具有值大约为(800*4.7V/2048＝)1.8V的PA电源电压V1。如果测功率等于或高于800，则借助降压分段选择信号将降压SMPS 3设定为第一分段模式(选择所有降压开关)，步骤67。
如果测功率低于800，则检查选择的测功率是否等于或高于400，步骤72。这对应于具有值大约为(400*47V/2048＝)0.9V的PA电源电压V1。在步骤69，如果测功率等于或高于400，则降压SMPS 3被设定为第二分段模式(选择开关BUHSW1和BULSW1)。
如果测功率低于400，则降压SMPS 3被设定为第三分段模式(选择开关BUHSW2和BULSW2)，步骤70。
如果在步骤64中确定调制方法是WCDMA，则检查使用的是高频带PA 4还是低频带PA 5，步骤73。
如果使用的是高频带PA 4，则检查选择的测功率是否等于1400或高于1400，步骤74。这对应于具有值大约为(1400*4.7V/2048＝)3.2V的PA电源电压V1。如果测功率等于或高于1400，则借助降压分段选择信号将降压SMPS 3设定为第二分段模式(选择开关BUHSW1和BULSW1)，步骤75。
如果在步骤63中确定使用的是低频带PA 5，则检查选择的测功率是否等于或高于900，步骤77。这对应于具有值大约为(900*4.7V/2048＝)2.0V的PA电源电压V1。如果测功率等于或高于900，则借助降压分段选择信号将降压SMPS 3设定为第二分段模式(选择开关BUHSW1和BULSW1)，步骤75。
如果测功率低于900，则降压SMPS 3被设定为第三分段模式(选择开关BUHSW2和BULSW2)，步骤76。
应当理解，用于模式选择切换的阈值在上面只是作为说明性的示例给出，它们例如可以取决于每个具体发射机中使用的开关模式电源SMPS和射频功率放大器PA而改变。一般来说，不同制造商的射频功率放大器可以有不同的电流和集电极电压。使用的阈值能以表格格式存储在通信设备中。通过测量来自不同制造商的几个功率放大器以及比较电压/电流曲线与测量的SMPS效率曲线来创建阈值表，或者可以通过搜索最佳切换点(在那个输出电压处的最低电池电流)分别开始制作这些表。
此外，应当理解关于图4和图5所述的示例性控制算法只意在说明本发明，而且在不背离本发明范围的前提下可以应用各种不同的控制算法。
可以通过各种装置来实现根据本发明的不同实施例的控制功能。例如，这些功能或控制单元8可以用硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或其结合来实现。对于硬件实现，用于沟道估计的处理单元在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于执行此处所述的功能的其他电子单元，或其组合内实现。对于固件或软件，实施可以贯穿执行此处所述的功能的模块(例如，过程、功能)。软件代码可以存储在存储单元中且由处理器执行。存储单元可以实现在处理器之内或之外，而在这样情况下它可以经由本领域中所知的各种装置被通信耦合到处理器。另外，本领域技术人员应当理解，此处所述的系统的元件可以被重新布置或者由补充元件进行补充，以便于实现此处所述的各个方面、目标、优点等等，并且不限于给定附图中所阐述的明确配置。
根据本发明的一些实施例，控制单元8可以是发射机控制单元8或控制如蜂窝电话的无线通信设备整体操作的控制单元。
根据本发明实施例的升压型和降压型开关模式电源、功率放大器和发射机可以用分立的电子器件、一个或多个电路芯片或分立元件和一个或多个集成芯片的任何组合来实现。集成芯片可以使用任何适当的集成电路制造技术，包括双极的、CMOS和双CMOS技术。
之前对公开实施例的描述被用于使任何本领域的技术人员能够制造或者使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显然的，并且在不背离本发明的精神或范围的前提下，此处定义的一般原理可以被应用到其他实施例。因此，本发明不是意在受限于此处所述的实施例，而是与符合此处公开的原理和新颖特征的最宽范围一致。

Claims (53)

1.一种用于控制电源的方法，包括：
测量输入到向射频功率放大器提供电源电压的升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接的电池电压，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述射频功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开；
比较测量的电池电压与对应于降压型开关模式电源所需的输入电源电压的阈值；
如果所述测量的电池电压超过所述所需的输入电源电压，则绕过所述升压型开关模式电源并且将所述电池电压直接耦合到所述降压型开关模式电源；
如果所述测量的电池电压低于所述所需的输入电源电压，则控制所述升压型开关模式电源以便将所述电池电压升高到至少所述所需的输入电源电压；以及
根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个模式中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
2.根据权利要求1所述的用于控制电源的方法，还包括：
根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
3.根据权利要求1所述的用于控制电源的方法，还包括：
根据下列一个或多个条件，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
4.根据权利要求1所述的用于控制电源的方法，还包括：
根据下列一个或多个，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
5.根据权利要求所述的1、2、3和4中任意一个所述的用于控制电源的方法，还包括：
控制升压型开关模式电源或降压型开关模式电源以操作在抖动模式中，其中开关频率逐个循环地随机改变。
6.一种用于控制电源的设备，包括：
测量装置，用于测量输入到向射频功率放大器提供电源电压的升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接的电池电压，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述射频功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开；
比较装置，用于比较测量的电池电压与对应于降压型开关模式电源所需的输入电源电压的阈值；
耦合装置，用于如果所述测量的电池电压超过所述所需的输入电源电压，则绕过所述升压型开关模式电源并且将所述电池电压直接耦合到所述降压型开关模式电源；
电池电压升高装置，用于如果所述测量的电池电压低于所述所需的输入电源电压，则控制所述升压型开关模式电源以便将所述电池电压升高到至少所述所需的输入电源电压；以及
第一控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个模式中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
7.根据权利要求6所述的用于控制电源的设备，还包括：
第二控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
8.根据权利要求6所述的用于控制电源的设备，还包括：
第三控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
9.根据权利要求6所述的用于控制电源的设备，还包括：
第四控制装置，用于根据下列一个或多个，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
10.根据权利要求所述的6、7、8和9中任意一个所述的用于控制电源的设备，还包括：
第五控制装置，用于控制升压型开关模式电源或降压型开关模式电源以操作在抖动模式中，其中开关频率逐个循环地随机改变。
11.一种用于控制电源的装置，包括：
至少一个射频功率放大器；
升压型开关模式电源，其具有用于来自电池的电池电压的输入；
降压型开关模式电源，其与所述升压型开关模式电源级联连接并且具有用于所述射频功率放大器的电源电压输出，
旁路开关，如果所述电池电压超过对应于所述降压型开关模式电源所需输入电源电压的阈值，则所述旁路开关可控制以绕过所述升压型开关模式电源并且将所述电池电压直接耦合到所述降压型开关模式电源；
如果所述电池电压低于所述阈值，则所述升压型开关模式电源可控制以将所述电池电压升高到至少所述所需的输入电源电压；以及
根据下列一个或多个，所述降压型开关模式电源包括至少可选的两个分段模式：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率，
其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述至少一个功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开。
12.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中根据下列一个或多个条件，所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个可控制以操作在至少两个开关频率中的一个中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
13.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中根据下列一个或多个条件，所述升压型开关模式电源可控制以操作在至少两个分段模式中的一个中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
14.根据权利要求所述的11所述的用于控制电源的装置，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个可控制以操作在抖动模式中，其中所述开关频率从逐个循环地随机改变。
15.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中在所述分段模式的第三个模式中，所述两个并联开关的第二个以所述开关频率闭合和断开。
16.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述两个并联开关被调整大小以用于不同的负载电流。
17.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述至少一个功率放大器包括用于第一传输频带的第一射频功率放大器和用于第二传输频带的第二射频功率放大器，所述第一传输频带在频域中低于第二传输频带。
18.根据权利要求17所述的用于控制电源的装置，其中所述第一射频频带在所述频域中大约位于900MHz，所述第二射频频带在所述频域中大约位于1800MHz或1900MHz。
19.根据权利要求17所述的用于控制电源的装置，其中所述降压型开关模式电源包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，因此在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以所述开关频率闭合和断开到提供最大负载电流，在所述分段模式的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开，并且其中当使用第一调制，使用所述第一功率放大器并且所需功率达到第一功率阈值时，或者当使用所述第一调制，使用所述第二功率放大器并且所述所需功率达到第二功率阈值时，所述降压型电源可控制以操作在第一分段模式中。
20.根据权利要求19所述的用于控制电源的装置，其中当使用所述第一调制，使用所述第一功率放大器以及所需功率低于所述第一功率阈值但是高于第三功率阈值时，或者当使用所述第一调制，使用所述第二功率放大器并且所需功率低于所述第二功率阈值但是高于第四功率阈值时，所述降压型电源可控制以操作在所述第二分段模式中。
21.根据权利要求20所述的用于控制电源的装置，其中所述降压型开关模式电源包括第三分段模式，其中所述两个并联开关的第二个以所述开关频率闭合和断开，并且其中当使用所述第一调制，使用所述第一功率放大器并且所述所需功率低于所述第三功率阈值时，或者当使用所述第二功率放大器并且所述所需功率低于所述第四功率阈值时，所述降压型电源可控制以操作在所述第三分段模式中。
22.根据权利要求19所述的用于控制电源的装置，其中所述功率阈值对于不同的调制方法和／或不同的功率放大器是不同的。
23.根据权利要求19所述的用于控制电源的装置，其中所述第一调制是GMSK调制。
24.根据权利要求19所述的用于控制电源的装置，其中当使用第二调制，使用所述第一功率放大器并且所述所需功率达到第五功率阈值时，或者当使用所述第二调制，使用所述第二功率放大器并且所述所需功率达到第六功率阈值时，所述降压型电源可控制以操作在所述第二分段模式中，并且其中当使用所述第二调制，使用所述第一功率放大器并且所述所需功率低于所述第五功率阈值时，或者当使用所述第二调制，使用所述第二功率放大器并且所述所需功率低于所述第六功率阈值时，所述降压型电源可控制以操作在所述第三分段模式中。
25.根据权利要求24所述的用于控制电源的装置，其中所述第二调制是WCDMA。
26.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述升压型开关模式电源包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，因此在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以所述开关频率闭合和断开以提供最大负载电流，而在所述分段模式的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开，并且其中当使用第一调制时，所述升压型电源可控制以操作在所述第一分段模式中，当使用第二调制时，所述升压型电源可控制以操作在所述第二分段模式中。
27.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述升压型开关模式电源包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，因此在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以所述开关频率闭合和断开以提供最大负载电流，而在所述分段模式的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开，并且其中当使用第一调制和第一频带时，所述升压型电源可控制以操作在所述第一分段模式中，而当使用第一调制和第二频带时，所述升压型电源可控制以操作在所述第二分段模式中。
28.根据权利要求27所述的用于控制电源的装置，其中所述升压型开关模式电源包括第三分段模式，其中所述两个并联开关的第二个以所述开关频率闭合和断开，并且其中当使用第二调制时，所述升压型电源可控制以操作在所述第三分段模式中。
29.根据权利要求27所述的用于控制电源的装置，其中所述第一调制是GSMK。
30.根据权利要求28所述的用于控制电源的装置，其中所述第二调制是WCDMA。
31.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中当所述功率放大器操作在包络消除与恢复模式或包络跟踪模式中时，所述降压型开关模式电源或所述升压型开关模式电源可控制以便以较高开关频率操作，并且当所述功率放大器操作在功率电平跟踪模式中时，所述降压型开关模式电源或所述升压型开关模式电源可控制以便以较低开关频率操作。
32.根据权利要求31所述的用于控制电源的装置，其中所述开关频率对于所述升压型开关模式电源和所述降压型开关模式电源来说是不同的。
33.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述开关包括场效应晶体管，其电流性能由沟道宽度确定。
34.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中当所述旁路开关被控制以绕过所述升压型开关模式电源时，所述升压型开关模式电源的一个或多个升压开关被配置用于提供从所述电池到所述降压型开关模式电源的并联电流路径。
35.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述升压型开关模式电源、所述降压型开关模式电源和所述功率放大器用分立的电子元件、用一个或多个电路芯片、或者用分立的电子元件和一个或多个集成芯片的任何组合来实现。
36.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，包括控制器，用于控制升压型开关模式电源和降压型开关模式电源。
37.根据权利要求36所述的用于控制电源的装置，其中所述控制器用硬件、固件、软件或其组合实现。
38.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述装置用射频发射机实现。
39.根据权利要求11所述的用于控制电源的装置，其中所述装置用无线通信设备实现。
40.一种用于控制电源的方法，包括：
提供升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接，以从电池电压向射频功率放大器提供电源电压，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述射频功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开；
控制所述升压型开关模式电源以将所述电池电压升高到至少所述降压型开关模式电源所需的输入电源电压；以及
根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个模式中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
41.根据权利要求40所述的用于控制电源的方法，还包括：
根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
42.根据权利要求40所述的用于控制电源的方法，还包括：
根据下列一个或多个条件，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
43.根据权利要求40、41或42之一所述的用于控制电源的方法，还包括
根据下列一个或多个条件，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
44.一种用于控制电源的方法，包括：
提供升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接，以从电池电压向射频功率放大器提供电源电压，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述射频功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开；
控制所述升压型开关模式电源以将所述电池电压升高到至少所述降压型开关模式电源所需的输入电源电压；以及
当所述功率放大器操作在包络消除与恢复模式或包络跟踪模式中时，控制所述降压型开关模式电源以操作在较高的开关频率，并且当所述功率放大器操作在线性模式中时，控制所述降压型开关模式电源以操作在较低的开关频率。
45.根据权利要求44所述的用于控制电源的方法，其中用于所述包络跟踪的所述开关频率相同或低于用于所述包络消除与恢复的开关频率，但是高于用于所述线性模式的所述开关频率。
46.根据权利要求44或45所述的用于控制电源的方法，其中所述线性模式包括功率电平跟踪模式。
47.一种用于控制电源的设备，包括：
级联连接装置，用于提供升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接，以从电池电压向射频功率放大器提供电源电压，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述射频功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开；
电池电压升高装置，用于控制所述升压型开关模式电源以将所述电池电压升高到至少所述降压型开关模式电源所需的输入电源电压；以及
第一控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个模式中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
48.根据权利要求47所述的用于控制电源的设备，还包括：
第二控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制降压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
49.根据权利要求47所述的用于控制电源的设备，还包括：
第三控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个开关频率中的一个开关频率中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
50.根据权利要求47、48或49之一所述的用于控制电源的设备，还包括：
第四控制装置，用于根据下列一个或多个条件，控制升压型开关模式电源以操作在至少两个分段模式中的一个中：所述功率放大器的操作模式、所述功率放大器的频带、调制方法以及所述功率放大器的传输功率。
51.一种用于控制电源的设备，包括：
级联连接装置，用于提供升压型开关模式电源和降压型开关模式电源的级联连接，以从电池电压向射频功率放大器提供电源电压，其中所述降压型开关模式电源和所述升压型开关模式电源中的至少一个包括具有至少两个并联开关的至少两个分段模式，使得在所述分段模式的第一个模式中，所述两个并联开关二者都以开关频率闭合和断开以向所述射频功率放大器提供最大负载电流，在所述分段模式中的第二个模式中，所述并联开关的第一个以所述开关频率闭合和断开；
电池电压升高装置，用于控制所述升压型开关模式电源以将所述电池电压升高到至少所述降压型开关模式电源所需的输入电源电压；以及
第一控制装置，用于当所述功率放大器操作在包络消除与恢复模式或包络跟踪模式中时，控制所述降压型开关模式电源以操作在较高的开关频率，并且当所述功率放大器操作在线性模式中时，控制所述降压型开关模式电源以操作在较低的开关频率。
52.根据权利要求51所述的用于控制电源的设备，其中用于所述包络跟踪的所述开关频率相同或低于用于所述包络消除与恢复的开关频率，但是高于用于所述线性模式的所述开关频率。
53.根据权利要求51所述的用于控制电源的设备，其中所述线性模式包括功率电平跟踪模式。
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