CN111510083A - 一种控制功率放大器输出功率的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制功率放大器输出功率的控制电路，该控制电路包括：偏置电路，根据输入的控制电压生成偏置电流，所述偏置电流耦合至功率放大器的输入端；输出电压控制电路，根据输入的所述控制电压调整输出电压，所述输出电压耦合至功率放大器的输出端。本发明提供的控制电路利用偏置电路将电压转换电流的方式控制功率放大器的输出功率，达到了功率放大器的输出功率由控制电压控制的目的，避免了使用昂贵的片外精准电阻，节省了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制功率放大器输出功率的控制电路。
背景技术
功率放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成；被广泛用于通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
功率放大器的输出功率需要控制在特定的范围内。以手机蜂窝数据射频前端为例，其功率放大器系统目前需要输出高达33dBm的功率。电池需要为功率放大器提供安培量级的电流，如果功率放大器的输出功率控制不当，很容易带来严重的散热问题。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够有效控制功率放大器输出功率，节省成本的控制功率放大器输出功率的控制电路。
为实现了本发明的目的，在此提供的控制功率放大器输出功率的控制电路包括：
偏置电路，根据输入的控制电压生成偏置电流，所述偏置电流耦合至功率放大器的输入端；
输出电压控制电路，根据输入的所述控制电压调整输出电压，所述输出电压耦合至功率放大器的输出端。
进一步地，所述偏置电路包括压控电流源，所述压控电流源生成与所述控制电压成指数关系的偏置电流，所述偏置电流耦合至功率放大器的输入端。
进一步地，所述压控电流源包括运算放大器M1、场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3，所述控制电压加载于所述运算放大器M1的反向输入端，所述运算放大器M1的正向输入端接所述场效应管Q1和所述场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的栅极接所述场效应管Q3的栅极并与所述场效应管Q2的漏极连接；所述场效应管Q3的漏极作为输出端输出偏置电流。
进一步地，所述输出电压控制电路包括控制电压检测模块和供电模块；所述控制电压检测模块检测所述控制电压，输出比较电压；所述供电模块根据所述比较电压输出输出电压至所述功率放大器的输出端，其中，所述输出电压与所述比较电压呈正相关。
进一步地，所述供电模块为LDO模块或者DCDC模块。
进一步地，所述供电模块包括比较器M2、场效应管Q4和场效应管Q5，所述控制电压检测模块输出的比较电压加载于所述比较器M2的同相输入端，所述比较器M2的反相输入端经电阻R1接地，所述比较器M2的输出端接所述场效应管Q4和所述场效应管Q5的栅极；所述场效应管Q4经所述电阻R1接地，所述场效应管Q5的源极接地，所述场效应管Q5的漏极作为输出端接功率放大器的输出端。
进一步地，还包括LC电路，所述供电模块的输出电压经所述LC电路耦合至功率放大器的输出端。
本发明的有益效果包括：
1）本发明提供的控制电路利用偏置电路将电压转换电流的方式控制功率放大器的输出功率，达到了功率放大器的输出功率由控制电压控制的目的，避免了使用昂贵的片外精准电阻，节省了成本。
2）利用输出电压控制电路，在不同功率模式下，控制输出电压，达到了降低或提高功率放大器输出功率的目的。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。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。在附图中：
图1为本发明提供的控制电路的电路图；
图2为本发明提供的压控电流源的电路图；
图3为本发明提供的供电模块的电路图；
附图中：1-偏置电路，2-控制电压检测模块，3-供电模块。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明为了实现了对功率放大器的输出功率进行控制，在此提供的控制功率放大器输出功率的控制电路的电路结构如图1所示，包括偏置电路1，根据输入的控制电压生成偏置电流，偏置电流耦合至功率放大器的输入端；以及输出电压控制电路，根据输入的控制电压调整输出电压，输出电压耦合至功率放大器的输出端。
该控制电路通过偏置电路1将控制电压转换成偏置电流，偏置电流控制功率放大器的输出功率；通过输出电压控制电路控制功率放大器的输出电压，输出电压也实现了功率放大器输出功率的控制。
本文中，偏置电路1包括压控电流源，压控电流源生成与控制电压成指数关系的偏置电流，偏置电流耦合至功率放大器的输入端。此处的压控电流源的电路结构如图2所示，包括运算放大器M1、场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3，控制电压加载于运算放大器M1的反向输入端，运算放大器M1的正向输入端接场效应管Q1和场效应管Q2的漏极，场效应管Q2的栅极接场效应管Q3的栅极并与场效应管Q2的漏极连接；场效应管Q3的漏极作为输出端输出偏置电流。
本文中，所述输出电压控制电路包括控制电压检测模块2和供电模块3；控制电压检测模块2检测控制电压，输出比较电压；供电模块3根据控制电压检测模块2输出的比较电压输出输出电压至功率放大器的输出端，其中，输出电压与比较电压呈正相关。其中，控制电压检测模块2将控制电压与基准电压进行比较，当控制电压大于基准电压时，控制电压检测模块2输出较大的比较电压控制供电模块3提高输出电压，达到提供功率放大器输出功率的目的；当控制电压小于基准电压时，控制电压检测模块2输出较小的比较电压控制供电模块3减低输出电压，达到减低功率放大器输出功率的目的。
本文中的供电模块3为LDO模块或者DCDC模块。在此采用LDO模块作为供电模块，如图3所示，LDO模块包括比较器M2、场效应管Q4和场效应管Q5，控制电压检测模块输出的比较电压加载于比较器M2的同相输入端，比较器M2的反相输入端经电阻R2接地，比较器M2的输出端接场效应管Q4和场效应管Q5的栅极；场效应管Q4的源极经电阻R1接地，场效应管Q5的源极直接接地，场效应管Q4的漏极和场效应管Q5的源极接电源VCC；场效应管Q5漏极作为输出端接功率放大器的输出端。控制电压检测模块2将控制电压与基准电压进行比较，当控制电压大于基准电压时，控制电压检测模块2输出较大的电压控制供电模块3提高输出电压。
为了更好地匹配，本文中供电模块3的输出电压经LC电路耦合至功率放大器的输出端。
本文提供的控制电路的控制原理是：功率=电压x电流，因此控制功率放大器的输出电压或者电流均能控制输出功率。
本文提供的控制电路控制功率放大器的输出功率通过控制功率放大器的输出级晶体管T1的输出电压、输出电流均可实现，结合图1，图中PA表示功率放大器，TI表示功率放大器的输出级晶体管，功率放大器的输出级晶体管是指功率放大器中电流最大和功率最大的一级。
参照图1所示，偏置电路1输出的偏置电流加载于功率放大器的输出级晶体管T1的基极，因集电极电流与基极电流成正比，当输入偏置电路1的控制电压发生变化时，输出的偏置电流随之发生变化，通过偏置电流方式达到控制输出功率的目的。输出电压控制电路的输出电压耦合至功率放大器的输出级晶体管T1的集电极，输出电压控制电路的输出电压根据输入的控制电压调整，通过电压方式达到控制输出功率的目的。
本文中记载的偏置电路1、控制电压检测模块2和供电模块3集成在一块CMOS或者SOI芯片上，实现了片上控制；本文中控制电压由外部电路提供。
本文提供的控制电路通过改变基极电流来控制功率为主要手段，输出电压控制电路的输出电压变化为辅助手段，主要针对控制电压的低压段和高压段，实现低功耗（低压段）或者高功率（高压段）。
本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于，包括：
偏置电路，根据输入的控制电压生成偏置电流，所述偏置电流耦合至功率放大器的输入端；
输出电压控制电路，根据输入的所述控制电压调整输出电压，所述输出电压耦合至功率放大器的输出端。
2.根据权利要求1所述的控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于：所述偏置电路包括压控电流源，所述压控电流源生成与所述控制电压成指数关系的偏置电流，所述偏置电流耦合至功率放大器的输入端。
3.根据权利要求2所述的控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于：所述压控电流源包括运算放大器M1、场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3，所述控制电压加载于所述运算放大器M1的反向输入端，所述运算放大器M1的正向输入端接所述场效应管Q1和所述场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的栅极接所述场效应管Q3的栅极并与所述场效应管Q2的漏极连接；所述场效应管Q3的漏极作为输出端输出偏置电流。
4.根据权利要求1或2或3所述的控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于：所述输出电压控制电路包括控制电压检测模块和供电模块，所述控制电压检测模块检测所述控制电压，输出比较电压；
所述供电模块根据所述比较电压输出输出电压至所述功率放大器的输出端，其中，所述输出电压与所述比较电压呈正相关。
5.根据权利要求4所述的控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于：所述供电模块为LDO模块或者DCDC模块。
6.根据权利要求4所述的控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于：所述供电模块包括比较器M2、场效应管Q4和场效应管Q5，所述控制电压检测模块输出的比较电压加载于所述比较器M2的同相输入端，所述比较器M2的反相输入端经电阻R1接地，所述比较器M2的输出端接所述场效应管Q4和所述场效应管Q5的栅极；所述场效应管Q4经所述电阻R1接地，所述场效应管Q5的源极接地，所述场效应管Q5的漏极作为输出端接功率放大器的输出端。
7.根据权利要求4所述的控制功率放大器输出功率的控制电路，其特征在于：还包括LC电路，所述供电模块的输出电压经所述LC电路耦合至功率放大器的输出端。
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| CN202010325296.XA CN111510083A (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种控制功率放大器输出功率的控制电路 |
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Publications (1)
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| CN202010325296.XA Pending CN111510083A (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种控制功率放大器输出功率的控制电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN111510083A (zh) |
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2020
- 2020-04-23 CN CN202010325296.XA patent/CN111510083A/zh active Pending
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