CN102571131A - 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端 - Google Patents

电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端 Download PDF

Info

Publication number
CN102571131A
CN102571131A CN2012100091317A CN201210009131A CN102571131A CN 102571131 A CN102571131 A CN 102571131A CN 2012100091317 A CN2012100091317 A CN 2012100091317A CN 201210009131 A CN201210009131 A CN 201210009131A CN 102571131 A CN102571131 A CN 102571131A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
unit
cpu
output
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100091317A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102571131B (zh
Inventor
胡东平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN201210009131.7A priority Critical patent/CN102571131B/zh
Priority to EP12864832.6A priority patent/EP2804442B1/en
Priority to KR1020147022259A priority patent/KR20140111342A/ko
Priority to US14/371,830 priority patent/US9166478B2/en
Priority to PCT/CN2012/073510 priority patent/WO2013104149A1/zh
Priority to JP2014551497A priority patent/JP2015510310A/ja
Publication of CN102571131A publication Critical patent/CN102571131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102571131B publication Critical patent/CN102571131B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/1607—Supply circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216—Continuous control
    • H03F1/0222—Continuous control by using a signal derived from the input signal
    • H03F1/0227—Continuous control by using a signal derived from the input signal using supply converters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/102—A non-specified detector of a signal envelope being used in an amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/004—Control by varying the supply voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/045—Circuits with power amplifiers with means for improving efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端，该无线通信终端包括基带、射频工作单元，以及与基带工作单元和射频工作单元均相连的直流电源变换器，还包括：电源装置、CPU和包络检波装置；电源装置，用于接收直流电源变换器提供的电压，向射频工作单元中的PA提供输出电压，以及接收CPU发送的控制信号，根据控制信号调整输出电压，使得输出电压满足PA输出信号的包络变化曲线；包络检波装置，用于实时检测PA输出信号的包络信号，并向CPU发送包络信号；CPU，用于接收直流电源变换器提供的电压，将包络检波装置发送的包络信号转换为控制信号，并向电源装置发送控制信号。本发明的方案可解决PA的功耗和散热问题。

Description

电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端
技术领域
本发明涉及电源管理领域，尤其涉及一种电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端。
背景技术
电源变换模块是数据卡产品的核心部分，对数据卡产品的性价比起决定性的作用。对电源技术的不断创新，电源技术的个性化需求，长期以来都是产品研发工程师关注和追逐的对象。传统的数据卡和数据卡的供电方式与电源管理方式如图1a所示，其主要特点体现在如下几个方面：
数据卡主要包括基带工作单元和射频(RF)工作单元，上述两个工作单元的供电由数据卡的外部输入电源经过单芯片直流电源变换器，输出合适的电源给基带和射频工作单元供电。
上述数据卡及其供电方式，具有结构简单，成本低廉等优点，但同时也存在几个方面的问题：
1、传统的数据卡电源输出功率不能动态适应负载变化，自动实时调整电源装置的输出功率，特别是在对RF电路中的大功率放大器(下文简称PA)的供电时，传统的数据卡电源装置及其管理方法，不能随放大器的输出负载变化进行动态调整，从而很难解决产品的功耗和散热问题。
2、在传统数据产品中，供电电源装置与主中央处理单元(CPU)之间的通信主要采用CPU的通用输入/输出(GPIO)口实现。即CPU需要使用一部分输入/输出(I/O)用于电源模块的参数检测，使用另一部分I/O实现对电源模块的控制。显然，当检测的参数或控制量增加时，CPU使用的I/O口也会急剧的增加。该方式还会增加系统的复杂性，占用比较多CPU硬件资源，同时也会增加电路板的物理空间，不便于终端产品的小型化设计。
3、在传统数据卡产品中，往往缺乏CPU对系统中核心部件，诸如电源变换装置，充电管理装置，进行实时监控与集中管理，增强系统的可靠性与系统的灵活性。
产品研发工程师希望使用一种能通过系统CPU对电源模块进行实时监控与管理的装置，解决上述问题的同时，还能增强系统的灵活性与可靠性问题。但是现有的技术方案无法很好地满足上述要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端，以解决目前数据卡等无线通信终端中的PA功耗和散热问题。
本发明实施例提供了一种无线通信终端，包括基带工作单元和射频工作单元，以及与所述基带工作单元和所述射频工作单元均相连的直流电源变换器，所述无线通信终端还包括：电源装置、中央处理单元(CPU)和包络检波装置，其中：
所述电源装置，用于接收所述直流电源变换器提供的电压，向所述射频工作单元中的功率放大器(PA)提供输出电压，以及接收所述CPU发送的控制信号，根据所述控制信号调整所述输出电压，使得所述输出电压满足所述PA输出信号的包络变化曲线；
所述包络检波装置，与所述射频工作单元相连，用于实时检测所述PA输出信号的包络信号，并向所述CPU发送所述包络信号；
所述CPU，分别与所述直流电源变换器、所述电源装置和所述包络检波装置相连，用于接收所述直流电源变换器提供的电压，将所述包络检波装置发送的所述包络信号转换为控制信号，并向所述电源装置发送所述控制信号。
优选地，所述CPU，还用于将通过所述无线通信终端的人机交互界面输入的信息转换为所述控制信号，并向所述电源装置发送所述控制信号。
优选地，所述CPU通过IIC总线与所述电源装置相连。
优选地，所述电源装置包括直流电源变换单元、电源输入检测单元、状态监测与逻辑控制单元和电源输出检测单元，其中：
所述直流电源变换单元，用于接收所述直流电源变换器输入的电压，向所述PA提供输出电压，以及接收所述状态监测与逻辑控制单元发送的逻辑控制信号，根据所述逻辑控制信号调整所述直流电源变换单元的输出电压；
所述电源输入检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输入信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输入检测结果；
所述电源输出检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输出信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输出检测结果；
所述状态监测与逻辑控制单元，用于接收所述CPU发送的控制信号，将所述电源输入检测单元发送的所述输入检测结果和所述电源输出检测单元发送的输出检测结果中的任一检测结果与所述控制信号进行比较，若二者不一致，则向所述直流电源变换单元发送逻辑控制信号。
优选地，所述状态监测与逻辑控制单元采用状态机实现。
本发明实施例还提供了一种电源装置，该装置包括直流电源变换单元、电源输入检测单元、状态监测与逻辑控制单元和电源输出检测单元，其中：
所述直流电源变换单元，用于接收直流电源变换器输入的电压，向负载提供输出电压，以及接收所述状态监测与逻辑控制单元发送的逻辑控制信号，根据所述逻辑控制信号调整所述直流电源变换单元的所述输出电压，使得所述输出电压满足所述负载的需求；
所述电源输入检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输入信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输入检测结果；
所述电源输出检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输出信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输出检测结果；
所述状态监测与逻辑控制单元，用于接收中央处理单元(CPU)发送的控制信号，将所述电源输入检测单元发送的所述输入检测结果和所述电源输出检测单元发送的输出检测结果中的任一检测结果与所述控制信号进行比较，若二者不一致，则向所述直流电源变换单元发送逻辑控制信号。
优选地，所述状态监测与逻辑控制单元采用状态机实现。
优选地，所述负载包括射频功率放大器。
本发明实施例还提供了一种电源装置管理电源的方法，该方法包括：
所述电源管理装置获得预期的工作参数；
所述电源管理装置实时获取提供给负载的输出电压，将所述输出电压与所述预期的工作参数进行比较，若二者一致，则继续为所述负载提供所述输出电压，若二者不一致，则根据所述预期的工作参数调整所述输出电压，使得所述输出电压满足所述负载的需求。
优选地，所述电源管理装置获得预期的工作参数包括：
所述电源管理装置接收中央处理单元(CPU)发送的根据负载的信号或获得的用户需求信息转换成的预期的工作参数。
上述电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端，可以灵活地与拥有强大的软件硬件资源的CPU进行通信，实现对电源的实时检测与控制，实现了多种多样的电源管理需求，可以降低无信通信终端的电源功耗，较好地解决了无信通信终端的散热问题。
附图说明
图1a是传统数据卡架构及其供电方式图；
图1b是本发明具有IIC接口电源装置供电的数据卡架构图；
图2是本发明具有IIC接口的电源装置的结构示意图；
图3是本发明具有IIC接口的电源装置管理电源的流程图；
图4是本发明具有IIC接口的电源装置的数据卡电源管理具体实施例；
图5是传统的RF工作单元PA工作电源VCC示意图；
图6是实施本发明具有IIC接口的电源装置的数据卡电源管理的PA供电电源VCC示意图；
图7是使用本发明装置的数据卡PA供电电流曲线与传统供电方式的比较图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例提供了一种无线通信终端，包括基带工作单元和射频工作单元，以及与所述基带工作单元和所述射频工作单元均相连的直流电源变换器，所述无线通信终端还包括：电源装置、中央处理单元(CPU)和包络检波装置，其中：
所述电源装置，位于所述直流电源变换器和所述射频工作单元之间，用于接收所述直流电源变换器提供的电压，向所述射频工作单元中的功率放大器(PA)提供输出电压，以及接收所述CPU发送的控制信号，根据所述控制信号调整所述输出电压，使得所述输出电压满足所述PA输出信号的包络变化曲线；
所述包络检波装置，与所述射频工作单元相连，用于实时监测所述PA输出信号的包络信号，并向所述CPU发送所述包络信号；
所述CPU，分别与所述直流电源变换器、所述电源装置和所述包络检波装置相连，用于接收所述直流电源变换器提供的电压，将所述包络检波装置发送的所述包络信号转换为控制信号，并向所述电源装置发送所述控制信号。
其中，所述CPU，还用于将通过所述数据卡的人机交互界面输入的信息转换为所述控制信号，并向所述电源装置发送所述控制信号。
优选地，所述CPU通过IIC(Inter Integrated Circuit)总线与所述电源装置相连。
上述无线通信终端可以为数据卡或其他产品，下面以数据卡为例对本发明实施例的技术方案进行详细描述：
如图1b所示，是本发明具有IIC接口电源装置供电的数据卡架构图，该数据卡包括：基带工作单元11、RF工作单元12、直流电源变换器13、CPU14和具有IIC总线的电源装置15。其中，细黑线表示通信产品的数据传输路径，粗黑线路表示供电路径，细虚线表示CPU监控管理各个功能模块的总线。基带工作单元的数据输入端通过USB线接USB插座，基带工作单元的输出端与RF工作单元的输入端相连，RF工作单元的输出端通过天线接口连接到通信发射天线。数据卡5V输入电源首先送给直流电源变换器，经过变换后的直流电源分别给基带工作单元、CPU和具有IIC总线的电源装置。其中，具有IIC总线的电源装置给RF工作单元中的功率放大器(下文中简称PA)供电。主CPU通过IIC总线与上述电源装置建立通信，通过监控与管理总线与RF工作单元和基带工作单元相连接，进行监控与管理RF工作单元和基带工作供电的工作状态。
上述数据卡中的具有IIC总线的电源装置，具体包括：直流电源变换单元151、电源输入检测单元152、状态监测与逻辑控制单元153和电源输出检测单元154，如图2所示，其中：
上述直流电源变换单元，其输入端与供电电源相连，其输出端连接电源负载，实现将输入电源变换成满足负载要求的输出电源；该单元还包括一个受控输入接口，用于接收状态监测与逻辑控制单元发送的逻辑控制信号；具体地，用于接收所述直流电源变换器输入的电压，向所述PA提供输出电压，以及接收所述状态监测与逻辑控制单元发送的逻辑控制信号，根据所述逻辑控制信号调整所述直流电源变换单元的输出电压；
上述电源输入检测单元，其输入端与所述直流电源变换单元的输入端相连，其输出端连接到状态检测与逻辑控制单元，用于对直流电源变换单元的输入信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输入检测结果；
上述电源输出检测单元，其输入端与所述直流电源变换单元的输出端相连，其输出端口连接到状态检测与逻辑控制单元，用于对直流电源变换单元的输出信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输出检测结果；
上述状态监测与逻辑控制单元，其输入端分别与所述电源输入检测单元、电源输出检测单元相连接，其输出端与直流电源变换单元相连，用于对所述电源输入检测单元的检测结果和所述电源输出检测单元的检测结果进行寄存；将所述电源输入检测单元发送的所述输入检测结果和所述电源输出检测单元发送的输出检测结果中的任一检测结果与所述控制信号进行比较，若二者不一致，则向所述直流电源变换单元发送逻辑控制信号，实现对直流电源变换单元的状态控制等功能。
上述数据卡进行电源管理过程如下：
电源装置给RF工作单元的PA供电，CPU通过监控与管理总线实时地检测PA的输出信号的包络，通过CPU软件算法将包络信号转换为控制信号，通过IIC总线将该控制信号传输给上述具有IIC总线接口的电源装置，使具有IIC总线接口的电源装置的输出电压幅度跟随PA的输出信号的包络曲线变化，从而可以提高PA的工作效率，达到节省数据卡PA的功耗及散热的作用。
上述具有IIC总线接口的电源装置给数据卡供电，可以采用软件和硬件结合的方式，能真正实现电源与负载，电源与产品最终用户之间的实时动态交互，从而解决产品的功耗与散热等问题。另外，采用IIC总线接口实现CPU与电源装置的通信，则检测与控制I/O可实现复用，即只需要占用两个I/O口，且不会随着检测或控制量的增加而增加，较好地克服了现有技术中存在的电源管理方式大多采用硬件配置，不够灵活的缺陷。
另外，本发明实施例还提供了一种电源装置，该电源装置的结构与上述数据卡中的电源装置的结构相同，如图2所示，此处不再赘述；需要说明的是，图1中RF工作单元中的PA是图2中的负载的一种实例，本领域的技术人员知道该负载可以替换为其他器件或设备。
本发明实施例还提供了一种电源装置管理电源的方法，该方法包括：
步骤一、所述电源管理装置获得预期的工作参数；
步骤二、所述电源管理装置实时获取提供给负载的输出电压，将所述输出电压与所述预期的工作参数进行比较，若二者一致，则继续为所述负载提供所述输出电压，若二者不一致，则根据所述预期的工作参数调整所述输出电压，使得所述输出电压满足所述负载的需求。
如图3所示，是本发明具有IIC接口的电源装置管理电源的流程图，无特殊说明情况下，图中左侧可以理解为CPU的对具有IIC接口的电源装置的控制与管理流程图，主要通过CPU的软件来实现(相当于上述步骤一)，图中右侧可以理解为具有IIC接口的电源装置的工作过程，及其与外部的信息(包括用户的手动设置，负载参数等)交互过程，使用具有IIC接口的电源装置的硬件电路来实现(相当于上述步骤二)。
具有IIC接口的电源装置工作过程如下：
步骤301a、电源装置初始上电；
步骤302a、通过硬件电路设置的方式，配置电源瞬间的电源默认输出为3.6V-4.2V；
电源装置上电后电源工作在初始默认状态，输出默认的电压、电流参数；电源装置内部参数寄存器进入复位状态，并清空寄存器中的值；嵌入式IIC总线接口，初始化IIC总线并准备好与实施电源管理的主CPU进行通信。
步骤303a、电源输入/输出参数检测单元将实时采集的参数传送给状态、参数寄存器中，供主CPU进行实时查询，实施电源管理的主CPU通过IIC总线读取状态与参数寄存器中的参数，获取电源的工作状态；
步骤304a、具有IIC接口的电源装置中的状态监测与逻辑控制单元(用状态机来实现)，通过IIC总线接受CPU传递过来的控制参数，通过比较CPU传送过来的控制参数与电源装置自身检测到的DC/DC直流变换单元的状态参数是否一致，来判断是否需要对DC/DC直流变换单元的输出参数进行相应的调整，使之适应负载的动态变换和用户参数设置，如果不需要，则转向步骤302a，按照默认方式输出直流电源给负载供电，否则，执行步骤305a，同时，继续获取直流变换单元的状态参数；
步骤305a、按照CPU控制参数的要求，或者用户手动设置的参数输出直流电源给负载供电。
包含该上述电源装置的数据卡中，需要CPU通过软件方式来实现电源管理的功能。其中CPU和电源装置，通过IIC总线建立通信联系。CPU通过软件的方式对具有IIC总线接口的电源装置实现的电源管理，其过程如下所示：
步骤301b、CPU开启电源管理模块；
步骤302b、CPU电源管理模块初始化IIC总线，与具有IIC总线接口的电源装置建立通信，通过IIC总线读取电源工作状态参数；
步骤303b、CPU既可以接受电源用户的需求信息，例如电源处于对电池进行充电状态，用户可以通过本发明所述的数据卡中的人机界面对诸如：充电电流大小进行设置，对充电时间等参数进行设置；或者接受供电负载的变化动态信息，这些信息主要包括负载的功耗曲线，电流或电压需要曲线等；
步骤304b、CPU将电源工作状态信息、电源用户需求信息和电源供电负载变化信息等进行综合判断，判断是否需要对电源输出参数进行调整，如果不需要调整，返回步骤302b，如果需要调整，执行步骤305b；
步骤305b、CPU输出电源控制参数，通过IIC总线传输给具有IIC总线接口的电源装置，使输出电源满足要求。
其中对输出电压幅值的调整差数和输出电压幅值的检测参数，采两个6bit的寄存器R[7:2]进行寄存。电源最小输出电压3.5V，最大输出电压4.44V。即最大值4.44V对应HEX数“62”；3.5V对应HEX数“00”。寄存器的每个最小逻辑状态对应的所述电源输出电压的最小值0.02V，即输出电压调整的最小分辨率是0.02V。因此，在CPU中设置一张对应数据表格(下称输出电压映射表)将一组寄存器值与输出电压值进行映射，对应关系如上文所述，CPU通过查表获取电源输出电压对应的寄存器设置值，或者通过读取电源变换器中的参数寄存器值，通过查找表获取电源的实际输出电压值。
为了进一步说明本发明的电源装置及包含电源装置的数据卡的结构，下面以一个具体实施例进行说明，如图4所示：
该实施例中，USB总线接口输入的5V电源(以下简称为VBUS)送给具有IIC总线的电源装置401，电源装置变换后的输出电压(3.5V-4.4V)经直流电源变换单元的输出端(简称SW)输出给储能电感(L0)的一端，L0的另一端连接到RSNS的一端，RSNS的另一端到开关管Q的漏极，开关管Q的源极连接到负载PA供电的供电端(以下简称为VCC)，同时还可以连接到带充电功能的电池进行充电。开关管Q的栅极连接到系统CPU402的GPIO。所述CPU可以通过该GPIO实施对PA和充电电池供电的开/关功能。所述的RSNS为电源输出电流参数检测器件，将输出电流转换为电压送给所述电源变换器进行输出参数检测；电源变换器的IIC接口时钟信号(SCL)，双向数据线(SDA)连接到所述系统CPU的IIC总线接口或者普通GPIO管脚；电源变换器的充电状态指示信号(STAT)连接到所述系统CPU的另外一个GPIO口，用于监控该电源变换器给电池负载充电的状态，所述的电源变换器处于充电状态，该信号输出逻辑高电平，充电结束，该信号输出逻辑低电平。包络检波装置403的输入端连接到RF功率放大器(下简称PA)404的输出端，所述包络检波装置的输出端连接到所述系统CPU的高速模数转换器(ADC)的输入端。
按照传统的电源管理设计方案，则有：PA在工作过程中从供电电源吸收的电流基本保持不变，即使VCC电压发生变化；如果PA输出更高电平信号，PA为保持线性度也必须提供更高的VCC电压值；如果PA的供电电压VCC保持不变，这样PA就要求必须有最够的线性度，使得PA输出最大功率电平满足系统要求，对信号功率放大不会产生失真等。所以对PA本身提出比较高的要求。然而在目前PA本身的性能没有突破性提高的前提下要保持PA的线性度，必然要电源始终都保持比较高的VCC电压提供，如图5所示，而PA的需求电流基本保持好不变。在这种设计中PA的效率曲线，表现为在PA输出功率电平越高，PA的效率就越高，而PA输出功率电平越低，PA的转换效率越低(要求VCC有更高的电压)。这对于产品的散热和降低功耗是极其不利的。
而如图4所示，将PA的VCC连接到具有IIC总线接口的电源装置上，PA的供电电源与主CPU建立通信，且受CPU的实时控制，包络检波装置将RF工作单元中PA输出信号进行取样，然后将取样的信号进行幅度检波。包络检波装置的检波输出包络信号送给CPU的ADC接口，ADC接口对检波信号进行高速采样A/D转换，即对包络信号进数字化处理，A/D数字化后的bite位数据存储到CPU的存储区中，CPU实时将包络信号转换成的数字bite位数据与上文所述的输出电压映射表中的数据进行比较，即需搜寻出等于或略大于自己的数据。然后，CPU将电压映射表中的该数据通过IIC总线写入电源装置中，使得电源装置中的输出电压跟随PA输出信号的幅度进行调整，图4所示的供电VCC的波形如图6所示。因此，电源装置的输出电压就可以实时的跟随PA输出信号的幅度进行自动调整了。这样就可以提高如图4所示的PA供电电源即具有IIC总线的电源装置到RF工作单元中PA输出之间的转换效率，从而减少PA本身的功耗，降低PA的发热量，延长电源装置的使用寿命。
总之，具有IIC总线的电源装置可以灵活地与拥有强大的软件硬件资源的CPU进行通信，实现对电源的实时检测与控制，实现多种多样的电源管理需求，可以降低数据卡的电源功耗，较好地解决了例如数据卡等无信通信终端的散热问题。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种无线通信终端，包括基带工作单元和射频工作单元，以及与所述基带工作单元和所述射频工作单元均相连的直流电源变换器，其特征在于，所述无线通信终端还包括：电源装置、中央处理单元(CPU)和包络检波装置，其中：
所述电源装置，用于接收所述直流电源变换器提供的电压，向所述射频工作单元中的功率放大器(PA)提供输出电压，以及接收所述CPU发送的控制信号，根据所述控制信号调整所述输出电压，使得所述输出电压满足所述PA输出信号的包络变化曲线；
所述包络检波装置，与所述射频工作单元相连，用于实时检测所述PA输出信号的包络信号，并向所述CPU发送所述包络信号；
所述CPU，分别与所述直流电源变换器、所述电源装置和所述包络检波装置相连，用于接收所述直流电源变换器提供的电压，将所述包络检波装置发送的所述包络信号转换为控制信号，并向所述电源装置发送所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信终端，其特征在于：
所述CPU，还用于将通过所述无线通信终端的人机交互界面输入的信息转换为所述控制信号，并向所述电源装置发送所述控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的无线通信终端，其特征在于：
所述CPU通过IIC总线与所述电源装置相连。
4.根据权利要求3所述的无线通信终端，其特征在于：
所述电源装置包括直流电源变换单元、电源输入检测单元、状态监测与逻辑控制单元和电源输出检测单元，其中：
所述直流电源变换单元，用于接收所述直流电源变换器输入的电压，向所述PA提供输出电压，以及接收所述状态监测与逻辑控制单元发送的逻辑控制信号，根据所述逻辑控制信号调整所述直流电源变换单元的输出电压；
所述电源输入检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输入信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输入检测结果；
所述电源输出检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输出信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输出检测结果；
所述状态监测与逻辑控制单元，用于接收所述CPU发送的控制信号，将所述电源输入检测单元发送的所述输入检测结果和所述电源输出检测单元发送的输出检测结果中的任一检测结果与所述控制信号进行比较，若二者不一致，则向所述直流电源变换单元发送逻辑控制信号。
5.根据权利要求4所述的无线通信终端，其特征在于：
所述状态监测与逻辑控制单元采用状态机实现。
6.一种电源装置，其特征在于，该装置包括直流电源变换单元、电源输入检测单元、状态监测与逻辑控制单元和电源输出检测单元，其中：
所述直流电源变换单元，用于接收直流电源变换器输入的电压，向负载提供输出电压，以及接收所述状态监测与逻辑控制单元发送的逻辑控制信号，根据所述逻辑控制信号调整所述直流电源变换单元的所述输出电压，使得所述输出电压满足所述负载的需求；
所述电源输入检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输入信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输入检测结果；
所述电源输出检测单元，用于对所述直流电源变换单元的输出信号进行检测，并向所述状态监测与逻辑控制单元发送输出检测结果；
所述状态监测与逻辑控制单元，用于接收中央处理单元(CPU)发送的控制信号，将所述电源输入检测单元发送的所述输入检测结果和所述电源输出检测单元发送的输出检测结果中的任一检测结果与所述控制信号进行比较，若二者不一致，则向所述直流电源变换单元发送逻辑控制信号。
7.根据权利要求6所述的电源装置，其特征在于：
所述状态监测与逻辑控制单元采用状态机实现。
8.根据权利要求6或7所述的电源装置，其特征在于：
所述负载包括射频功率放大器。
9.一种电源装置管理电源的方法，其特征在于，该方法包括：
所述电源管理装置获得预期的工作参数；
所述电源管理装置实时获取提供给负载的输出电压，将所述输出电压与所述预期的工作参数进行比较，若二者一致，则继续为所述负载提供所述输出电压，若二者不一致，则根据所述预期的工作参数调整所述输出电压，使得所述输出电压满足所述负载的需求。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述电源管理装置获得预期的工作参数包括：
所述电源管理装置接收中央处理单元(CPU)发送的根据负载的信号或获得的用户需求信息转换成的预期的工作参数。
CN201210009131.7A 2012-01-12 2012-01-12 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端 Active CN102571131B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210009131.7A CN102571131B (zh) 2012-01-12 2012-01-12 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端
EP12864832.6A EP2804442B1 (en) 2012-01-12 2012-04-05 Power supply device, method for managing power supply thereof and wireless communication terminal
KR1020147022259A KR20140111342A (ko) 2012-01-12 2012-04-05 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말
US14/371,830 US9166478B2 (en) 2012-01-12 2012-04-05 Power supply device, method for managing power supply thereof and wireless communication terminal
PCT/CN2012/073510 WO2013104149A1 (zh) 2012-01-12 2012-04-05 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端
JP2014551497A JP2015510310A (ja) 2012-01-12 2012-04-05 電源装置及びそれによる電源の管理方法並びに無線通信端末

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210009131.7A CN102571131B (zh) 2012-01-12 2012-01-12 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102571131A true CN102571131A (zh) 2012-07-11
CN102571131B CN102571131B (zh) 2017-02-15

Family

ID=46415705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210009131.7A Active CN102571131B (zh) 2012-01-12 2012-01-12 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9166478B2 (zh)
EP (1) EP2804442B1 (zh)
JP (1) JP2015510310A (zh)
KR (1) KR20140111342A (zh)
CN (1) CN102571131B (zh)
WO (1) WO2013104149A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872751A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 中怡(苏州)科技有限公司 供电装置及无线网络通信系统
CN107196614A (zh) * 2017-05-22 2017-09-22 湖北凯乐科技股份有限公司 兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置
WO2019084743A1 (zh) * 2017-10-31 2019-05-09 骆武宁 通信控制电源
CN115102568A (zh) * 2022-07-12 2022-09-23 东集技术股份有限公司 射频电路、控制方法、装置、射频读写设备及存储介质

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201526491A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 Ibm 電源供應系統的效率調整
CN104391556A (zh) * 2014-11-13 2015-03-04 英业达科技有限公司 电源保护装置及方法
CN111800305B (zh) * 2019-04-09 2023-12-15 中兴通讯股份有限公司 一种散热测试方法及系统和发热装置
CN111817538B (zh) * 2020-07-15 2021-10-01 中国核动力研究设计院 两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器和应用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1759532A (zh) * 2003-02-19 2006-04-12 努吉拉有限公司 高效放大
CN102118516A (zh) * 2011-01-13 2011-07-06 中兴通讯股份有限公司 电源管理芯片输出电压的控制方法和系统
CN102136846A (zh) * 2010-01-21 2011-07-27 无锡里外半导体科技有限公司 电源管理装置和方法
CN102148563A (zh) * 2010-02-10 2011-08-10 华为技术有限公司 一种跟踪电源、电源控制方法及通信设备
CN102196336A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 哈曼国际工业有限公司 音频电源管理系统
US20110285461A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Lg Electronics Inc. Mobile terminal and method of controlling a driving voltage of a power amplifier therein

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2689011B2 (ja) * 1990-02-13 1997-12-10 日本電信電話株式会社 線形送信装置
JPH05267941A (ja) * 1992-03-18 1993-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 高効率型高周波電力増幅器
JP3136382B2 (ja) * 1992-10-19 2001-02-19 京セラ株式会社 線形送信装置
JP2842267B2 (ja) * 1994-12-30 1998-12-24 日本電気株式会社 携帯無線機
JP3249418B2 (ja) * 1997-02-27 2002-01-21 三洋電機株式会社 電源装置、無線装置
JP3438126B2 (ja) * 1997-10-31 2003-08-18 富士通アクセス株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
US6141541A (en) * 1997-12-31 2000-10-31 Motorola, Inc. Method, device, phone and base station for providing envelope-following for variable envelope radio frequency signals
US6407634B1 (en) * 2000-06-16 2002-06-18 Motorola, Inc. Linear envelope tracking RF power amplifier with adaptive analog signal processing
US6683496B2 (en) 2001-08-20 2004-01-27 Harris Corporation System and method for minimizing dissipation in RF power amplifiers
JP2003124839A (ja) * 2001-09-28 2003-04-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 送受信方法、送受信カードおよび携帯情報端末
JP2003133972A (ja) * 2001-10-29 2003-05-09 Fujitsu Ltd 無線送信機を有する電子装置
JP3838547B2 (ja) * 2001-12-11 2006-10-25 株式会社ルネサステクノロジ 高周波電力増幅回路用の電源装置
KR100553252B1 (ko) 2002-02-01 2006-02-20 아바고테크놀로지스코리아 주식회사 휴대용 단말기의 전력 증폭 장치
JP2003235252A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Toyota Motor Corp 電源回路
JP3865224B2 (ja) * 2002-03-15 2007-01-10 株式会社デンソー 電動パワーステアリング装置
US6914487B1 (en) * 2002-04-19 2005-07-05 National Semiconductor Corporation Method and system for providing power management in a radio frequency power amplifier using adaptive envelope tracking
JP2003330549A (ja) * 2002-05-10 2003-11-21 Hitachi Ltd 半導体集積回路、電源回路及び情報記録媒体
WO2004070941A2 (en) 2003-02-03 2004-08-19 Arizona Board Of Regents Monolithic supply-modulated rf power amplifier and dc-dc power converter ic
US7276966B1 (en) 2003-10-28 2007-10-02 Stmicroelectronics N.V. Radio frequency envelope apparatus and method
JP2005223552A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Sharp Corp 無線通信用回路、および、それを用いた無線通信装置
JP4497470B2 (ja) * 2004-09-17 2010-07-07 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 高周波電力増幅装置および送信装置
US7446514B1 (en) * 2004-10-22 2008-11-04 Marvell International Ltd. Linear regulator for use with electronic circuits
US8300372B2 (en) * 2006-04-04 2012-10-30 Cerus Industrial Corporation Apparatus, system, and/or method for protection and control of an electrical device
US20080003962A1 (en) 2006-06-30 2008-01-03 Wai Lim Ngai Method and apparatus for providing adaptive supply voltage control of a power amplifier
JP4899696B2 (ja) * 2006-07-31 2012-03-21 富士通株式会社 通信装置、中継装置、通信システム、通信方法及び通信プログラム
JP2009088620A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Rohm Co Ltd 無線通信端末およびその制御方法
WO2009059459A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Texas Instruments Incorporated A power regulator system with current limit independent of duty cycle and its regulation method
US20090323985A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Qualcomm Incorporated System and method of controlling power consumption in response to volume control
JP2010074407A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Toshiba Corp バイアス制御装置
US7872527B2 (en) * 2009-03-31 2011-01-18 Qualcomm, Incorporated Power supply control system and method with variable post-regulation
JP5882574B2 (ja) * 2009-12-10 2016-03-09 キヤノン株式会社 高圧電源装置およびそれを備えた画像形成装置
US8174313B2 (en) * 2010-05-17 2012-05-08 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Apparatus and method for controlling power amplifier
JP5735758B2 (ja) * 2010-05-25 2015-06-17 キヤノン株式会社 電圧トランス式高圧電源装置、高圧電源装置、及び画像形成装置
US8183917B2 (en) * 2010-06-04 2012-05-22 Quantance, Inc. RF power amplifier circuit with mismatch tolerance
CN102299567B (zh) * 2010-06-24 2013-11-06 海尔集团公司 电子装置及其无线供电系统、无线供电方法
CN102075149B (zh) * 2010-12-03 2013-01-23 哈尔滨工业大学深圳研究生院 多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1759532A (zh) * 2003-02-19 2006-04-12 努吉拉有限公司 高效放大
CN102136846A (zh) * 2010-01-21 2011-07-27 无锡里外半导体科技有限公司 电源管理装置和方法
CN102148563A (zh) * 2010-02-10 2011-08-10 华为技术有限公司 一种跟踪电源、电源控制方法及通信设备
CN102196336A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 哈曼国际工业有限公司 音频电源管理系统
US20110285461A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Lg Electronics Inc. Mobile terminal and method of controlling a driving voltage of a power amplifier therein
CN102118516A (zh) * 2011-01-13 2011-07-06 中兴通讯股份有限公司 电源管理芯片输出电压的控制方法和系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872751A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 中怡(苏州)科技有限公司 供电装置及无线网络通信系统
CN103872751B (zh) * 2012-12-18 2016-12-28 中磊电子（苏州）有限公司 供电装置及无线网络通信系统
CN107196614A (zh) * 2017-05-22 2017-09-22 湖北凯乐科技股份有限公司 兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置
WO2019084743A1 (zh) * 2017-10-31 2019-05-09 骆武宁 通信控制电源
CN115102568A (zh) * 2022-07-12 2022-09-23 东集技术股份有限公司 射频电路、控制方法、装置、射频读写设备及存储介质
CN115102568B (zh) * 2022-07-12 2023-10-24 东集技术股份有限公司 射频电路、控制方法、装置、射频读写设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN102571131B (zh) 2017-02-15
WO2013104149A1 (zh) 2013-07-18
KR20140111342A (ko) 2014-09-18
EP2804442B1 (en) 2018-08-15
US9166478B2 (en) 2015-10-20
US20140355715A1 (en) 2014-12-04
EP2804442A4 (en) 2015-09-30
JP2015510310A (ja) 2015-04-02
EP2804442A1 (en) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102571131A (zh) 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端
CN103545865B (zh) 用于在移动终端中供电的设备和方法
CN204559536U (zh) 切换电路和充电设备
US20210313822A1 (en) Wireless charging method and device to be charged
CN103219753B (zh) 通过音频接口向外部设备供电和通讯的方法和智能终端
WO2014180257A1 (zh) 一种实现快速充电的方法、适配器、终端及系统
CN107994627B (zh) 一种基于TypeC协议和PD协议的移动电源控制装置
CN107995166B (zh) 一种多协议快充适配器及适配方法
WO2014187415A1 (zh) 一种充电电缆及充电系统
CN105098890B (zh) 充电数据线及充电器
CN110988730A (zh) 一种移动电源老化测试系统及其数字式可编程电源
CN201909987U (zh) 基于串行总线的恒流电源组网系统
CN110492569B (zh) 移动电源及其控制方法、装置
CN204858641U (zh) 充电数据线及充电器
CN116231787A (zh) 一种充放电控制方法、装置、终端设备及存储介质
CN113672067B (zh) 雷电扩展坞及配置装置
CN107911876A (zh) 具有参数记录功能的太阳能辅助供电无线接入点
CN111614131B (zh) 电子设备和放电控制方法
CN208623661U (zh) 一种超低功耗nbiot-串口透传转换模块
CN205912051U (zh) 一种针对usb微波功率探头的无线扩展装置
CN113311733B (zh) 一种多传感器信息采集系统
CN108196481A (zh) 一种供电调节方法和电子设备
CN103746420B (zh) 移动终端无线充电电路
CN202177897U (zh) 一种嵌入式设备
CN201904624U (zh) 可编程节能电子负载

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant