CN110365296A - 一种用于射频功率放大器的电源 - Google Patents

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Abstract

一种用于射频功率放大器的电源，包括：第一、第二线性电路，用于：将第一包络信号中的低功率信号、高功率信号分别进行线性放大，并向射频功率放大器分别提供第一、第二电压；其中，所述低功率信号为包络信号中功率占比小于等于30％的信号，所述除低功率信号之外的高功率信号为包络信号中功率占比大于等于70％的信号；第三电路，用于：感测线性放大后的高功率信号，并工作在具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式或具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式，以便根据感测到的线性放大后的高功率信号向射频功率放大器提供第三电流。本公开能够分别针对低功率信号和高功率信号进行线性处理，并结合COT控制，从而提高电源的效率。

Description

一种用于射频功率放大器的电源
技术领域
本公开涉及移动通信领域，特别涉及一种用于射频功率放大器的电源。
背景技术
在移动通信领域，为了提高射频功率放大器的效率，可以使用线性放大单元结合开关电源的混合型电源，该类电源多采用滞回控制 (hysteresis control)技术。该技术虽然可有效结合线性放大与开关电源技术，使系统达到稳定工作，但该技术中开关切换频率受到包络信号带宽影响的特性：随着包络信号带宽的提高，开关频率会变快，这对开关控制提出了挑战。此外，该技术的导通时间点对输出噪声敏感度强，且导通时间往往滞后于最优开关时间点，并且其在处理宽带宽、高PAPR包络信号时，开关电源及线性放大相关电路的输出功率损耗会同时加大，从而导致整个电源系统效率随带宽增大而下降。
在带宽不断提高的现状下，如何进一步提高射频功率放大器的电源效率，始终是本领域需要考虑的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本公开提出了一种用于射频功率放大器的电源，包括：
第一线性电路，用于：将第一包络信号中的低功率信号进行线性放大，并根据线性放大后的低功率信号向射频功率放大器提供第一电压；其中，所述低功率信号为包络信号中功率占比小于等于30％的信号；
第二线性电路，用于：将第一包络信号中除低功率信号之外的高功率信号进行线性放大，并根据线性放大后的高功率信号向射频功率放大器提供第二电压；其中，所述除低功率信号之外的高功率信号为包络信号中功率占比大于等于70％的信号；
第三电路，用于：感测线性放大后的高功率信号，并工作在具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式或具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式，以便根据感测到的线性放大后的高功率信号向射频功率放大器提供第三电流。
优选的，
所述第一包络信号为输入至所述射频功率放大器的包络信号。
优选的，
通过如下任一或其任意组合方式获得所述第一包络信号中的低功率信号和/或除低功率信号之外的高功率信号：滤波器、RF检波器、 RMS检测器。
优选的，
所述电源还包括第一模式选择单元，用于在所述恒定导通时间控制模式与恒定关断时间控制模式之间进行选择。
优选的，
第三电路包括第三控制单元，第三驱动单元，第三电感；
第三控制单元包括输入端，用于接收所述感测到的线性放大后的高功率信号；
第三控制单元还包括输出端，用于输出第三控制信号以使得所述电源工作在如下任一模式：具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式、具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式；
第三驱动单元，用于连接第三控制单元的输出端并基于所述第三控制信号提供第三电信号至第三电感；
第三电感，用于在第三电信号的作用下向射频功率放大器提供第三电流。
优选的，
第三驱动单元包括：第三开关放大器，或者包括：上功率管和下功率管。
优选的，
第三电路包括计时单元，用于确定所述恒定导通时间或恒定关断时间。
优选的，
第三电路包括比较器，用于：
(1)当第三电路中的预设电流值ID小于或小于等于第二线性电路的输出电流纹波值ISL时，使得第三电路工作并提供第三电流；
(2)当第三电路中的预设电流值ID大于等于或大于第二线性电路的输出电流纹波值ISL时，使得第三电路不提供第三电流。
优选的，
第二线性电路包括多路并联的支路，并且：
每一路支路分别将所述高功率信号中的一部分信号进行线性放大，并根据线性放大后的一部分高功率信号提供相应的支路电压；
各个支路电压叠加后向射频功率放大器提供第二电压。
优选的，
第一线性电路包括第一电感，通过第一电感与第三电路中的第三电感之间的互感，所述第一线性电路利用第三电感向射频功率放大器提供第一电压。
通过上述技术方案，相比于传统的滞回控制，本公开实现了一种新的、用于射频功率放大器的电源，能够根据包络信号中不同功率占比来适应性的对射频功率放大器提供电能，以提高电源整体效率。
附图说明
图1-图3本公开中不同实施例所示的电源结构示意图；
图4是本公开中一个实施例所示的第三电路的示意图；
图5-图6是本公开中不同实施例所示电源的结构示意图；
图7是采用1uH较小电感时，传统滞回控制电源针对第一包络信号为100MHz信号的仿真图，并且图8是该传统滞回控制电源的开关电源部分所对应的驱动单元开关的波形；
图9是采用1uH较小电感时，本公开一个实施例中的电源针对同样的第一包络信号为100MHz信号的仿真图，并且图10是该电源的开关电源部分所对应的第三驱动单元开关的波形；
图11是采用50uH较大电感时，传统滞回控制电源针对第一包络信号为100MHz信号的仿真图，并且图12是该传统滞回控制电源的开关电源部分所对应的驱动单元开关的波形；
图13是采用50uH较大电感时，本公开一个实施例中的电源针对同样的第一包络信号为100MHz信号的仿真图，并且图14是该电源的开关电源部分所对应的第三驱动单元开关的波形。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了多个细节，以提供对本公开的实施例的更全面的说明。然而，对本领域技术人员来说，将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他实施例中，以框图形式而不是详细地示出了公知的结构和设备，以避免使本公开的实施例模糊。此外，可以将以下描述的不同实施例的特征与彼此组合，除非以其他方式具体声明。
本公开所采用的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖且不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、或方法、或系统、或产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选的还包括没有列出的步骤或单元，或可选的还包括对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
参见图1，在一个实施例中，本公开提出了一种用于射频功率放大器(PA)的电源，包括：
第一线性电路，用于：将第一包络信号S1中的低功率信号S2进行线性放大，并根据线性放大后的低功率信号向射频功率放大器(PA) 提供第一电压Vc1；其中，所述低功率信号为包络信号中功率占比小于等于30％的信号；
第二线性电路，用于：将第一包络信号S1中除低功率信号S2之外的高功率信号S3进行线性放大，并根据线性放大后的高功率信号向射频功率放大器(PA)提供第二电压Vc2；其中，所述除低功率信号之外的高功率信号S3为包络信号中功率占比大于等于70％的信号；
第三电路，用于：感测线性放大后的高功率信号，并工作在具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式或具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式，以便根据感测到的线性放大后的高功率信号向射频功率放大器(PA)提供第三电流ISW。
对于上述实施例而言：
一方面，第一、第二线性电路分别对低功率信号和高功率信号进行了线性放大并向射频功率放大器(PA)提供第一电压Vc1和第二电压Vc2；
另一方面根据高功率信号属于包络信号中功率占比较高的特点，第三电路利用COT控制模式(恒定导通时间控制模式或恒定关断时间控制模式)向射频功率放大器(PA)提供第三电流ISW；
这使得上述实施例具有如下作用：
其一，通过两个线性电路将高功率和低功率的包络信号进行分类处理，不需要针对高、低功率的包络信号设计传统的信号调制处理单元，降低了电源的复杂度；
其二，通过两个线性电路将高功率和低功率的包络信号进行分类处理，这不仅提高了整体包络信号的峰均比PAPR，而且降低了两个线性电路中输入信号的峰均比PAPR，使第一、第二线性电路输出电压的摆幅降低，相应的，第一、第二线性电路的功率损耗减少，电源效率提高；
其三，第一、第二线性电路向射频功率放大器(PA)提供第一电压Vc1和第二电压Vc2，意味着在上述实施例中，第一、第二线性电路能够充当电压源，那么，在第一、第二线性电路不涉及提供电流的情形下，这不仅降低了第一、第二线性电路的功率损耗，提高了电源的效率，而且在同等条件下使得电源处理带宽的能力提高；
其四，除了第一、第二线性电路带来的特性之外，所述第三电路在高功率信号和COT控制(恒定导通时间控制模式或恒定关断时间控制模式)双重作用下，向射频功率放大器提供第三电流：一方面，这使得第三电路的导通和关断脱离了包络信号带宽的影响，这有助于电源的切换频率，从而减少切换过程的功率损耗、降低噪声对系统的影响、增强系统的稳定性，且保持了传统滞回控制回路中抖频抗EMI的特性，但又限缩了抖频的范围，使得在不影响系统线性度的前提下提高了电源的效率；另一方面，由于高功率信号在整个包络信号的功率占比中占70％以上，因此，第三电流更贴近电流平均值，这使得电源输出的功率更贴近包络信号中的RMS信号，从而能够在工程上实现一种具有意义的、新型包络跟踪电源。
也就是说，与现有技术对比，上述实施例中的电源不仅分别处理低功率信号和高功率信号，而且充分利用了线性放大和COT控制的优点，一方面使得电源效率和稳定性得以提高，另一方面使得电源不因扩充带宽而影响整体效率。
能够理解，更优的，高功率信号在包络信号中的功率占比80-90％的信号，将能够更好的在电源开关的频率和电源的效率之间取得平衡。相应的，这意味着，低功率信号的占比在10-20％。
至于各个电路自身的时间常数或延时的匹配问题，这属于电路领域的常识。本公开也并不着眼于如何设计、调整时间常数，在此不再赘述。能够理解，上述实施例的电源可以为模拟电源，也可以为数字电源，只要能够以模拟电路或数字电路的方式实现上述电源即可。
此外，当射频功率放大器被判断为轻载或空载时，上述实施例优选恒定导通时间模式。这是因为，相较于恒定关断时间模式所导致的轻载下开关损耗的增加及电源效率的降低，恒定导通时间模式更加有利于在轻载或空载时降低开关损耗、提升电源效率。
参见图2，在另一个实施例中，
第三电路包括第三控制单元31，第三驱动单元32，第三电感L33；
第三控制单元31包括输入端，用于接收所述感测到的线性放大后的高功率信号；
第三控制单元31还包括输出端，用于输出第三控制信号以使得所述电源工作在如下任一模式：具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式、具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式；
第三驱动单元32，用于连接第三控制单元的输出端并基于所述第三控制信号提供第三电信号至第三电感L33；
第三电感，用于在第三电信号的作用下向射频功率放大器提供第三电流ISW。
对于上述实施例而言，所述第三控制单元31可以是任何能够实现COT控制的COT控制单元。就COT而言，包括两种：恒定导通时间，即Constant On Time；和恒定关断时间，即Constant Off Time。需要说明的是，本公开并不着眼于COT控制单元的创新性实现，因此，现有技术中的各种COT控制单元均可以借鉴，包括COT控制时可能涉及的定时器或计时器，或与定时器或计时器配合的其他电路或功能单元，其目的主要在于计算、确定相应的恒定导通时间或恒定关断时间。
能够理解，与现有技术的滤波之后实施迟滞控制的电源明显不同的是，第三电路自身不需要采用滤波单元和迟滞控制而是通过第三控制单元对第三驱动单元的导通时间或关断时间进行快速响应和调整，提高了效率。也就是说，相比采用滤波及滤波后迟滞控制的现有技术，上述实施例采用COT控制，从而使得第三驱动单元频率不受等效负载、迟滞、回路延迟、输入信号等的限制，不仅方案简单、效率高、能够消除控制信号抖动，还能够降低噪声；而且，COT控制响应速度高，非常适用于包络追踪这样要求输入信号带宽大、方便拓展的应用场景。
更加需要特别指出的是：当通过控制第三驱动单元32使得电源工作在恒定导通时间模式或恒定关断时间模式下时，这说明第三驱动单元32使得本电源具备开关电源的特性，又因为本电源包括第一、第二线性电路，所以，本电源是一种结合了线性放大特性和开关电源特性这两种特性在内的混合型包络跟踪电源。然而，随着无线通信技术的迅速发展，即将开启5G商用时代，且6G技术也已进入研究阶段，面对移动互联网、物联网等多种业务数据的激增，射频输入信号的功率峰均比(PAPR)越来越大，这就导致恒压供电的线性放大技术在较大的PAPR情形下效率很低。
而上述实施例显然有助于解决线性放大技术在较大的峰均比 PAPR情形下效率很低导致整个电源效率降低的问题，这是因为上述实施例在第一、第二线性电路之外进一步基于感测到的高功率信号而通过控制第三驱动单元使得电源工作在恒定导通时间模式或恒定关断时间模式下，这有助于根据占比较高的所述高功率信号来提高整个电源中开关电源的占比、降低线性电路的功耗占比，从而充分发挥开关电源的高效率的优点。如此，上述实施例有助于进一步提高整个电源的效率。
在另一个实施例中，所述第一包络信号为输入至所述射频功率放大器的包络信号。
对于所述实施例，当第一包络信号为输入至所述射频功率放大器的包络信号时，正如现有技术中大多数技术方案中将射频(即RF) 输入信号作为包络跟踪的基准信号那样，所述实施例也是从信号源头，即输入至射频功率放大器的包络信号，来实现包络跟踪。然而，这并不意味着本公开排斥其他的第一包络信号，显而易见的是，在实现前述各个实施例的技术效果方面，根据本公开所揭示的原理，有关实施例并不限于包络信号的来源。
在另一个实施例中，所述电源还包括第一模式选择单元，用于在所述恒定导通时间控制模式与恒定关断时间控制模式之间进行选择。
对于该实施例而言，其给出了模式选择的实施方式，即通过第一模式选择单元进行选择。能够理解，所述选择可以通过硬件电路实现，也可以通过软件计算实现。此外，无论是通过硬件电路还是软件计算的方式，如前文所述，当判断射频功率放大器为轻载或空载时，还可以进一步优选恒定导通时间控制模式。
如前所述，在另一个实施例中，所述第三电路包括计时单元，用于确定所述恒定导通时间或恒定关断时间。
需要说明的是，关于如何确定恒定导通时间或恒定关断时间，现有技术中的一切相应手段均可采用，本公开对此不作赘述。至于所述计时单元，是设置于所述第三控制单元中还是作为第三电路的独立单元，这均是可以的。
在另一个实施例中，
通过如下任一或其任意组合方式获得所述第一包络信号中的低功率信号和/或除低功率信号之外的高功率信号：滤波器、RF检波器、 RMS检测器。
对于该实施例而言，其目的在于检出低功率信号和/或高功率信号以便对二者进行分类处理。能够理解，对于第一、第二线性电路而言，根据低功率信号、高功率信号在频率、功率方面的特征，选型不同的滤波器和/或RF检波器(也称RF功率检波器，例如ADI，即Analog Device公司的相应产品)和/或RMS检测器(也称RMS响应功率检测器)可以分别检出低功率信号和高功率信号。需要说明的是，为了在电源开关的频率和电源的效率之间权衡，也可以通过滤波器、RF检波器、RMS检测器调整低功率信号、高功率信号的定义，即提高或降低其定义中的功率占比。
在另一个实施例中，更优的，由于包络信号中包括低功率信号和高功率信号，也可以仅仅检出低功率信号/高功率信号，通过包络信号对检出的低功率信号/高功率信号作差运算而得到其余的高功率信号/低功率信号。
在另一个实施例中，正如图3所示，如果仅仅在第二线性电路中采用低频滤波单元(即滤波器中的低频滤波器)，那么：
一方面，由于低频滤波单元可以滤除S1中不需要的高频信号(备注，其对应了低功率信号)，使得具有较高功率占比的低频信号S3(即高功率信号S3)得以通过，并在第二控制单元中完成线性放大以及向射频功率放大器提供第二电压；
另一方面，由于图3中第一线性电路和第二线性电路是并联关系，除高功率信号S3外的其余信号，即低功率信号S2进入到第一线性电路，所以在第一线性电路不设置滤波器的情形下，其通过第一控制单元对低功率信号S2进行线性放大以及向射频功率放大器提供第一电压。
也就是说，对于该实施例而言，其仅仅通过在第二线性电路中设置低频滤波单元即可实现第一、第二线性电路对高功率和低功率信号的分别处理。能够理解，当第一、第二控制单元实现线性放大时，其可以包括线性放大器。
参见图4，在另一个实施例中，
第三驱动单元包括：第三开关放大器，或者包括：上功率管和下功率管。
能够理解，开关放大器用于实现开关电源的驱动单元是显而易见的；
就该实施例而言，参见图4，以第三驱动单元包括上功率管M1、下功率管M2为例：
如图4所示，第三驱动单元包括上功率管M1和下功率管M2，其中M1的一端接VDD电源，M2的一端接地，M1和M2的公共端为输出端，M1和M2的栅极分别与控制单元的输出端相连，基于第三控制单元所提供的栅压实现导通或关断。
在另一个实施例中，
第三电路包括比较器，用于：
(1)当第三电路中的预设电流值ID小于或小于等于第二线性电路的输出电流纹波值ISL时，使得第三电路工作并提供第三电流ISW；
(2)当第三电路中的预设电流值ID大于等于或大于第二线性电路的输出电流纹波值ISL时，使得第三电路不提供第三电流。
对该实施例而言，虽然第二线性电路可以视为电压源，但是实际工程应用中，输出电流纹波值是不可避免的，为了实现较高的电源效率，其利用第二线性电路的输出电流纹波值ISL来控制第三电路的工作。能够理解，所述比较器可以是第三电路中的独立单元，也可以结合前文所述实施例，成为第三控制单元的一部分。更进一步的，所述输出电流纹波值可以与第三电流一起向射频功率放大器提供电流，详见后文。
参见图5，在另一个实施例中，
第一线性电路包括第一电感L12，通过第一电感L12与第三电路中的第三电感L33之间的互感，所述第一线性电路利用第三电感向射频功率放大器提供第一电压Vc1。
参见图6，在另一个实施例中，
第一线性电路包括第一电容C12，通过第一电容C12向射频功率放大器提供第一电压Vc1。
结合前文其他实施例，当第二线性电路的输出电流纹波值ISL可以使得第三电路工作时，所述输出电流纹波值ISL可以与第三电流ISW一起向射频功率放大器提供电流Im。
在另一个实施例中，
第二线性电路包括多路并联的支路，并且：
每一路支路分别将所述高功率信号中的一部分信号进行线性放大，并根据线性放大后的一部分高功率信号提供相应的支路电压；
各个支路电压叠加后向射频功率放大器提供第二电压。
能够理解，由于包络信号中包括不同频率及其对应功率占比的信号，采用多路并联的支路对其高功率信号按照频率和/或功率进行检出，就如同前文将低功率信号和高功率信号分别检出那样，这种并联的方案是为了更加高效的向射频功率放大器提供第二电压。当然，这会增加相关电路的成本和复杂度。本领域技术人员可以根据实际情况权衡电路复杂度和电源效率。
类似的，
第一线性电路也可以包括多路并联的支路，并且：
每一路支路分别将所述低功率信号中的一部分信号进行线性放大，并根据线性放大后的一部分低功率信号提供相应的支路电压；
各个支路电压叠加后向射频功率放大器提供第一电压。
更进一步的，当第二线性电路包括多路并联的支路时，
第三电路也可以通过与第二线性电路各个支路所一一对应的第三电路的各个支路，分别感测第二线性电路中每一路支路所线性放大的那一部分高功率信号，甚至可进一步根据第三电路的各个支路所预设的电流值与第二线性电路中每一路支路的输出电流纹波值，使得第三电路的各个支路工作在COT模式，以便叠加第三电路的各个支路所输出的电流，并向射频功率放大器提供第三电流。
图7至图14所示为传统滞回控制电路与本公开的第三控制单元 31所采用的COT控制模式电路就相同包络信号和相同电感进行调制后的仿真效果图，图中示例性地给出了针对100MHz信号的调制，本公开的COT控制模块切换频率更低、电流更贴近包络信号，优化了COT最佳导通时间点。如图7、图8、图9、图10所示，传统滞回控制电路与本公开的COT控制模式电路均采用1uH小电感时，因电感值小，第二控制单元22输出电流纹波较大，系统延时较小，对包络追踪的反映速度变快；相比如图11、图12、图13、图14所示，传统滞回控制电路与本公开的COT控制模式电路均采用50uH大电感时，因电感值相对较大，第二控制单元22电流纹波减小，系统延时较大，对包络追踪的反映速度较慢，但电流更贴近平均值，因此系统输出的功率更贴近包络信号中的RMS信号，线性电路消耗的整体功率消耗降低，COT控制模块切换频率进一步下降，系统效率提高。
此外，在一些实施例中，所述控制单元可以被提供在数字发射机的芯片或处理器(例如，硅)上。此外，所述驱动单元也可以被提供在数字发射机的芯片或处理器上。更推而广之的，其余单元也可以被提供在有关芯片或处理器上。上述电源也自然可以被提供在数字发射机的芯片或处理器上。
根据特定实现需求，可以以硬件方式或以软件方式实现本公开的实施例。该实现可以使用其上存储有电子可读控制信号的数字存储介质(例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH 存储器)来加以执行。因此，该数字存储介质可以是计算机可读的。
在一些实施例中，可以使用可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)来执行本文描述的方法的功能中的一些或全部。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作，以实现本文描述的电源。
上述实施例对本公开的原理仅是示意性的。应当理解，本文描述的布置和细节的修改和变型将对本领域技术人员来说显而易见。因此，意图是仅受接下来的专利权利要求的范围限制，而不受通过本文对实施例的描述和说明而提出的具体细节限制。

Claims (10)

1.一种用于射频功率放大器的电源，包括：
第一线性电路，用于：将第一包络信号中的低功率信号进行线性放大，并根据线性放大后的低功率信号向射频功率放大器提供第一电压；其中，所述低功率信号为包络信号中功率占比小于等于30％的信号；
第二线性电路，用于：将第一包络信号中除低功率信号之外的高功率信号进行线性放大，并根据线性放大后的高功率信号向射频功率放大器提供第二电压；其中，所述除低功率信号之外的高功率信号为包络信号中功率占比大于等于70％的信号；
第三电路，用于：感测线性放大后的高功率信号，并工作在具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式或具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式，以便根据感测到的线性放大后的高功率信号向射频功率放大器提供第三电流。
2.如权利要求1所述的电源，其中，优选的，
所述第一包络信号为输入至所述射频功率放大器的包络信号。
3.如权利要求1所述的电源，其中，
通过如下任一或其任意组合方式获得所述第一包络信号中的低功率信号和/或除低功率信号之外的高功率信号：滤波器、RF检波器、RMS检测器。
4.如权利要求1所述的电源，其中，
所述电源还包括第一模式选择单元，用于在所述恒定导通时间控制模式与恒定关断时间控制模式之间进行选择。
5.如权利要求1所述的电源，其中，
第三电路包括第三控制单元，第三驱动单元，第三电感；
第三控制单元包括输入端，用于接收所述感测到的线性放大后的高功率信号；
第三控制单元还包括输出端，用于输出第三控制信号以使得所述电源工作在如下任一模式：具有恒定导通时间的恒定导通时间控制模式、具有恒定关断时间的恒定关断时间控制模式；
第三驱动单元，用于连接第三控制单元的输出端并基于所述第三控制信号提供第三电信号至第三电感；
第三电感，用于在第三电信号的作用下向射频功率放大器提供第三电流。
6.如权利要求1所述的电源，其中，
第三驱动单元包括：第三开关放大器，或者包括：上功率管和下功率管。
7.如权利要求1所述的电源，其中，
第三电路包括计时单元，用于确定所述恒定导通时间或恒定关断时间。
8.如权利要求1所述的电源，其中，
第三电路包括比较器，用于：
(1)当第三电路中的预设电流值ID小于或小于等于第二线性电路的输出电流纹波值ISL时，使得第三电路工作并提供第三电流；
(2)当第三电路中的预设电流值ID大于等于或大于第二线性电路的输出电流纹波值ISL时，使得第三电路不提供第三电流。
9.如权利要求1所述的电源，其中，
第二线性电路包括多路并联的支路，并且：
每一路支路分别将所述高功率信号中的一部分信号进行线性放大，并根据线性放大后的一部分高功率信号提供相应的支路电压；
各个支路电压叠加后向射频功率放大器提供第二电压。
10.如权利要求5所述的电源，其中，
第一线性电路包括第一电感，通过第一电感与第三电路中的第三电感之间的互感，所述第一线性电路利用第三电感向射频功率放大器提供第一电压。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111030602A (zh) * 2019-11-11 2020-04-17 西安亚润微光电科技有限公司 一种带宽可拓展的用于射频功率放大器的电源
WO2020238898A1 (zh) * 2019-05-27 2020-12-03 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源
WO2022127390A1 (zh) * 2020-12-17 2022-06-23 Oppo广东移动通信有限公司 供电电路、终端、供电方法、设备和存储介质
CN115441883A (zh) * 2021-06-04 2022-12-06 华为技术有限公司 供电电路、处理电路及无线通信系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113824404B (zh) * 2021-10-27 2022-09-27 陕西亚成微电子股份有限公司 基于波束成形的多载波射频功放动态电流供应电路及方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7679433B1 (en) * 2007-02-02 2010-03-16 National Semiconductor Corporation Circuit and method for RF power amplifier power regulation and modulation envelope tracking
JP2011009923A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 包絡線追跡電源の電源回路、電力増幅器及び無線基地局
US20140253232A1 (en) * 2011-12-19 2014-09-11 Fujitsu Limited Amplifier circuit
US20140306763A1 (en) * 2011-02-01 2014-10-16 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Integrated circuit wireless communication unit and method for providing a power supply
JP2016507190A (ja) * 2013-02-01 2016-03-07 スナップトラック・インコーポレーテッド エンベロープ追跡型変調器のための改善された共振抑制
KR101681048B1 (ko) * 2015-10-07 2016-12-12 포항공과대학교 산학협력단 다양한 대역폭 신호에 대한 고효율 및 고속 포락선 추적형 전력증폭 장치
KR101691077B1 (ko) * 2015-10-07 2016-12-29 포항공과대학교 산학협력단 다중 레벨의 전원전압을 이용한 포락선 추적 전력증폭 장치
CN108768307A (zh) * 2018-04-24 2018-11-06 陕西亚成微电子股份有限公司 一种支持多种模式的用于射频功率放大器的电源
CN108809260A (zh) * 2018-04-24 2018-11-13 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源的控制方法
CN108900165A (zh) * 2018-04-24 2018-11-27 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源
CN109286375A (zh) * 2017-07-19 2019-01-29 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于包络跟踪的电源
CN109768778A (zh) * 2017-11-09 2019-05-17 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于扩展带宽的包络跟踪电源
CN109768773A (zh) * 2017-11-09 2019-05-17 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于包络跟踪的电源
CN109768774A (zh) * 2017-11-09 2019-05-17 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于包络跟踪的电源
CN210111952U (zh) * 2019-05-27 2020-02-21 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573793B1 (en) * 2002-04-10 2003-06-03 Romulo Gutierrez Reflect forward adaptive linearizer amplifier
JP5197283B2 (ja) 2008-10-03 2013-05-15 国立大学法人東京農工大学 窒化アルミニウム単結晶基板、積層体、およびこれらの製造方法
JP5516423B2 (ja) * 2009-02-05 2014-06-11 日本電気株式会社 電力増幅器及び電力増幅方法
US11233481B2 (en) * 2019-02-18 2022-01-25 Qorvo Us, Inc. Modulated power apparatus
CN110365296B (zh) * 2019-05-27 2024-02-13 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7679433B1 (en) * 2007-02-02 2010-03-16 National Semiconductor Corporation Circuit and method for RF power amplifier power regulation and modulation envelope tracking
JP2011009923A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 包絡線追跡電源の電源回路、電力増幅器及び無線基地局
US20140306763A1 (en) * 2011-02-01 2014-10-16 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Integrated circuit wireless communication unit and method for providing a power supply
US20140253232A1 (en) * 2011-12-19 2014-09-11 Fujitsu Limited Amplifier circuit
JP2016507190A (ja) * 2013-02-01 2016-03-07 スナップトラック・インコーポレーテッド エンベロープ追跡型変調器のための改善された共振抑制
KR101691077B1 (ko) * 2015-10-07 2016-12-29 포항공과대학교 산학협력단 다중 레벨의 전원전압을 이용한 포락선 추적 전력증폭 장치
KR101681048B1 (ko) * 2015-10-07 2016-12-12 포항공과대학교 산학협력단 다양한 대역폭 신호에 대한 고효율 및 고속 포락선 추적형 전력증폭 장치
CN109286375A (zh) * 2017-07-19 2019-01-29 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于包络跟踪的电源
CN109768778A (zh) * 2017-11-09 2019-05-17 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于扩展带宽的包络跟踪电源
CN109768773A (zh) * 2017-11-09 2019-05-17 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于包络跟踪的电源
CN109768774A (zh) * 2017-11-09 2019-05-17 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于包络跟踪的电源
CN108768307A (zh) * 2018-04-24 2018-11-06 陕西亚成微电子股份有限公司 一种支持多种模式的用于射频功率放大器的电源
CN108809260A (zh) * 2018-04-24 2018-11-13 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源的控制方法
CN108900165A (zh) * 2018-04-24 2018-11-27 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源
CN210111952U (zh) * 2019-05-27 2020-02-21 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEI-TING LIN等: "A 20MHz Low Dropout Controlled Current Sensor for Constant On-Time Based Envelop Tacking Supply Modulator for Radio Frequency Power Amplifier", 《2018 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS》, pages 1 - 4 *
余弦: "包络跟踪的Doherty射频功率放大器的研究和实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》, no. 03, pages 135 - 296 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020238898A1 (zh) * 2019-05-27 2020-12-03 陕西亚成微电子股份有限公司 一种用于射频功率放大器的电源
CN111030602A (zh) * 2019-11-11 2020-04-17 西安亚润微光电科技有限公司 一种带宽可拓展的用于射频功率放大器的电源
CN111030602B (zh) * 2019-11-11 2022-04-01 西安亚润微光电科技有限公司 一种带宽可拓展的用于射频功率放大器的电源
WO2022127390A1 (zh) * 2020-12-17 2022-06-23 Oppo广东移动通信有限公司 供电电路、终端、供电方法、设备和存储介质
CN115441883A (zh) * 2021-06-04 2022-12-06 华为技术有限公司 供电电路、处理电路及无线通信系统

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JP2021529444A (ja) 2021-10-28
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JP7245425B2 (ja) 2023-03-24

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