CN103532504A - 一种功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的功率放大器，所述控制电路通过VM0/VM1模式控制所述第一通路及第二通路的偏置电压，使所述第一通路及第二通路分别实现高功率模式、中功率模式及低功率模式；相比现有技术采用三路通路分别实现所述高功率模式、中功率模式及低功率模式，电路结构简单，并且可以避免引起较大的相位差。

Description

一种功率放大器

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，尤其涉及一种功率放大器。

背景技术

功率放大器（RFPA）广泛的应用在各种无线通信设备及电子系统中，如手机、路由器或其他移动终端等。例如应用于手机中的功率放大器，用于放大已经调制好的发射信号并获得满足要求的输出功率。手机与基站之间的电磁波传播不仅受通信距离的影响，还受到地形、地物的影响；为了使到达基站的信号大小基本稳定，故手机电路中的功率放大器一般会具有多功率模式。常用的功率模式一般分为三种：高功率模式、中功率模式和低功率模式。

传统的多模功率放大器电路如图1所示，当高功率模式时，只有第一开关S1导通，则高功率通路导通；当中功率模式时，只有第二开关S2与第四开关S4导通，则中功率通路导通；当低功率模式时，只有第三开关S3与第五开关S5导通，则低功率通路导通。

现有技术采用三路的形式，使得电路结构复杂；且各路之间即使有开关隔离相互之间的影响，也很容易引起大的相位误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种功率放大器，以解决现有技术中电路结构复杂与存在较大相位差的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种功率放大器，包括：

并联连接的第一通路与第二通路；

分别与所述第一通路及第二通路相连的控制电路，用于通过VM0/VM1模式控制所述第一通路及第二通路的偏置电压，以使所述功率放大器实现高功率模式、中功率模式或者低功率模式；

分别与所述第一通路及第二通路相连的供电电路。

优选的，所述第一通路包括：

输入端作为所述第一通路输入端的第一驱动级；所述第一驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述第一驱动级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述第一驱动级输出端相连的第一功率级；所述第一功率级的供电端与所述供电电路相连；所述第一功率级的控制端与所述控制电路相连；所述第一功率级的输出端为所述第一通路的输出端；

所述第二通路包括：

输入端作为所述第二通路输入端的第二驱动级；所述第二驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述第二驱动级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述第二驱动级输出端相连的第二功率级；所述第二功率级的供电端与所述供电电路相连；所述第二功率级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述第二功率级输出端相连的第一匹配网络；所述第一匹配网络的输出端为所述第二通路的输出端。

优选的，所述第一通路还包括：

连接于所述第一通路输入端与所述第一驱动级输入端之间的第一开关；

所述第二通路还包括：

连接于所述第二通路输入端与所述第二驱动级输入端之间的第二开关；

连接于所述第一匹配网络输出端与所述第二通路输出端之间的第三开关。

优选的，所述第一通路还包括：

输出端与所述第一通路及第二通路并联输入端相连的第二匹配网络；

连接于所述第一驱动级输出端与所述第一功率级输入端之间的第三匹配网络；

连接于所述第二通路输入端与所述第二驱动级输入端之间的第四匹配网络；

输入端与所述第一通路及第二通路并联输出端相连的第五匹配网路。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的功率放大器，所述控制电路通过VM0/VM1模式控制所述第一通路及第二通路的偏置电压，使所述第一通路及第二通路分别实现高功率模式、中功率模式及低功率模式；相比现有技术采用三路通路分别实现所述高功率模式、中功率模式及低功率模式，电路结构简单，并且可以避免引起较大的相位差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的功率放大器电路图；

图2为本发明实施例公开的功率放大器电路图；

图3为本发明另一实施例公开的功率放大器电路图；

图4为本发明另一实施例公开的功率放大器电路图；

图5为本发明另一实施例公开的功率放大器电路图；

图6为本发明另一实施例公开的功率放大器电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种功率放大器，以解决现有技术中电路结构复杂与存在较大相位差的问题。

具体的，如图2所示，包括：

并联连接的第一通路101与第二通路102；

分别与第一通路101及第二通路102相连的控制电路103；

分别与第一通路101及第二通路102相连的供电电路104。

具体的工作原理为：

供电电路104为第一通路101及第二通路102供电；控制电路103通过VM0/VM1模式控制第一通路101及第二通路102的偏置电压，使第一通路101及第二通路102实现不同的导通形式，以使所述功率放大器实现高功率模式、中功率模式或者低功率模式。

本实施例提供的功率放大器，通过控制电路103控制第一通路101及第二通路102实现不同的导通形式，以使所述功率放大器实现高功率模式、中功率模式或者低功率模式；相比现有技术采用三路通路分别实现所述高功率模式、中功率模式及低功率模式，电路结构简单，并且可以避免引起较大的相位差。

本发明另一实施例还提供了另外一种功率放大器，如图3所示，包括：

并联连接的第一通路101与第二通路102；

分别与第一通路101及第二通路102相连的控制电路103；

分别与第一通路101及第二通路102相连的供电电路104。

其中，第一通路101包括：

输入端作为第一通路101输入端的第一驱动级P1；第一驱动级P1的供电端与供电电路104相连；第一驱动级P1的控制端与控制电路103相连；

输入端与第一驱动级P1输出端相连的第一功率级U1；第一功率级U1的供电端与供电电路104相连；所述第一功率级U1的控制端与控制电路103相连；第一功率级U1的输出端为第一通路101的输出端；

第二通路102包括：

输入端作为第二通路102输入端的第二驱动级P2；第二驱动级P2的供电端与供电电路104相连；第二驱动级P2的控制端与控制电路103相连；

输入端与第二驱动级P2输出端相连的第二功率级U2；第二功率级U2的供电端与供电电路104相连；第二功率级U2的控制端与控制电路103相连；

输入端与第二功率级U2输出端相连的第一匹配网络W1；第一匹配网络W1的输出端为第二通路102的输出端。

具体的工作原理为：

当在高功率模式工作时，控制电路103通过VM0/VM1模式控制第一通路101的偏置电压使其第一驱动级P1和第一功率级U1导通，第二通路102的偏置电压使其第二驱动级P2和第二功率级U2不能开启，此时由第一匹配网络W1和第二功率级U2形成的阻抗为第一功率级U1阻抗的10倍以上，对第一通路101的影响很小，而且第一匹配网络W1能够有效的滤除第一通路101工作时产生的二阶谐波，提高第一通路101的工作效率。

当在中功率模式工作时，控制电路103通过VM0/VM1模式控制第一通路101的偏置电压使其第一驱动级P1和第一功率级U1不能开启，第二通路102的偏置电压使其第二驱动级P2和第二功率级U2开启导通，第一匹配网络W1起到阻抗变换的作用，使其达到最佳功率和效率。

当在低功率模式工作时，控制电路103通过VM0/VM1模式控制第一通路101的偏置电压使其第一驱动级P1和第一功率级U1不能开启，第二通路102的偏置电压使其第二驱动级P2和第二功率级U2开启导通的同时，其自身的偏置电压低于中功率模式时的偏置电压，从而降低电路的静态电流使其满足低功率模式的需求。

本实施例提供的功率放大器，通过控制电路103控制第一通路101及第二通路102实现不同的导通形式，以使所述功率放大器实现高功率模式、中功率模式或者低功率模式；相比现有技术采用三路通路分别实现所述高功率模式、中功率模式及低功率模式，电路结构简单，并且可以避免引起较大的相位差；而且，本实施例提供的功率放大器，相比现有技术省略了多个射频开关。

另外的，如图4所示，所示功率放大器中的第一通路101也可以还包括：

连接于第一通路101输入端与第一驱动级P1输入端之间的第一开关S1；

第二通路102还包括：

连接于第二通路102输入端与第二驱动级P2输入端之间的第二开关S2；

连接于第一匹配网络W1输出端与第二通路102输出端之间的第三开关S3。

本实施例内其他元器件的连接及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

优选的，本发明另一实施例还提供了另外一种功率放大器，如图5所示，第一通路101还包括：

输出端与第一通路101及第二通路102并联输入端相连的第二匹配网络W2；

连接于第一驱动级P1输出端与第一功率级U1输入端之间的第三匹配网络W3；

连接于第二通路102输入端与第二驱动级P2输入端之间的第四匹配网络W4；

输入端与第一通路101及第二通路102并联输出端相连的第五匹配网路W5。

具体的工作原理为：

各个匹配网络可以为单L网络、单C网络或者LC的网络。具体实施的LC网络图如图6所示；第二匹配网络W2用于第一通路101上的输入匹配，第二匹配网络W2和第四匹配网络W4用于第二通路102上的输入匹配。第三匹配网络W3是连接第一通路101上第一驱动级P1与第一功率级U1的级间匹配，用于将从第一功率级U1输入端的阻抗转换到一个更高的阻抗给到第一驱动级P1的输出端。第五匹配网路W5的功能主要用于将负载电阻转换到一个较低的阻抗以使第一通路101上第一功率级U1的输出功率和效率达到高功率模式的指标需求。第一匹配网络W1的功能主要用于阻抗变换把较低的阻抗变大以使第二通路102上第二功率级U2的输出功率和效率达到中功率模式或者低功率模式的指标需求。

本实施例内其他元器件的连接及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种功率放大器，其特征在于，包括：

并联连接的第一通路与第二通路；

分别与所述第一通路及第二通路相连的控制电路，用于通过VM0/VM1模式控制所述第一通路及第二通路的偏置电压，以使所述功率放大器实现高功率模式、中功率模式或者低功率模式；

分别与所述第一通路及第二通路相连的供电电路。

2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述第一通路包括：

输入端作为所述第一通路输入端的第一驱动级；所述第一驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述第一驱动级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述第一驱动级输出端相连的第一功率级；所述第一功率级的供电端与所述供电电路相连；所述第一功率级的控制端与所述控制电路相连；所述第一功率级的输出端为所述第一通路的输出端；

所述第二通路包括：

输入端作为所述第二通路输入端的第二驱动级；所述第二驱动级的供电端与所述供电电路相连；所述第二驱动级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述第二驱动级输出端相连的第二功率级；所述第二功率级的供电端与所述供电电路相连；所述第二功率级的控制端与所述控制电路相连；

输入端与所述第二功率级输出端相连的第一匹配网络；所述第一匹配网络的输出端为所述第二通路的输出端。

3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述第一通路还包括：

连接于所述第一通路输入端与所述第一驱动级输入端之间的第一开关；

所述第二通路还包括：

连接于所述第二通路输入端与所述第二驱动级输入端之间的第二开关；

连接于所述第一匹配网络输出端与所述第二通路输出端之间的第三开关。

4.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述第一通路还包括：

输出端与所述第一通路及第二通路并联输入端相连的第二匹配网络；

连接于所述第一驱动级输出端与所述第一功率级输入端之间的第三匹配网络；

连接于所述第二通路输入端与所述第二驱动级输入端之间的第四匹配网络；

输入端与所述第一通路及第二通路并联输出端相连的第五匹配网路。

Images