CN107466439A - 快速启动高电压升压 - Google Patents

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Abstract

在一种实现方式中，电压升压组件包括：升压转换器，其具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件。电压升压组件还包括：传感器组件，其被提供以响应于检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值，生成快速启动使能信号。电压升压组件还包括：快速启动模块，其响应于快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动升压转换器，并且使得升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对设置在输出处的电容性元件进行充电。

Description

快速启动高电压升压
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2015年2月14日提交的标题为“QUICK-START HIGH-VOLTAGEBOOST”的第62/116,415号美国临时申请的优先权，特此通过引用将其公开明确地全部并入本文。
技术领域
本申请涉及射频(RF)应用中的功率放大器。
背景技术
在各种通信网络中广泛地使用功率放大器(PA)，以设置由一个设备发射到另一个设备的携带信息的信号的发射功率大小。例如，功率放大器用于设置由光通信网络中的脉冲激光器所发射的脉冲能量。在诸如基站、转发器和移动客户端设备(例如移动电话、智能电话、平板计算机等)这样的无线载波网络设备的射频(RF)前端部件中也使用功率放大器，以设置通过天线所发射的无线信号的功率大小。在家庭和办公室的局域网中也使用PA，以支持服务器、计算机、膝上型计算机以及诸如影印机和打印机这样的外围设备的有线连接和无线连接两者。
在一些实现方式中，在PA输出电压应当大于其输入电压时，PA使用升压转换器进行直流到直流(DC-to-DC)功率转换。典型地，带有经补偿的误差放大器的升压转换器具有固有的软启动(soft-start)特征。随着在误差放大器输出处的电容器被缓慢地充上电，升压的占空比缓慢地增加，导致升压输出电压的缓慢增加。在一些实现方式中，为了使用升压转换器对高电压PA供电，升压转换器被指定为以570mV/μs的速率斜坡上升(ramp up)，以避免在PA输出处的任何信号失真。升压输出电压的快速的斜坡率(ramp-rate)不仅限制输出电容器的值，而且对电路设计和架构提出挑战，以抵制误差放大器的缓慢软启动性质。
发明内容
根据多种实现方式，本申请涉及一种电压升压组件，其包括：升压转换器，其具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件。该电压升压组件还包括：传感器组件，其被提供以响应于检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值而生成快速启动使能信号。该电压升压组件还包括：快速启动模块，其响应于快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动升压转换器，并且使得所述升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对设置在所述输出处的电容性元件进行充电。
在一些实现方式中，电感性元件被提供以建立输出电流电平。
在一些实现方式中，检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值包括：检测到基准电压指示需要有比升压转换器的当前的电输出高至少10％的电输出(例如，输出电压)。
在一些实现方式中，检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值包括：检测到基准电压指示需要有比升压转换器的当前的电输出高至少20％的电输出(例如，输出电压)。
在一些实现方式中，快速启动模块包括：充电电路，其被提供以对电容性元件进行充电，使得相关联的误差放大器的电输出(例如，输出电压)响应于快速启动使能信号而满足第三阈值。在一些实现方式中，与能够在误差放大器的输出处所维持的高电压电平相关地表征第三阈值。
在一些实现方式中，快速启动模块包括：饱和限制电路，其被提供以限制通过电感性元件的电流，以响应于快速启动使能信号，建立输出电流。在一些实现方式中，通过电感性元件的电流被限制到由电感性元件的饱和条件所表征的水平。
在一些实现方式中，快速启动模块包括：纹波控制模块，其被提供以通过响应于快速启动使能信号调整开关频率来减少输出电流电平中的电流纹波。在一些实现方式中，纹波控制模块包括：振荡器，其提供响应于快速启动使能信号而增加的开关频率。
在一些实现方式中，通过可用于对电容性元件进行充电的电流水平来表征第二阈值。
在一些实现方式中，传感器组件被配置为响应于确定升压转换器的电输出已经满足第四阈值而关断快速启动使能信号。在一些实现方式中，第四阈值为设定点(set-point)输出水平的大约95％。
在一些实现方式中，本申请涉及一种模块，其包括被配置为容纳多个部件的封装基板。该模块还包括功率放大器。该模块还包括：电压升压组件，包括被配置用于在基板的至少一部分上所包括的功率放大器的升压转换器，升压转换器具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件。电压升压组件还包括：传感器组件，其被提供以响应于检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值而生成快速启动使能信号。所述电压升压组件还包括：快速启动模块，其响应于快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动升压转换器，并且使得升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对设置在输出处的电容性元件进行充电。
在一些实现方式中，快速启动模块包括：充电电路，其被提供以对电容性元件进行充电，使得相关联的误差放大器的电输出响应于快速启动使能信号而满足第三阈值。
在一些实现方式中，快速启动模块包括：饱和限制电路，其被提供以限制通过电感性元件的电流，以响应于快速启动使能信号，建立输出电流电平。
在一些实现方式中，快速启动模块包括：纹波控制模块，其被提供以响应于快速启动使能信号，通过开关频率的调整来减少输出电流电平中的电流纹波。
在一些实现方式中，快速启动模块被配置为响应于确定升压转换器的电输出已经满足第三阈值而关断快速启动使能信号。
在一些实现方式中，该模块是功率放大器模块(PAM)或前端模块(FEM)中的至少一个。根据一些实现方式，该模块的电压升压组件包括在本文中所描述的任何电压升压组件的功能和/或特征。
根据一些教导，本申请涉及一种射频(RF)设备，其包括生成RF信号的收发器。该RF设备还包括与收发器通信的前端模块(FEM)，FEM包括被配置为容纳多个部件的封装基板，FEM还包括在封装基板上的电压升压组件，电压升压组件包括：升压转换器，其具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件；电压升压组件包括：传感器组件，其被提供以响应于检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值，生成快速启动使能信号；并且电压升压组件还包括：快速启动模块，其响应于快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动所述升压转换器，并且使得所述升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对布置在输出处的电容性元件进行充电。该RF设备还包括与FEM通信的天线，天线被配置为发射经放大的RF信号。
在一些实现方式中，该RF设备包括无线设备。在一些实现方式中，无线设备包括基站、转发器、蜂窝电话、智能电话、计算机、膝上型计算机、平板计算机以及外围设备中的至少一个。根据一些实现方式，FEM模块的电压升压组件包括在本文中所描述的任何电压升压组件的功能和/或特征。
根据一些教导，本申请涉及一种使升压转换器的输出斜坡上升的方法。该方法包括：感测与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值。该方法还响应于感测到超出第一阈值，生成快速启动使能信号。该方法还包括：驱动升压转换器，以传送满足第二阈值的输出电流，以便通过对电容性元件进行充电，对设置在升压转换器的输出处的电容性元件进行充电，使得相关联的误差放大器的输出满足第三阈值；限制通过被耦接到电源的电感性元件的电流；以及增加开关频率，以便减少纹波。
出于概述本申请的目的，在本文中已经描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据本发明的任何具体实施例，可能未必实现所有这样的优点。因此，本发明可以以实现或优化在本文中所教导的一个优点或一组优点的方式来实施或实现，而不必实现可能在本文中所教导或建议的其他优点。
附图说明
为了能够更详细地理解本申请，可以通过参考各种实现方式的特征进行更具体的描述，在附图中例示其中的一些实现方式。然而，附图仅仅例示本申请的更相关的特征，因此不应当被视为是限制性的，因为描述可以允许其他有效特征。
图1是根据一些实现方式的电压升压组件的框图。
图2是根据一些实现方式的图1中的电压升压组件的示意图。
图3是根据一些实现方式的图1中的电压升压组件的一部分的示意图。
图4示出根据一些实现方式的图1中的电压升压组件的示例性能曲线图。
图5是根据一些实现方式的操作图1中的电压升压组件的方法的流程图表示。
图6A至图6C是根据一些实现方式的图1中的电压升压组件的不同的集成电路(IC)实现方式的框图。
图7是根据一些实现方式的示例模块的框图。
图8是根据一些实现方式的示例射频(RF)设备的框图。
根据惯例，在附图中所例示的各个特征可能不是按比例绘制的。因此，为了清楚，各个特征的尺寸可以任意地扩大或缩小。另外，一些附图可能未描绘给定系统、方法或设备的所有部件。最后，贯穿说明书和附图，相同的标号可以用于标记相同的特征。
具体实施方式
在本文中所提供的标题(如果有)仅仅是为了方便，而未必影响所要求保护的发明的范围或含义。
如上所述，为了使用升压转换器对高电压PA供电，升压转换器被指定为以570mV/μs的速率斜坡上升，以避免在PA输出处的任何信号失真。为了使升压输出电压快速地斜坡上升，例如，使用1μF电容器作为输出电容器。根据一些实现方式，当来自控制器接口(例如，MIPI)的基准电压VREF要求VOUT高于VIN并且比当前的输出电压值高20％时，升压转换器激活快速启动模块。
在一些实现方式中，快速启动电路模块包括充电电路、饱和限制电路或纹波控制模块中的至少一个。在一些实现方式中，快速启动电路模块包括带有电流源的充电电路，电流源被接通以迫使误差放大器的输出电压满足预先定义的值(例如，1.1V或1.2V)。换句话说，充电电路请求升压转换器以最大占空比运行。在一些实现方式中，快速启动电路模块包括饱和限制电路，饱和限制电路将升压转换器的电流限制(current-limit)设置为预先确定的水平(例如，2.5A)，以防止升压转换器的电感性元件饱和。换句话说，饱和限制电路允许足够的电流进入到输出中。在一些实现方式中，快速启动电路模块包括：纹波控制模块，其将升压转换器的开关频率增加到预先确定的开关频率之上(例如，从2MHz到2.5MHz)，以实现通过电感性元件的较低的纹波。
在一些实现方式中，当感测到升压转换器的输出电压达到其设定点的95％时，关断快速启动模块。快速启动模块允许升压以高占空比操作，泵送最大量的电流，以对升压输出处的电容器进行充电。
图1是根据一些实现方式的电压升压组件100的框图。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。为此，在一些实现方式中，电压升压组件100包括快速启动组件115和升压转换器130。根据一些实现方式，快速启动组件115包括传感器组件110和快速启动模块120。
在一些实现方式中，传感器组件110被配置为在满足一个或多个预先确定的快速启动使能条件时向快速启动模块120提供使能信号。在一个示例中，当VIN 102<VREF 104并且0.8*VREF 104>VOUT 106时，满足快速启动使能条件。在一些实现方式中，传感器组件110被配置为在满足一个或多个预先确定的快速启动禁止条件时向快速启动模块120提供禁止信号。在一个示例中，当0.95*VREF 104<VOUT 106或者VIN 102>VREF 104时，满足快速启动禁止条件。
在一些实现方式中，快速启动模块120包括充电电路122、饱和限制电路124以及纹波控制模块126。在一些实现方式中，升压转换器130包括电容性元件132、电感性元件134以及误差放大器136。在一些实现方式中，提供电感性元件134以建立输出电流电平。
根据一些实现方式，充电电路122被配置为迫使误差放大器136的输出满足预先定义的值(例如，1.1V或1.2V)。例如，在一些实现方式中，这迫使误差放大器136以满足预先定义的阈值的占空比(例如，100％或最大的占空比)运行。根据一些实现方式，饱和限制电路124被配置为将流过电感性元件134的电流的限制设定为预先确定的输出水平(例如，2.5A)。例如，在一些实现方式中，这防止电感性元件134的饱和。根据一些实现方式，纹波控制模块126被配置为将振荡器128的开关频率增加到预先确定的开关频率之上(例如，从2MHz到2.5MHz)。例如，在一些实现方式中，这减少流过电感性元件134的电流中的纹波。
图2是根据一些实现方式的图1中的电压升压组件100的示意图。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。图1至图2所共有的元件包括公用标号，为了简洁，在本文中仅描述图1与图2之间的差异。为此，在一些实现方式中，电压升压组件100包括电阻性元件246和248、VOUT预充电204(例如，在电容性元件132之前的输出电压)和VOUT 106(例如，在电容性元件132之后的输出电压)。在一些实现方式中，电压升压组件100包括与P沟道场效应晶体管(PFET)(例如，具有Rds＝0.27Ω)相关联的升压控制202，其用作开关以启用和禁止电压升压组件100。根据一些实现方式，电感性元件134的值为例如1.5μH，并且电容性元件132的值为例如1μF。
如图2所示，在一些实现方式中，快速启动组件115与误差放大器136的输出耦接。例如，如上文参照图1所论述的那样，快速启动组件115或者其部件(例如，图1中的充电电路122)被配置为迫使误差放大器136的输出满足预先定义的值(例如，1.1V或1.2V)。
如图2所示，在一些实现方式中，快速启动组件115给电流限制比较器224提供输入。例如，如上文参照图1所论述的那样，快速启动组件115或者其部件(例如，图1中的饱和限制电路124)被配置为将流过电感性元件134的电流的限制设置为预先确定的输出水平(例如，2.5A)。
如图2所示，在一些实现方式中，快速启动组件115对求和元件236提供输入，以补偿振荡器斜率(slope)。例如，如上文参照图1所论述的那样，快速启动组件115或者其部件(例如，图1中的纹波控制模块126)被配置为将开关频率增加到预先确定的开关频率之上(例如，从2MHz到2.5MHz)。
如图2所示，在一些实现方式中，误差放大器136的输出给脉冲宽度调制(PWM)比较器222提供输入。误差放大器136的输出还与串联地接地的分流电阻性元件242(例如，80kΩ)和分流电容性元件244(例如，100pF)耦接。PWM比较器222的输出给或门226提供输入，并且电流限制比较器224的输出给或门226提供另外的输入。
如图2所示，在一些实现方式中，与时钟(CLK)信号(例如，S输入)一起，或门226的输出给SR锁存器228提供输入(例如，R输入)。SR锁存器228的输出(例如，Q输出)给驱动器放大器230提供输入。驱动器放大器230的输出与N沟道场效应晶体管(NFET)(例如，具有Rds＝0.15Ω)230的栅极耦接。NFET 230的源极与电感性元件134的输出耦接，并且NFET230的漏极与地耦接。
如图2所示，在一些实现方式中，电感性元件134的输出给差分放大器232提供输入。NFET 234的源极给差分放大器232提供另外的输入。如图2所示，在一些实现方式中，NFET 234的栅极与VOUT 106耦接，并且NFET 234的漏极与地耦接。差分放大器232的输出给电流限制比较器224以及求和元件236提供输入。
图3是根据一些实现方式的图1中的电压升压组件100的一部分的示意图。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。图1至图3所共有的元件包括公用标号，为了简洁，在本文中仅描述图1至图3之间的差异。为此，在一些实现方式中，快速启动组件115包括：比较器302、304和306；差分放大器308和310；SR锁存器314；与门316；NFET 318；以及电流源320。
如图3所示，在一些实现方式中，比较器304和306给SR锁存器314提供输入(例如，分别为S输入和R输入)。如图3所示，在一些实现方式中，比较器302和SR锁存器314(例如，Q输出)给与门316提供输入。当VIN 102<VREF 104并且0.8*VREF 104>VOUT 106时，与门316的输出为逻辑高(例如，1)，并且电压升压组件100以快速启动参数进行操作。在快速启动参数下，(A)流过电感性元件134的电流被设置为预先确定的输出水平(例如，2.5A)，(B)开关频率被增加到预先确定的开关频率之上(例如，从2MHz到2.5MHz)，并且(C)电流源320供应预先定义的电流(例如，10μA)，使得误差放大器136的输出满足预先定义的值(例如，1.1V或1.2V)。当VIN 102>VREF 104或者0.95*VREF 104<VOUT 106时，与门316的输出为逻辑低(例如，0)，并且电压升压组件100以常规参数进行操作。
如图3所示，在一些实现方式中，VREF 104和VOUT 106给差分放大器308提供输入。差分放大器308和Vbg 312的输出给差分放大器310提供输入。差分放大器310的输出耦接到NFET 318的栅极。换句话说，在一个示例中，NFET 318以及差分放大器308和310将误差放大器136的输出钳位在1.2V。
图4示出根据一些实现方式的图1中的电压升压组件100的示例性能曲线图。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。为此，在一些实现方式中，示例性能曲线图410示出随着时间的VOUT 106。例如，如示例性能曲线图410所示，VOUT 106在大约10μs中从大约3.8V增加到9.5V。
根据一些实现方式，示例性能曲线图420示出相对于时间的VREF 104。例如，如示例性能曲线图420所示，VREF 104从大约0.5V增加到2.0V。
根据一些实现方式，示例性能曲线图430示出相对于时间的误差放大器136的输出电压。例如，如示例性能曲线图430所示，在5μs与10μs之间的快速启动期间，误差放大器136的输出电压被钳位在1.2V。
根据一些实施方案，示例性能曲线图440示出相对于时间的流过电感性元件134的电流。例如，如示例性能曲线图440所示，在5μs与10μs之间的快速启动期间，流过电感性元件134的电流被限制为2.5A。
图5是根据一些实现方式的操作图1中的电压升压组件100的方法500的流程图表示。在一些实现方式中，方法500由图1中的电压升压组件100或者与其相关联的控制器执行。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。为此，简要地说，在一些情况下，方法500包括：对电压升压组件通电；确定是否满足快速启动条件；如果不满足快速启动条件，则以常规参数操作电压升压组件；以及如果满足快速启动条件，则以快速启动参数操作电压升压组件。
为此，如块5-1所示，方法500包括：对电压升压组件通电。例如，参照图1，在相关联的设备(例如，移动电话等)被通电时，电压升压组件100开始操作。例如，参照图2，当与升压控制器202相关联的PFET处于“接通”状态时，电压升压组件100被通电，从而允许电流从电感性元件134流到电容性元件132。
如块5-2所示，方法500包括：确定是否满足快速启动使能条件。例如，参照图1，传感器组件110感测与升压转换器的电输出(例如，VOUT 106)有关的电气条件是否已经超出第一阈值。根据一些实现方式，例如，当VIN 102<VREF 104并且0.8*VREF 104>VOUT 106时，满足快速启动使能条件。
如果不满足快速启动使能条件，则方法继续到块5-3。如果满足快速启动使能条件，则方法继续到块5-4。例如，参照图1，响应于感测到已经超出第一阈值，传感器组件110生成快速启动使能信号，并且将快速启动使能信号提供给快速启动模块120。根据一些实现方式，检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值包括：检测到基准电压指示需要有比升压转换器的当前的输出电压高至少10％的输出电压。在一些实现方式中，检测到与升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值包括：检测到基准电压指示需要有比当前的输出电压高至少20％的输出电压。在另外的示例中，参照图3，当VIN102<VREF 104并且0.8*VREF 104>VOUT 106时，与门316的输出为逻辑高(例如，1)，并且电压升压组件100以快速启动参数进行操作。
如块5-3所示，方法500包括：以常规参数操作电压升压组件。
如块5-4所示，方法500包括：以快速启动参数操作电压升压组件。例如，参照图1，快速启动模块120被配置为以相对较高的占空比驱动升压转换器，并且使得升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便响应于快速启动使能信号，对设置在输出处的电容性元件进行充电。根据一些实现方式，通过可用于对电容性元件进行充电的电流水平来表征第二阈值的特征。
根据一些实现方式，如块5-4a所示，方法500包括：启用充电电路。例如，参照图1，快速启动模块120包括：充电电路122，被提供以对电容性元件132进行充电，使得相关联的误差放大器的输出响应于快速启动使能信号而满足第三阈值。根据一些实现方式，与能够在误差放大器的输出处所维持的高电压电平相关地表征第三阈值。在一些实现方式中，充电电路122被配置为迫使误差放大器136的输出满足预先定义的值(例如，1.1V或1.2V)。例如，在一些实现方式中，这迫使误差放大器136以满足预先定义的阈值的占空比(例如，100％或最大的占空比)运行。
根据一些实现方式，如块5-4b所示，方法500包括：启用饱和限制电路。例如，参照图1，快速启动模块120包括：饱和限制电路124，其被提供以限制通过升压转换器130的电感性元件134的电流，以响应于快速启动使能信号，建立输出电流电平。根据一些实现方式，通过电感性元件134的电流被限制到由电感性元件134的饱和条件所表征的水平。在一些实现方式中，饱和限制电路124被配置为将流过电感性元件134的电流的限制设定为预先确定的输出水平(例如，2.5A)。例如，在一些实现方式中，这防止电感性元件134的饱和。
根据一些实现方式，如块5-4c所示，方法500包括：启用纹波控制模块。例如，参照图1，快速启动模块120包括：纹波控制模块136，其被提供以以响应于快速启动使能信号，通过开关频率的调整，减少输出电流电平中的电流纹波。根据一些实现方式，纹波控制模块134包括：振荡器128，其提供响应于快速启动使能信号而增加的开关频率。在一些实现方式中，纹波控制模块126被配置为将振荡器128的开关频率增加到预先确定的开关频率之上(例如，从2MHz到2.5MHz)。例如，在一些实现方式中，这减少流过电感性元件134的电流中的纹波。
如块5-5所示，方法500包括：确定是否满足快速启动禁止条件。例如，参照图1，传感器组件110被配置为响应于确定升压转换器130的电输出(例如，VOUT 106)满足第四阈值而关断快速启动使能信号。在一些实现方式中，第四阈值为设定点输出水平的大约95％。根据一些实现方式，例如，当0.95*VREF 104<VOUT 106或者VIN 102>VREF 104时，满足快速启动禁止条件。例如，参照图3，当VIN 102>VREF 104或者0.95*VREF 104<VOUT 106时，与门316的输出为逻辑低(例如，0)，并且电压升压组件100以正常参数进行操作。
如果不满足快速启动禁止条件，则方法继续到块5-4。如果满足快速启动禁止条件，则方法继续到块5-2。
图6A至图6C是根据一些实现方式的各种集成电路(IC)的框图。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。为此，例如，图6A示出在一些实现方式中，在满足快速启动条件时以快速启动参数操作电压升压组件100的快速启动组件115的一些或所有部分可以是半导体晶片600的一部分。作为示例，快速启动组件115可以形成在晶片600的基板602上。多个连接焊盘604也可以形成在基板602上，以促成与快速启动组件115的一些或所有部分相关联的功能。
图6B示出在一些实现方式中，具有基板602的半导体晶片600可以包括快速启动组件115的一些或所有部分以及根据传统的升压转换器技术操作的升压转换器130的一些或所有部分。多个连接焊盘604也可以形成在基板602上，以促成与快速启动组件115的一些或所有部分以及升压转换器130的一些或所有部分相关联的功能。
图6C示出在一些实现方式中，具有基板602的半导体晶片600可以包括快速启动组件115的一些或所有部分、升压转换器130的一些或所有部分以及功率放大器(PA)620的一些或所有部分。多个连接焊盘604也可以形成在基板602上，以便于与快速启动组件115的一些或所有部分、升压转换器130的一些或所有部分以及PA 620的一些或所有部分相关联的功能。
在一些实现方式中，在本文中所描述的一个或多个特征可以包括在模块中。图7是根据一些实现方式的包括图1中的电压升压组件100的模块700的实现方式的示意图。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。模块700包括封装基板752、连接焊盘756、CMOS(互补金属氧化物半导体)晶片600、HBT(异质结双极晶体管)晶片710、匹配网络720以及一个或多个表面安装器件760。在一些实现方式中，模块700是功率放大器模块(PAM)或前端模块(FEM)中的至少一个。
CMOS晶片600包括基板602，基板602包括偏压电路200的一些或所有部分以及偏压电路610的一些或所有部分。多个连接焊盘604形成在基板602上，以促成与快速启动组件115的一些或所有部分以及升压转换器130的一些或所有部分相关联的功能。类似地，HBT晶片710包括基板702，基板702包括PA 620的一些或所有部分。HBT晶片710还包括形成在基板702上以促成与PA 620的一些或所有部分相关联的功能的多个连接焊盘704。
封装基板752上的连接焊盘756促成来往于每个CMOS晶片600和HBT晶片710的电连接。例如，连接焊盘756促成将焊线754用于传递各种信号，并且给CMOS晶片600和HBT晶片710中的每个提供电流和/或电压。
在一些实现方式中，安装在封装基板752上或者形成在封装基板752上或封装基板752中的部件还可以包括例如一个或多个表面安装器件(SMD)(例如，760)以及一个或多个匹配网络(例如，720)。在一些实现方式中，封装基板752可以包括层压基板。
在一些实现方式中，模块700还可以包括一个或多个封装结构，以便例如提供保护并且促成模块700的更容易的处理。这样的封装结构可以包括形成在封装基板752之上并且被制成所需尺寸(dimensioned)以充分地包裹其上的各种电路和部件的二次注塑(overmold)。
应当理解，虽然在基于焊线的电连接的背景下描述了模块700，但是本申请的一个或多个特征也可以以其他封装配置(包括倒装芯片配置)实现。
图8示意性地描绘具有在本文中所描述的一个或多个有利特征的示例射频(RF)器件800。虽然示出相关特征，但是本领域普通技术人员将根据本申请意识到，为了简洁并且为了不模糊在本文中所公开的示例实现方式的更多相关方面，没有例示各种其他特征。为此，在一些实现方式中，RF设备800是无线设备。在一些实现方式中，这样的无线设备可以包括例如蜂窝电话、智能电话、具有或不具有电话功能的手持无线设备、计算机、膝上型计算机、平板计算机、外围设备、路由器、转发器、无线接入点、基站等。
在一些实现方式中，RF设备800包括PA模块812中的一个或多个功率放大器(PA)(例如，图6C和图7中的PA 620)，PA模块812被配置为从收发器810接收它们相应的RF信号，收发器810可以以已知的方式配置和操作，以生成要被放大和发射的RF信号并且处理所接收的信号。在一些实现方式中，PA模块812可以包括一个或多个滤波器和/或被配置为提供如本文中所描述的双工和/或开关功能的一个或多个频带/模式选择开关。根据一些实现方式，PA模块812包括在上文参照图1至图3所描述的电压升压组件100。例如，当满足快速启动使能条件时，电压升压组件100以快速启动参数进行操作(例如，启用快速启动模块120)，而当不满足快速启动使能条件时，电压升压组件100以常规参数进行操作(例如，根据常规升压转换器技术)。
收发器810被示为与基带子系统808相交互，基带子系统808被配置为提供适合于用户的数据和/或话音信号与适合于收发器810的RF信号之间的转换。收发器810还被示为连接到功率管理部件806，功率管理部件806被配置为管理用于RF设备800的操作的功率。在一些实现方式中，功率管理组件806还可以控制基带子系统808和RF设备800的其他部件的操作。
基带子系统808被示为连接到用户接口802，以便于提供给用户和接收自用户的语音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统808还可连接到存储器18804，其被配置为存储数据和/或指令，以便于无线装置的操作，和/或向用户提供信息的存储。
在一些实现方式中，在PA模块812与天线开关模块(ASM)816之间提供匹配网络814。在一些实现方式中，ASM 816连接到天线820，并且被配置为控制哪些信号经由天线820发射。
如图8所示，经由天线820的一些所接收的信号被示为从ASM 816被路由到一个或多个低噪声放大器(LNA)824。来自一个或多个LNA 824的经放大的信号被示为被路由到收发器810。
多个其他无线装置配置可以利用在本文中所描述的一个或多个特征。例如，RF设备800不需要是多频带设备。在另外的示例中，RF设备800可以包括诸如分集天线这样的另外的天线以及诸如Wi-Fi、蓝牙和GPS这样的另外的连接特征。
除非上下文清楚地另有要求，否则贯穿说明书和权利要求书，措词“包括”、“包含”等应当以与排他性或穷尽性的意义相反的包括性的意义来解释，也就是说，应当以“包括但不限于”的意义来解释。如在本文中一般使用的那样，措词“耦接”指可以直接连接或者借助于一个或多个中间元件所连接的两个或多个元件。另外，措词“在本文中”、“在上文”、“在下文”以及相似含义的措词在本申请中使用时应当指作为整体的本申请，而不是本申请的任何具体部分。在上下文允许时，在使用单数或复数的以上描述中的措词也可以分别包括复数或单数。关于在提及两个或多个项目的列表时的措词“或”，该措词涵盖该措词的以下解释中的全部：列表中的任何项目，列表中的所有项目，以及列表中的项目的任何组合。
本发明实施例的以上详细描述不打算是穷尽性的或者将本发明局限于在上文所公开的确切形式。虽然在上文出于说明的目的而描述了本发明的具体实施例和示例，但是如本领域技术人员将认识到的那样，在本发明范围内可能有各种等效的修改。例如，尽管处理或块以给定的次序呈现，但是替代的实施例可以以不同的次序执行具有这些步骤的处理或者以不同的次序采用具有这些块的系统，并且一些处理或块可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。这些处理或块中的每个可以以各种不同的方式来实现。另外，虽然处理或块有时被示为串行执行，但是替代地，这些处理或块也可以并行执行，或者可以在不同时间执行。
可以将在本文中所提供的本发明的教导应用于其他系统，而不必是上述的系统。可以组合上述的各个实施例的元件和动作，以提供另外的实施例。
虽然已经描述了本发明的一些实现方式，但是这些实施例仅作为示例而呈现，而不打算限制本申请的范围。实际上，在本文中所描述的新颖方法和系统可以以多种其他形式来实施；另外，可以在不脱离本申请的精神的情况下，在本文中所描述的方法和系统的形式上做出各种省略、替换和改变。所附的权利要求和它们的等效物旨在涵盖将落入本申请的范围和精神内的这样的形式或修改。

Claims (20)

1.一种电压升压组件，包括：
升压转换器，其具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件；
传感器组件，其被提供以响应于检测到与所述升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值而生成快速启动使能信号；以及
快速启动模块，其响应于所述快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动所述升压转换器，并且使得所述升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对设置在所述输出处的电容性元件进行充电。
2.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，检测到与所述升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值包括：检测到基准电压指示需要有比所述升压转换器的当前的电输出高至少10％的电输出。
3.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，检测到与所述升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值包括：检测到基准电压指示需要有比所述升压转换器的电输出高至少20％的电输出。
4.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，所述快速启动模块包括：充电电路，其被提供以对所述电容性元件进行充电，使得相关联的误差放大器的电输出响应于所述快速启动使能信号而满足第三阈值。
5.根据权利要求4所述的电压升压组件，其中，与能够在所述误差放大器的输出处所维持的高电压电平相关地表征所述第三阈值。
6.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，所述快速启动模块包括：饱和限制电路，其被提供以限制通过所述电感性元件的电流，以响应于所述快速启动使能信号，建立所述输出电流。
7.根据权利要求6所述的电压升压组件，其中，通过所述电感性元件的电流被限制到由所述电感性元件的饱和条件所表征的水平。
8.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，所述快速启动模块包括：纹波控制模块，其被提供以响应于所述快速启动使能信号，通过调整开关频率来减少所述输出电流中的电流纹波。
9.根据权利要求8所述的电压升压组件，其中，所述纹波控制模块包括：振荡器，其提供响应于所述快速启动使能信号而增加的开关频率。
10.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，通过可用于对所述电容性元件进行充电的电流水平来表征所述第二阈值。
11.根据权利要求1所述的电压升压组件，其中，所述传感器组件被配置为响应于确定所述升压转换器的电输出已经满足第四阈值而关断所述快速启动使能信号。
12.根据权利要求11所述的电压升压组件，其中，所述第四阈值为设定点输出水平的大约95％。
13.一种模块，包括：
封装基板，其被配置为容纳多个部件；
功率放大器；以及
电压升压组件，其包括：升压转换器，其具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件；传感器组件，其被提供以响应于检测到与所述升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值而生成快速启动使能信号；以及快速启动模块，其响应于所述快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动所述升压转换器，并且使得所述升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对设置在所述输出处的电容性元件进行充电。
14.根据权利要求13所述的模块，其中，所述模块是功率放大器模块(PAM)或前端模块(FEM)中的至少一个。
15.根据权利要求13所述的模块，其中，所述快速启动模块包括：充电电路，其被提供以对所述电容性元件进行充电，使得相关联的误差放大器的电输出响应于所述快速启动使能信号而满足第三阈值。
16.根据权利要求13所述的模块，其中，所述快速启动模块包括：饱和限制电路，其被提供以限制通过所述电感性元件的电流，以响应于所述快速启动使能信号，建立所述输出电流。
17.根据权利要求13所述的模块，其中，所述快速启动模块包括：纹波控制模块，其被提供以响应于所述快速启动使能信号，通过调整开关频率来减少输出电流电平中的电流纹波。
18.一种射频(RF)设备，包括：
被配置为处理RF信号的收发器；
耦接到所述收发器的功率放大器，所述功率放大器被配置为生成经放大的RF信号；
与所述收发器通信的天线，所述天线被配置为促成经放大的RF信号的发射；以及
电压升压组件，其包括：升压转换器，其具有设置在输出处的电容性元件以及可连接到电源的电感性元件；传感器组件，其被提供以响应于检测到与所述升压转换器的电输出有关的电气条件已经超出第一阈值而生成快速启动使能信号；以及快速启动模块，其响应于所述快速启动使能信号，并且被配置为以相对较高的占空比驱动所述升压转换器，并且使得所述升压转换器传送满足第二阈值的输出电流，以便对设置在所述输出处的电容性元件进行充电。
19.根据权利要求18所述的RF设备，其中，所述RF设备包括无线设备。
20.根据权利要求19所述的RF设备，其中，所述无线设备包括基站、路由器、转发器、蜂窝电话、智能电话、计算机、膝上型计算机、平板计算机或外围设备中的至少一个。
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