CN108713284B - 用于包络跟踪的占空比范围控制 - Google Patents

用于包络跟踪的占空比范围控制 Download PDF

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Abstract

一些实施例包括用于使用直流‑直流(DCDC)转换器以及耦合至DCDC转换器的控制单元的装置和方法。DCDC转换器包括用于接收输入信号的第一节点、用于耦合至电感器的端子的第二节点、以及用于耦合至输出节点的第三节点。DCDC转换器包括由信号控制的驱动器。控制单元被布置成基于信号的占空比来生成控制信息以控制信号的占空比范围。

Description

用于包络跟踪的占空比范围控制
优先权要求
本申请要求2016年3月29日提交的第15/083,915号美国专利申请的优先权的权益,该申请通过引用整体结合于此。
技术领域
本文描述的实施例涉及功率管理。一些实施例涉及直流-直流(DCDC)转换器。
背景技术
许多电子设备和系统具有DCDC转换器,该DCDC转换器用于转换来自源(例如,电池)的功率水平,以及以输出信号的形式生成另一功率水平,该输出信号可供系统的组件使用。一些常规DCDC转换器使用开关作为生成输出信号的操作的部分。为了维持适当操作,一些DCDC转换器可限制控制开关的切换信号。DCDC转换器还可被用作放大器,其中转换器输出信号(例如,输出电压)并非是不变的,而是取决于变化的输入信号。这些DCDC转换器还可限制输出信号的最大可能电压摆动,以便避免严重的信号降级。此外,一些常规DCDC转换器可能需要系统级上的高度努力(high effort)的评估和调谐。还可能需要某些常规DCDC转换器中的供给电压余量。所有这些因素会导致系统的功率低效。
附图说明
图1示出根据本文描述的一些实施例的装置,该装置包括:功能单元、输出单元、以及功率调节器。
图2A示出根据本文描述的一些实施例的功率调节器,该功率调节器包括DCDC转换器以及控制单元。
图2B示出根据本文描述的一些实施例的图2A中DCDC转换器的切换信号的示例占空比。
图3示出根据本文描述的一些实施例的电子系统形式的装置,该电子系统包括接口和功率调节器。
图4是根据本文描述的一些实施例的操作电子装置的方法的流程图。
具体实施方式
本文描述的技术涉及高速DCDC转换器,该高速DCDC转换器可被用作用于生成特定质量的低失真高带宽信号的功率放大器的部分。所描述DCDC转换器可将输入信号(例如,模拟信号)转换成一个或多个切换信号的等效占空比。脉冲宽度调制信号(或诸信号)可由L-C输出滤波器进行滤波,以便生成输出信号。
如上所述,某些常规DCDC转换器中的切换信号的范围被限制,以帮助维持DCDC转换器的适当操作。常规技术还可将输出信号的最大可能电压摆动限制为小于供给电压的范围。这帮助避免以下情况:其中DCDC转换器的切换可能停止,且DCDC转换器的控制回路可能饱和。饱和会导致信号质量的严重降级,诸如削波(clipping)、增加的本底噪声、非线性失真以及频谱再生。还可能需要系统级的高努力评估和调谐,以及常规DCDC转换器中的供给电压余量。因此,在某些常规DCDC转换器中,实现功率高效可能是困难的。
本文描述的技术允许DCDC转换器几乎使用完全供给电压范围和切换信号的占空比范围。DCDC转换器常常具有DCDC参数,诸如供给电压、包络跟踪器(envelope tracker)中的移位(shift)电压、以及输入信号的削波电平。在本文描述的技术中,此类DCDC参数可适用于(例如,动态调整)操作条件和信号摆动(例如,对操作条件和信号功率与统计的后台适应)。所描述DCDC转换器中的控制回路可监视切换信号的占空比的改变和极端条件。基于监视,控制回路可调整(例如,调谐)参数(例如,DCDC参数)以便维持输出信号的质量并允许系统以最优效率或接近最优效率来操作。这进一步增加了所描述DCDC转换器的可靠性和可用性。此外,与某些常规技术相比,对包括所描述DCDC转换器的系统的设置和校准可能更简单、更快,且得到更高的功率效率。
图1示出根据本文描述的一些实施例的装置100,包括:功能单元101、输出单元102、以及功率调节器103。装置100可包括电子设备或系统(诸如,计算机(例如,服务器、台式计算机、膝上型计算机或笔记本)、平板、蜂窝电话、无线通信路由器、数字电视或其他电子设备或系统),或者被包括在该电子设备或系统中。
功能单元101可包括用于生成信号的组件,这些信号可包括基带信号、射频(RF)信号、或其他类型的信号。输出单元102可包括用于将信号(由功能单元101生成)传送至另一设备或系统的组件。输出单元102的组件包括电路系统(例如,功率放大器),该电路系统可使用由信号(例如,定时变化的电压信号)VOUT(V输出)提供的功率(例如,电压)。功率调节器103可包括用于控制(例如,调节)由信号VOUT提供的电压值的组件。功率调节器103可操作用于调整装置100的至少一部分中的参数(例如,DCDC转换器参数)来补偿操作条件的改变,以便维持装置100的功率效率。
功率调节器103可包括以下参考图2A到图4来描述的功率调节器。
图2A示出根据本文描述的一些实施例的功率调节器203,该功率调节器203包括转换器210和220以及控制单元230。功率调节器203可对应于图1中的功率调节器103。在图2A中,转换器210和220中的每一个可包括DCDC转换器。转换器210和220能以不同速度(例如,切换频率)操作。例如,转换器210能以比转换器220高的速度操作。
转换器220可操作作为递送平均输出电流且生成信号(例如,输出信号)VOUT的电流源。电压VOUT可被提供至另一组件(例如,功率放大器),作为此组件的供给电压。转换器210可操作用于放大信号VIN(V输入)(例如,低摆动模拟信号),以及至少部分地基于反馈信息FB来维持整体信号质量,该FB可基于信号VOUT来生成。转换器210可生成信号PWM_OUT(PWM_输出)(例如,切换信号),该信号PWM_OUT是脉冲宽度调制信号。可在功率调节器203的操作期间控制(例如,动态调整)信号PWM_OUT的占空比,使得信号VOUT可在可接受的误差内跟随信号VIN
功率调节器203可包括耦合在转换器210与220的输出路径之间的电容器CSHIFT(C移位),用于避免来自转换器210的输出的DC电流,以及允许某些电压移位至信号VOUT所提供的输出电压。这允许转换器210以供给电压(例如,VSUPPL(V供给))操作,该供给电压可具有比转换器220的输出电压(例如,功率放大器的供给电压)的值低的值。跨电容器CSHIFT的电压(例如,VSHIFT(V移位))的值可由转换器220控制,该转换器220可被耦合至转换器210的控制回路。
控制单元230可操作用于基于信号PWM_OUT的占空比来生成控制信息CTL_VSUPPL(CTL_V供给)、CTL_VSHIFT(CTL_V移位)、以及CTL_CLIP(CTL_削波)。操作条件的改变(诸如,负载条件、供给电压和温度的改变)以及其他操作改变可导致信号PWM_OUT的占空比改变。控制单元230可监视信号PWM_OUT的占空比以补偿操作条件的改变。控制单元230可调整(例如,调谐)控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT、和CTL_CLIP的值,以便调整信号PWM_OUT的占空比。这允许维持输出信号的质量,以及改进包括功率调节器203的系统的功率效率。还可在系统的训练阶段期间使用控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT、and CTL_CLIP,以便发现系统的最优操作范围。
如图2A所示,转换器210可包括用于接收信号VIN的节点(例如,输入节点)211、用于接收控制信息CTL_CLIP的节点212(例如,输入节点)、以及可被耦合至电感器L1的端子的节点213。电感器L1具有在节点241处耦合至电容器CFILTER的端子的另一端子。电感器L1和电容器CFILTER可在节点213与接地之间形成L-C网络(例如,L-C滤波器)。
转换器210可包括放大器(AMP)214、误差放大器(AMP/FLTR)215(其可包含滤波功能(例如,积分器))、脉冲宽度调制器(PWM)216、以及驱动器217。驱动器217可包括基于互补式金属-氧化物半导体(CMOS)逆变器的驱动器或其他类型的驱动器。放大器(例如,预放大器)214可包括耦合至节点211和212的输入节点,以及耦合至误差放大器215的输入的输出节点214a。误差放大器215可包括耦合至节点218的输入,用于从耦合至转换器220的反馈路径接收反馈信息FB。误差放大器215可基于放大器214的输出处的信号的值以及反馈信息FB来在其输出节点生成信号VERR(例如,误差信号)。PWM 216可操作用于基于信号VERR的值来生成信号PWM_OUT。信号PWM_OUT可被用于控制驱动器217的切换(例如,开启或关闭),作为功率调节器203用于生成信号VOUT的操作的部分。
转换器220可包括可在节点241处耦合至电感器L1的节点(例如,输入节点)221、可在节点242处耦合至电感器L2的端子的节点(例如,输入节点)222。节点242可以是用于生成信号VOUT的功率调节器203的输出节点。转换器220可包括比较器(COMP)224和驱动器227。比较器224可包括耦合至节点221和222的输入节点。比较器224可在其输出处生成可被用于控制驱动器227的切换的信号。驱动器227的输出可在节点223处被耦合至电感器L2的端子。驱动器227可包括基于CMOS逆变器的驱动器或其他类型的驱动器。
电感器L1和L2以及电容器CSHIFT和CFILTER可以是芯片上(例如,管芯上)或芯片外(电路板上)组件。例如,电感器L1和L2以及电容器CSHIFT和CFILTER可位于电路板上,而功率调节器203的其余部分可位于管芯上(例如,单管芯组件)。管芯可包括半导体管芯。在另一示例中,电感器L1和L2以及电容器CSHIFT和CFILTER中的某些(例如,电感器L1和L2)可以是管芯上组件,而电感器L1和L2以及电容器CSHIFT和CFILTER中的其余部分(例如,电容器CSHIFT和CFILTER)可以是管芯外组件(例如,位于电路板上)。
如图2A所示,控制单元230可包括用于基于来自PWM 216(例如,来自信号PWM_OUT的占空比)的占空比信息来分别生成信息SKIP_INFO(跳过_信息)和EXTRM_INFO(极端信息)的脉冲跳过检测器电路231和极端脉冲检测器电路232。控制单元230可包括处理电路233,该处理电路233可包括自适应算法(例如,软件)、硬件或两者的组合,用于基于信息SKIP_INFO和EXTRM_INFO来生成控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT和CTL_CLIP。
作为示例,图2A示出作为控制单元230的部分的脉冲跳过检测器电路231和极端脉冲检测器电路232。在替代布置中,脉冲跳过检测器电路231、极端脉冲检测器电路232或两者可以是功率调节器203的另一组件的部分。例如,脉冲跳过检测器电路231和极端脉冲检测器电路232可以是PWM 216的部分。
控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT和CTL_CLIP可被用于控制(例如,调整)功率调节器203的参数(例如,DCDC参数)的值。此类参数可包括电压VSUPPL、电压移位、以及信号VIN的削波(例如,软削波)。例如,控制信息CTL_VSUPPL可被供给电压控制器251用于调整(例如,增加或减小)由驱动器217使用的电压(例如,供给电压)VSUPPL的值。供给电压控制器251可包括功率管理单元,或者可以是功率管理单元的部分,该功率管理单元可从电池生成电压VSUPPL。控制信息CTL_VSHIFT可被用于调整(例如,增加或减小)跨电容器CSHIFT的电压VSHIFT的值。控制信息CTL_CLIP可被用于修改信号VIN的幅度(例如,削减信号VIN的高峰)。
图2B示出根据本文描述的一些实施例的图2A中信号PWM_OUT的示例占空比。如图2B所示,信号PWM_OUT具有周期T以及不同时间处不同的示例占空比(诸如,0%、22%、98%和100%)。在转换器210的操作期间,信号PWM_OUT可具有带极小占空比(例如,接近0%,诸如2%)的脉冲或者带极大占空比(例如,接近100%占空比,诸如98%)的脉冲。这些脉冲可被看作极端脉冲。信号PWM_OUT还可具有带0%占空比或100%占空比的脉冲。这些脉冲可被看作跳过脉冲(或缺失脉冲)。这意味着信号PWM_OUT可能在出现带0%占空比或100%占空比的脉冲的周期期间跳过切换。
在图2A中,脉冲跳过检测器电路231可标识缺失脉冲(带0%占空比或100%占空比的脉冲)。再出现缺失脉冲时,脉冲跳过检测器电路231可区分缺失脉冲是具有0%占空比还是100%占空比。由脉冲跳过检测器电路231生成的信息SKIP_INFO可包含标识缺失脉冲和缺失脉冲的占空比(例如,0%或100%)的信息。
极端脉冲检测器电路232可标识具有极端占空比的脉冲(例如,具有极小占空比(例如,较接近0%占空比)或极大占空比(例如,接近100%占空比)的脉冲)。极端脉冲检测器电路232还可标识具有极小或极大占空比的脉冲多久出现一次。由极端脉冲检测器电路232生成的信息EXTRM_INFO可包含标识具有极小或极大占空比的脉冲是否发生以及它们多久发生一次的信息。
功率调节器203可包括控制回路,该控制回路包括转换器210的至少一部分(例如,误差放大器215和PWM 216)、提供反馈信息FB的反馈路径(例如,节点218与242之间的电路路径)、以及控制单元230。如上所述,操作条件的改变(诸如,负载条件、供给电压和温度的改变)可导致信号PWM_OUT的占空比改变。对于极端条件,占空比可达到0%或100%。这会阻止控制回路的操作。为了校正(例如,补偿)这些极端条件,控制单元230可操作用于调整控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT、和CTL_CLIP的值。这允许对参数(例如,供给电压、包络跟踪器中的移位电压、以及输入信号的削波电平)的调整,从而允许占空比移动回可接受(例如,安全)占空比,以便维持适当的操作并改进功率调节器203的功率效率。例如,基于信息SKIP_INFO,控制单元230可调整控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT和CTL_CLIP的值,使得可执行调整(例如,调谐)操作以使系统朝较少脉冲跳过转变。在另一示例中,基于信息EXTRM_INFO,控制单元230可调整控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT和CTL_CLIP的值,使得可执行调整操作来使系统朝较多脉冲跳过转变。
控制单元230还可调整控制信息CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT和CTL_CLIP的值来允许取决于0%、100%或两者的跳过事件是否发生来选择可执行哪个调谐操作。例如,如果仅存在一侧的跳过事件(0%或100%),则可使用对移位电压(例如,VSHIFT)或供给电压(例如,VSUPPL)的调谐。如果跳过事件出现在两侧(0%和100%),则可使用对输入信号(例如,信号VIN)的调整(例如,削波)。
信号PWM_OUT的占空比可由包括以下各项的参数确定:转换器210的供给电压(例如,电压VSUPPL)、跨电容器CSHIFT的电压(例如,电压VSHIFT)、信号摆动(例如,VIN_PEAKPEAK(V入_峰峰))、以及控制回路的增益。VSUPPL与VIN_PEAKPEAK之间的关系如下:
VSUPPL>VIN_PEAKPEAK*增益
其中VIN_PEAKPEAK是信号VIN的峰峰值,增益是控制回路的增益,使得VOUT=VIN*增益。
这可由以下公式表示:
VSUPPL=VIN_PEAKPEAK*增益/(DutyCycleMax-DutyCycleMin)(VSUPPL=VIN_PEAKPEAK*增益/(占空比最大-占空比最小)),其中占空比最大是信号PWM_OUT的所选最大占空比,该最大占空比可以是占空比的上限。占空比最小是信号PWM_OUT的所选最小占空比,该最小占空比可以是信号PWM_OUT的占空比的下限。因此,占空比范围越大(从DutyCycleMin至DutyCycleMax的值),VSUPPL必定越小。例如,信号PWM_OUT的占空比范围可被选择为从2%占空比(例如,下限)至98%占空比(上限)。可使用用于占空比范围的其他值。
跨电容器CSHIFT的电压VSHIFT可确定转换器210的输出信号摆动在其输出范围中的放置,并因此确定其占空比。电压VSHIFT的较低值可使信号摆动上移,反之亦然,因为控制回路能以固定比率VOUT=VIN*增益来保持输出电压。
如果电压VSHIFT的值并未根据输入信号(例如,VIN)来正确地设置,则可能发生所使用占空比的不对称,并且可能发生一个轨处的过载。
功率调节器203的参数(例如,电压VSUPPL、电压VSHIFT和占空比范围)的值可从有用的默认值选择,这些有用的默认值可从仿真或从实验室评估导出。在超过所选(例如,默认)占空比范围的情形中,参数可被调整并被使用直到没有进一步的误差被检测到。对于如供给电压的高损失(costly)参数,可实现有损积分器行为来缓慢地返回默认值。
以下是功率调节器203的操作中的示例序列。此示例假定占空比范围的下限和上限分别被选择(例如,预确定)为2%占空比和98%占空比。
在此示例中,如果占空比(DC)落在低于2%(小于2%)且大于0%(例如,0%<DC<2%),或者如果占空比超过98%(大于98%)且小于100%(例如,98%<DC<100%),则极端脉冲检测器电路232可向处理电路233提供信息EXTRM_INFO。如果占空比达到0%或100%(例如,DC=0%或DC=100%),则脉冲跳过检测器电路231可向处理电路233提供信息SKIP_INFO。
因此,脉冲跳过检测器电路231和极端脉冲检测器电路232可操作用于确定(例如,检测)信号PWM_OUT的占空比是否在占空比范围之外(例如,0%<DC<2%以及98%<DC<100%),或者占空比范围是否达到0%和100%中的至少一者。
在此实例中,基于控制信息CTL_VSHIFT,可执行调整操作以将移位电压VSHIFT的设置调整为对于两个轨都具有足够余量。如果对电压VSHIFT的调整不足以获得所意图的(例如,期望的)占空比,则可执行调整(例如,由供给电压控制器251基于控制信息CTL_VSUPPL来执行)来调整(例如,增加)电压VSUPPL的值。
替代地,基于控制信息CTL_CLIP,可激活调整操作来修改信号VIN的幅度,诸如通过对放大器214内的一侧进行削波(假定信号VIN和放大器214被布置用于此类削波)。例如,用于为功率放大器(其可被耦合至图2A中的节点242)供电的包络信号通常具有高波峰因子以及稀少的正峰。此类削波(例如,软削波)在整体信号质量中可具有可忽略的影响或者没有影响。因此,低侧的削波可通过降低移位电压(例如,VSHIFT)来消除。在那之后,可降低放大器214中的削波电平,直到高侧的削波消失。此外,如果信号的占空比小于下限或大于上限,则还可生成控制信号CTL_CLIP来选择性地修改信号VIN的上范围或下范围。
在示例布置中,控制单元230可被布置成提供多个信号(例如,作为控制信息CTL_VSUPPL的部分),其中一个信号可指示是否达到占空比的上限,而另一信号可指示是否达到100%占空比。在此布置中,在操作期间,可降低电压VSUPPL的值直到指示占空比上限的信号被断言而指示100%占空比的信号未被断言。此布置可进一步改进供给电压针对给定信号摆动的功率效率。
如以上参考图2A和图2B所描述的,控制单元230可操作用于基于功率调节器203的控制回路的信号PWM_OUT的占空比来生成控制信息(例如,CTL_VSUPPL、CTL_VSHIFT和CTL_CLIP)。控制信息可被用于调整参数,诸如供给电压、包络跟踪器中的移位电压、以及输入信号。这允许将占空比控制在占空比范围内,以便维持适当操作,并改进功率调节器203的功率效率。
图3示出根据本文描述的一些实施例的电子系统300形式的装置,该电子系统300包括接口302和功率调节器303。系统300还可包括电池304、功率管理模块305、天线313和314、处理单元331、以及存储器341。接口302可包括收发机311和312。为简明起见,图3省略系统300的其他组件以不模糊本文描述的实施例。例如,系统300可包括以下各项中的一个或多个:键盘、显示器(例如,包括触摸屏的LCD屏幕)、非易失性存储器端口(例如,通用串行总线(USB)端口)、高清晰度多媒体接口(HDMI)端口、图形处理器、应用处理器、扬声器、以及其他组件。
系统300可包括用户装备、具有无线通信能力的膝上型计算机或便携式计算机、web平板、蜂窝电话、无线耳机、数字相机、接入点、无线通信路由器、电视、医疗设备(例如,心率监视器、血压监视器等)、或者可无线地传达(发送、接收或两者)信息的其他设备。
功率管理模块305可管理功率,并从电池304向系统300的其它组件提供功率。功率调节器303可包括功率调节器203(图2A)。因此,功率调节器303可包括以上参考图2A和图2B来描述的功率调节器203的组件和操作,此类组件包括DCDC转换器210和220、控制单元230、以及电感器L1和L2与电容器CSHIFT和CFILTER(图2A)。图3示出其中功率调节器303是收发机311的部分的示例。然而,功率调节器303的至少一部分(例如,排除电感器L1和L2以及电容器CSHIFT和CFILTER中一些或全部的部分)可以是系统300的另一组件的部分,诸如功率管理模块305的部分。
处理单元331和接口302可被配置成与单种类型的通信网络或者与多种类型的通信网络通信。例如,处理单元331和接口302可被配置成与以下各项中的一个或多个通信:WiFi、WiMax、LTE、以及其他通信网络。
处理单元331可包括单处理器或多处理器。处理器或诸处理器可包括一个或多个通用处理器、一个或多个专用集成电路(ASIC)、或其他类型的处理器。处理器331可配置消息以供接口302向其他设备传输。处理单元331可被配置成与接口302通信以无线地与其他设备交换消息。
存储器341可包括易失性存储器、非易失性存储器、或两者的组合。存储器341可包含指令(例如,固件程序、软件程序、或两者的组合),该指令可由处理单元331执行,导致系统300执行操作。此类操作可包括通过天线313和314向系统300无线地传送信号、从系统300无线地接收信号、或两者。
收发机311和312中每一个可被配置成与不同网络通信。例如,收发机311可被配置成与长期演进(LTE)网络通信,而收发机312可被配置成与WiMax网络通信。图3示出其中系统300包括两个收发机(例如,311和312)以及两个天线(例如,313和314)的示例。收发机和天线的数量可变化。
收发机311可包括用于通过天线313和314中的至少一者在上述网络中的至少一者中与其他设备(未在图3中示出)无线地交换(例如,发送和接收)消息的传送器321和接收器342。收发机312还可包括用于通过天线313和314中至少一者与其他设备无线地交换消息的传送器和接收器(未在图3中示出)。
收发机312可被配置成在上述网络(例如,WiFi、WiMax、以及其他网络)之中的LTE网络或另一网络、或者多个网络中操作。收发机311和312中的至少一者可包括功率放大器。例如,传送器321和接收器311可包括功率放大器307,该功率放大器307可包括RF功率放大器。
如图3所示,传送器321可包括电路系统308,用于生成信号以供传输。功率放大器307可接收电路系统308生成的信号(例如,输入信号),并向用于传输的天线313和314中的至少一者提供信号(例如,输出信号)。功率放大器307可使用功率调节器303提供的电压来操作。
图3中收发机的传送器321可包括OFDM传送器,使得电路系统308生成的信号中的至少一者可包括正交频分复用(OFDM)信号。系统300可被配置成以多输入多输出(MIMO)配置来操作。因此,功率放大器307可被耦合至系统300的用于MIMO传输的多个天线(例如,至少天线313和314)。电路系统308生成的信号可包括用于MIMO传输的预编码OFDM信号。
此外,传送器312还可包括MIMO传送器,该MIMO传送器被布置成使用多个天线端口(例如,与天线313和314相关联的天线端口)在上行链路通道上传送OFDM信号。MIMO传送器可包括与天线端口中的每一个相关联的至少一个RF功率放大器(例如,功率放大器307)。
在图3中,天线313和314可包括一个或多个定向或全向天线,包括例如双极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线、或适用于RF信号传输的其他类型的天线。在一些实施例中,替代两个或更多个天线,可使用具有多孔径的单个天线。在此类实施例中,每个孔径可被看作分开的天线。在一些MIMO实施例中,可有效地分开天线以利用可在天线中每一个之间以及传送站的诸天线之间产生的空间分集和不同信道特性。在一些MIMO实施例中,天线可按高达1/10或更多的波长来分开。
尽管系统300被例示为具有数个分开的功能元件,但所述功能元件中的一个或多个可被组合,并可由诸如包括数字信号处理器(DSP)的处理元件之类的软件配置元件和/或其它硬件元件的组合来实现。例如,某些元件可包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)、以及用于执行至少本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中,功能元件可指在一个或多个处理元件上操作的一个或多个进程。
本文描述的实施例能以硬件、固件和软件中的一者或组合实现。本文描述的实施例还可被实现为存储于计算机可读存储介质上的指令,该指令可由至少一个处理器读取并执行,以执行本文所描述的操作。计算机可读存储介质可包括用于以机器(如,计算机)可读形式存储信息的任何非瞬态机构。例如,计算机可读存储介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备以及其他存储设备和介质。在这些实施例中,系统300中的一个或多个处理器能以用于执行本文所描述操作的指令来配置。
图4是根据本文描述的一些实施例的操作电子装置的方法400的流程图。方法400中使用的电子装置可包括以上参考图1到图3来描述的装置,诸如可包括功率调节器203及其组件(例如,转换器210和220、以及控制单元230)的装置100和系统300。方法400中的活动中的一些可由硬件,软件,固件,或者硬件、软件和固件的任何组合来执行。
如图4所示,方法400的活动410可包括:确定DCDC转换器中脉冲宽度调制器生成的信号的占空比是否在占空比范围之外,以及占空比是否达到0%和100%中的至少一者。活动420可包括基于活动410中的确定来生成控制信息。活动430可包括基于用于控制占空比范围的控制信息来调整包括DCDC转换器的功率调节器的参数。
相对于图4中的活动410、420和430,方法400可包括更多或更少的活动。例如,方法400可包括以上参考图1到图3来描述的可包括功率调节器203及其组件(例如,转换器210和220、以及控制单元230)的装置100和系统300的活动和操作。
以上对装置(例如,可包括功率调节器203及其组件(例如,转换器210和220、以及控制单元230)的装置100和系统300)和方法(例如,方法400、以及可包括功率调节器203及其组件(例如,转换器210和220、以及控制单元230)的装置100和系统300的操作)的例示旨在提供对不同实施例的结构的概括的理解,而不旨在提供可利用本文描述的结构的装置的所有元件和特征的完整描述。
以上描述的装置和方法可包括以下各项或被包括在以下各项中:高速计算机、通信和信号处理电路系统、单处理器模块或多处理器模块、单个嵌入式处理器或多个嵌入式处理器、多核处理器、消息信息开关、以及包括多层或多芯片模块的专用模块。此类装置可进一步被包括作为各种其它装置(例如,电子系统)内的子组件,诸如电视机、蜂窝电话、个人计算机(例如,膝上型计算机、台式计算机、手持式计算机等)、平板(例如,平板计算机)、可穿戴电子用品(例如,智能手表)、工作站、无线电、视频播放器、音频播放器(例如,MP3(运动图像专家组,音频层3)播放器)、车辆、医疗设备(例如,心跳监视器、血压监视器等)、机顶盒等等。
附加注解与示例
示例1包括包含以下各项的主题(诸如,设备、电子装置(例如,电路、电子系统、或两者)、或机器):直流-直流(DCDC)转换器,该直流-直流(DCDC)转换器包括用于接收输入信号的第一节点、用于耦合至电感器的端子的第二节点、以及用于耦合至输出节点的第三节点,该DCDC转换器包括由信号控制的驱动器;以及控制单元,该控制单元用于基于信号的占空比来生成控制信息以控制信号的占空比范围。
示例2中,示例1的主题可任选地包括,进一步包括附加DCDC转换器,该附加DCDC转换器包括用于耦合至电感器的附加端子的第一节点、用于耦合至输出节点且耦合至附加电感器的第一端子的第二节点、以及用于耦合至附加电感器的第二端子的第三节点。
示例3中,示例2的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比小于下限的情况下调整跨电容器的电压的值,该电容器耦合至电感器的附加节点以及附加电感器的第一节点。
示例4中,示例2的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比大于上限的情况下调整跨电容器的电压的值,该电容器耦合至电感器的附加节点以及附加电感器的第一节点。
示例5中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比小于下限的情况下调整驱动器的供给电压的值。
示例6中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比大于上限的情况下调整驱动器的供给电压的值。
示例7中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比小于下限或大于上限的情况下修改输入信号的上范围或下范围。
示例8中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比小于下限的情况下修改输入信号的幅度。
示例9中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成生成控制信息以在信号的占空比大于上限的情况下修改输入信号的幅度。
示例10中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成基于检测到占空比达到至少一个0%和100%来生成控制信息。
示例11中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成基于检测到占空比在下限与0%之间来生成控制信息。
示例12中,示例1-4中任一项的主题可任选地包括,其中控制单元被布置成基于检测到占空比在上限与100%之间来生成控制信息。
示例13中,示例2-4中任一项的主题可任选地包括,其中DCDC转换器和附加DCDC转换器被布置成以不同速度来操作。
示例14包括包含以下各项的主题(诸如,设备、电子装置(例如,电路、电子系统、或两者)、或机器):放大器;附加放大器,该附加放大器包括耦合至放大器的输出节点的第一输入节点,以及用于耦合至电感器的第一端子的第二输入节点;脉冲宽度调制器,该脉冲宽度调制器耦合至附加放大器的输出节点;第一驱动器,该第一驱动器包括耦合至脉冲宽度调制器的输出节点的输入节点,以及用于耦合至附加电感器的第一端子的输出节点;比较器,该比较器包括用于耦合至电感器的第二端子的第一输入节点,以及用于耦合至附加电感器的第一端子的第二输入节点;第二驱动器,该第二驱动器包括耦合至比较器的输出节点的输入节点,以及到电感器的第二端子的输出节点;以及控制单元,该控制单元用于基于由脉冲宽度调制器生成的信号的占空比来生成控制信息。
示例15中,示例14的主题可任选地包括,其中比较器的第一节点被布置成耦合至电容器的端子。
示例16中,示例14的主题可任选地包括,其中比较器的第二输入节点被布置成耦合至电容器的附加端子。
示例17中,示例14的主题可任选地包括,其中比较器的第一节点被布置成耦合至附加电容器的端子。
示例18中,示例16的主题可任选地包括,其中附加放大器的第二输入节点被布置成耦合至电容器的附加端子。
示例19中,示例14的主题可任选地包括,其中控制单元包括检测器电路,该检测器电路用于检测0%占空比和100%占空比的出现。
示例20中,示例19的主题可任选地包括,其中控制单元包括另一检测器电路,另一检测器电路用于检测下限与0%之间的占空比以及上限与100%之间的占空比的出现。
示例21中,示例14的主题可任选地包括,进一步包括:电感器;附加电感器;第一电容器,该第一电容器包括第一端子和第二端子,该第一端子耦合至比较器的第一输入节点且耦合至电感器的第一端子,该第二端子耦合至比较器的第二输入端子且耦合至附加电感器的第二端子;以及第二电容器,该第二电容器包括第一端子和第二端子,该第一端子耦合至比较器的第一输入节点且耦合至附加电感器的第二端子,该第二端子耦合至接地。
示例22包括包含以下各项的主题(诸如,设备、电子装置(例如,电路、电子系统、或两者)、或机器):射频(RF)功率放大器;以及功率调节器,该功率调节器耦合至RF功率调节器,该功率调节器包括第一直流-直流(DCDC)转换器,该第一直流-直流(DCDC)转换器包括用于接收输入信号的第一节点、用于耦合至第一电感器的第一端子的第二节点、以及用于耦合至第二电感器的第一端子的第三节点,该第一DCDC转换器包括由信号控制的驱动器;第二DCDC转换器,该第二DCDC转换器包括用于耦合至第一电感器的第二端子的第一节点、耦合至第二电感器的第一端子的第二节点、以及耦合至第二电感器的第二端子的第三节点;以及控制单元,该控制单元用于基于信号的占空比来生成控制信息以控制信号的占空比范围。
示例23中,示例22的主题可任选地包括,其中RF功率放大器是正交频分复用(OFDM)传送器的部分。
示例24中,示例22的主题可任选地包括,其中RF功率放大器是被布置成传送正交频分复用(OFDM)信号的多输入多输出(MIMO)传送器的部分。
示例25中,示例22的主题可任选地包括,其中电子系统包括被配置成在长期演进(LTE)网络中操作的用户装备。
示例26包括包含以下各项的主题(诸如,设备、电子装置(例如,电路、电子系统、或两者)、或机器):确定DCDC转换器中脉冲宽度调制器生成的信号的占空比是否在占空比范围之外,以及占空比是否达到0%和100%中的至少一者;基于确定来生成控制信息;基于用于控制占空比范围的控制信息来调整功率调节器的参数。
示例27中,示例26的主题可任选地包括,其中确定包括检测占空比是否小于占空比范围的下限且大于0%。
示例28中,示例27的主题可任选地包括,其中确定包括检测占空比是否大于占空比范围的上限且小于100%。
示例29中,示例26的主题可任选地包括,其中进一步包括基于控制信息来调整DCDC转换器的输出路径上的移位电压。
示例30中,示例26的主题可任选地包括,其中进一步包括基于控制信息来调整由信号控制的DCDC的驱动器的供给电压。
示例31中,示例30的主题可任选地包括,其中进一步包括对DCDC转换器的输入节点处的输入信号进行削波。
示例32包括包含以下项的主题(诸如设备、电子装置(例如,电路、电子系统、或两者):用于执行权利要求26-31的方法中任一项的装置。
示例1到示例31的主题能以任何组合来组合。
以上的描述和附图例示了一些实施例,以使本领域技术人员能够实施本发明的各实施例。其他实施例可结合结构、逻辑、电气、过程、以及其他变化。示例仅代表可能的变体。一些实施例的多个部分和特征可被包括在其他实施例的多个部分和特征中,或者替换其他实施例的多个部分和特征。在阅读并理解以上描述之后,许多其他实施方式对本领域内技术人员而言将是显而易见的。因此,各实施例的范围由所附权利要求书以及这些权利要求所授权的等效技术方案的完整范围来确定。
提供摘要以使读者弄清技术公开的本质和主旨。应当理解,该摘要将不用于限制或解释权利要求的范围或含义。所附的权利要求由此被结合到具体实施方式中,每一项权利要求本身作为单独的实施例。

Claims (24)

1.一种电子装置,包括:
直流-直流DCDC转换器,所述直流-直流DCDC转换器包括用于接收输入信号的第一节点、用于耦合至电感器的端子的第二节点、以及用于耦合至输出节点的第三节点,所述直流-直流DCDC转换器包括由信号控制的驱动器;以及
控制单元,所述控制单元用于基于所述信号的占空比来生成控制信息以控制所述信号的占空比范围,
所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比小于下限的情况下调整所述驱动器的供给电压的值。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括:
附加DCDC转换器,所述附加DCDC转换器包括用于耦合至所述电感器的附加端子的第一节点、用于耦合至所述输出节点且耦合至附加电感器的第一端子的第二节点、以及用于耦合至所述附加电感器的第二端子的第三节点。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比小于下限的情况下调整跨电容器的电压的值,所述电容器耦合至所述电感器的附加端子以及所述附加电感器的第一端子。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比大于上限的情况下调整跨电容器的电压的值,所述电容器耦合至所述电感器的附加端子以及所述附加电感器的第一端子。
5.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比大于上限的情况下调整所述驱动器的供给电压的值。
6.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比小于下限或大于上限的情况下修改所述输入信号的上范围或下范围。
7.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比小于下限的情况下修改所述输入信号的幅度。
8.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成生成所述控制信息以在所述信号的所述占空比大于上限的情况下修改所述输入信号的幅度。
9.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成基于检测到所述占空比达到至少一个0%和100%来生成所述控制信息。
10.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成基于检测到所述占空比在下限与0%之间来生成所述控制信息。
11.如权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制单元被布置成基于检测到所述占空比在上限与100%之间来生成所述控制信息。
12.如权利要求2-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述DCDC转换器和所述附加DCDC转换器被布置成以不同速度来操作。
13.一种电子装置,包括:
放大器;
附加放大器,所述附加放大器包括耦合至所述放大器的输出节点的第一输入节点,以及用于耦合至电感器的第一端子的第二输入节点;
脉冲宽度调制器,所述脉冲宽度调制器耦合至所述附加放大器的输出节点;
第一驱动器,所述第一驱动器包括耦合至所述脉冲宽度调制器的输出节点的输入节点,以及用于耦合至附加电感器的第一端子的输出节点;
比较器,所述比较器包括用于耦合至所述附加电感器的第二端子的第一输入节点,以及用于耦合至所述电感器的所述第一端子的第二输入节点;
第二驱动器,所述第二驱动器包括耦合至所述比较器的输出节点的输入节点,以及到所述电感器的第二端子的输出节点;以及
控制单元,所述控制单元用于基于由所述脉冲宽度调制器生成的信号的占空比来生成控制信息。
14.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述比较器的所述第一输入节点被布置成耦合至电容器的端子。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述比较器的所述第二输入节点被布置成耦合至所述电容器的附加端子。
16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述比较器的所述第一输入节点被布置成耦合至附加电容器的端子。
17.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述附加放大器的所述第二输入节点被布置成耦合至所述电容器的所述附加端子。
18.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述控制单元包括检测器电路,所述检测器电路用于检测0%占空比和100%占空比的出现。
19.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述控制单元包括另一检测器电路,所述另一检测器电路用于检测下限与0%之间的占空比以及上限与100%之间的占空比的出现。
20.如权利要求13所述的装置,其特征在于,进一步包括:
所述电感器;
所述附加电感器;
第一电容器,所述第一电容器包括耦合至所述比较器的第二输入节点并耦合至所述电感器的第一端子的第一端子以及耦合至所述比较器的第一输入节点并耦合至所述附加电感器的第二端子的第二端子;以及
第二电容器,所述第二电容器包括耦合至所述比较器的第一输入节点并耦合至所述附加电感器的第二端子的第一端子以及耦合至接地的第二端子。
21.一种电子系统,包括:
射频RF功率放大器;以及
功率调节器,所述功率调节器耦合至所述射频RF功率放大器,所述功率调节器包括:
第一直流-直流DCDC转换器,所述第一直流-直流DCDC转换器包括用于接收输入信号的第一节点、用于耦合至第一电感器的第一端子的第二节点、以及用于耦合至第二电感器的第一端子的第三节点,所述第一直流-直流DCDC转换器包括由信号控制的驱动器;
第二直流-直流DCDC转换器,所述第二直流-直流DCDC转换器包括用于耦合至所述第一电感器的第二端子的第一节点、耦合至所述第二电感器的所述第一端子的第二节点、以及耦合至所述第二电感器的第二端子的第三节点;以及
控制单元,所述控制单元用于基于所述信号的占空比来生成控制信息以控制所述信号的占空比范围。
22.如权利要求21所述的电子系统,其特征在于,所述射频RF功率放大器是正交频分复用OFDM发射器的部分。
23.如权利要求21所述的电子系统,其特征在于,所述射频RF功率放大器是被布置成传送正交频分复用OFDM信号的多输入多输出MIMO发射器的部分。
24.如权利要求21所述的电子系统,其特征在于,所述电子系统包括被配置成在长期演进LTE网络中操作的用户装备。
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