HK40112918A

HK40112918A - 快速切换电源管理集成电路

Info

Publication number: HK40112918A
Application number: HK62024100892.4A
Authority: HK
Inventors: N·卡拉特; 罗伯特·默克
Original assignee: Qorvo美国公司
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2025-01-28

Description

快速切换电源管理集成电路

相关申请

本申请要求于2022年6月15日提交的序列号为63/352,301的美国临时专利申请的权益，所述临时专利申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开的技术大体上涉及电源管理集成电路(PMIC)。

背景技术

第五代(5G)新空口(NR)(5G-NR)被广泛认为是超越当前第三代(3G)和第四代(4G)技术的下一代无线通信技术。在这点上，能够支持5G-NR无线通信技术的无线通信装置预期会实现数据速率更高、覆盖范围改进、信号传递效率增强，以及跨广泛范围的射频(RF)频带的时延减少，所述频带包含低频带(低于1GHz)、中频带(1GHz到6GHz)和高频带(高于24GHz)。

5G-NR系统中的下行和上行传输广泛基于正交频分复用(OFDM)。就此而言，图1是示范性OFDM时频网格10的示意图，示出了用于5G-NR系统中的物理资源分配的至少一个资源块(RB)12。OFDM时频网格10包括表示频域的频率轴14和表示时域的时间轴16。沿着频率轴14，存在多个副载波18(1)-18(M)。副载波18(1)-18(M)彼此正交地分开副载波间距(SCS)(例如，15KHz)。沿着时间轴16，存在多个OFDM符号20(1)-20(N)。OFDM符号20(1)-20(N)可以被调制为数据符号以承载数据有效载荷和/或参考符号以承载诸如解调参考信号(DMRS)、探测参考信号(SRS)等的参考信号。OFDM符号20(1)-20(N)中的每一个由循环前缀(CP)(未示出)分开，所述循环前缀被配置成充当防护带以帮助克服OFDM符号20(1)-20(N)之间的符号间干扰(ISI)。在OFDM时频网格10中，副载波18(1)-18M)和OFDM符号20(1)-20(N)的每个交点定义资源元素(RE)22。

在5G-NR通信系统中，RF信号可以被调制成频域(沿着频率轴14)中的副载波18(1)-18(N)中的多个副载波和时域(沿着时间轴16)中的OFDM符号20(1)-20(N)中的多个OFDM符号。下表(表1)汇总了由5G-NR通信系统支持的OFDM配置。

表1

在5G-NR系统中，RF信号通常以超过200MHz的高调制带宽调制。就此而言，根据表1，SCS将为120KHz，并且OFDM符号20(1)-20(N)中两个连续OFDM符号之间的过渡稳定时间(例如，PF信号的幅值变化)需要小于或等于0.59μs的CP持续时间。

另外，无线通信装置可能还需要支持此类物联网(IoT)应用，例如无钥匙上车、远程车库门打开、非接触式支付、移动登机牌等。毋庸置疑，无线通信装置还必须始终使911/E911服务在紧急情况下可访问。这样一来，无线通信装置在需要时保持可操作是至关重要的。

值得注意的是，无线通信装置依赖于电池单元(例如，Li离子电池)为其操作和服务供电。尽管电池技术最近取得了进展，但无线通信装置可能不时地处于低电量状态。就此而言，期望延长电池寿命，同时使得OFDM符号20(1)-20(N)之间能够实现快速电压变化。

发明内容

本公开的实施例涉及快速切换电源管理集成电路(PMIC)。PMIC被配置成向功率放大器电路提供平均功率跟踪(APT)电压，以用于放大在多个时间间隔中调制的射频(RF)信号。在本文中，PMIC被配置成以非常短的切换间隔(例如，<20纳秒)将APT电压从时间间隔中的当前一个时间间隔中的当前电压电平增大或减小到时间间隔中的即将到来的一个时间间隔中的将来电压电平。当APT电压从当前电压电平转变到将来电压电平时，PMIC适时地激活电压放大器以帮助确保功率放大器电路的正常运行(例如，将APT电压维持在当前电平并减少APT电压中的波动)。因此，PMIC可以随着涌入电流的减小而频繁且快速地切换APT电压。

在一个方面中，提供了一种PMIC。所述PMIC包括电压输出，所述电压输出将APT电压输出到功率放大器电路以用于放大在多个调制单元中调制的RF信号，所述多个调制单元各自包括多个时间间隔。所述PMIC还包括偏移电路。所述偏移电路耦接到所述电压输出，并且被配置成在过渡间隔期间将所述APT电压从所述多个时间间隔中的当前时间间隔中的当前电压电平改变为所述多个时间间隔中的即将到来的时间间隔中的将来电压电平，所述过渡间隔落在所述当前时间间隔和所述即将到来的时间间隔中的一者内。所述PMIC还包括电压放大器。所述电压放大器耦接到偏移电路的输入。所述电压放大器在所述过渡间隔开始时被激活，并且在所述过渡间隔结束时被去活，以基于确定为使所述调制电压在所述过渡间隔结束时高于或等于净空电压的放大器目标电压在所述偏移电路的所述输入处生成调制电压。

在另一方面中，提供了一种无线通信电路。所述无线通信电路包括PMIC。所述PMIC包括电压输出，所述电压输出输出APT电压以用于放大在多个调制单元中调制的RF信号，所述多个调制单元各自包括多个时间间隔。所述PMIC还包括偏移电路。所述偏移电路耦接到所述电压输出，并且被配置成在过渡间隔期间将所述APT电压从所述多个时间间隔中的当前时间间隔中的当前电压电平改变为所述多个时间间隔中的即将到来的时间间隔中的将来电压电平，所述过渡间隔落在所述当前时间间隔和所述即将到来的时间间隔中的一者内。所述PMIC还包括电压放大器。所述电压放大器耦接到偏移电路的输入。所述电压放大器在所述过渡间隔开始时被激活，并且在所述过渡间隔结束时被去活，以基于确定为使所述调制电压在所述过渡间隔结束时高于或等于净空电压的放大器目标电压在所述偏移电路的所述输入处生成调制电压。

在阅读以下与附图有关的优选实施例的详细说明之后，所属技术领域中具有通常知识者将会了解本公开的范围，并明白其额外的方面。

附图说明

并入本说明书中并形成本说明书的一部分的附图说明了本公开的几个方面，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是示出用于物理资源分配的至少一个资源块(RB)的示范性正交频分复用(OFDM)时频网格的示意图；

图2是根据本公开的实施例被配置成支持快速平均功率跟踪(APT)电压切换的示范性电源管理集成电路(PMIC)的示意图；

图3是提供根据本公开的实施例配置以将APT电压从当前电压电平增加到将来电压电平的图2的PMIC的示范性图示的时序图；

图4是提供根据本公开的实施例配置以将APT电压从当前电压电平减小到将来电压电平的图2的PMIC的示范性图示的时序图；

图5是提供根据本公开的另一实施例配置以将APT电压从当前电压电平减小到将来电压电平的图2的PMIC的示范性图示的时序图；

图6A和6B是提供可以由图2的PMIC用于实现快速APT电压切换的一些功率配置文件的示范性图示的框图；以及

图7是其中可以提供图2的PMIC的示范性用户元件的示意图。

具体实施方式

下文阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践实施例并且示出实践实施例的最佳模式所必需的信息。在参照附图阅读以下说明之后，所属技术领域中具有通常知识者将了解本公开的概念，并将会明白未在本文中具体阐述的这些概念的应用。应了解，这些概念和应用属于本公开和随附权利要求书的范围之内。

将了解，虽然本文中可能使用第一、第二等用语来描述各种元件，但这些元件不应受到这些用语的限制。这些用语仅用于区分不同的元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所用，术语“和/或”包含相关联所列项目中的一个或多个项目的任何和所有组合。

应当理解，当例如层、区域或衬底的元件被称为“在另一元件上”或“延伸到”另一元件上时，其可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时，不存在中间元件。同样，应理解，当例如层、区域或衬底的元件被称为“在另一元件上方”或“在另一元件上方延伸”时，其可以直接在另一元件上方或直接在另一元件上方延伸，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上方”或“直接在另一元件上方”延伸时，不存在中间元件。还将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。

例如“以下”或“以上”或“上”或“下”或“水平”或“竖直”的相对术语在本文中可以用于描述一个元件、层或区域与如图所示的另一元件、层或区域的关系。应理解，这些术语和上面讨论的那些旨在包括除附图中描绘的朝向之外的装置的不同朝向。

本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”也旨在包含复数形式。还应理解，当在本文中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的群组。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包含技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。更将了解，本文中所使用的用语应解译为具有与本说明书的背景和相关前案中的意义一致的意义，且除非在本文中明确定义，否则不应以理想化或过度正式的含义来阐释。

就此而言，图2是示范性PMIC 24的示意图，该PMIC设置在无线通信电路25中并且根据本公开的实施例被配置成支持快速APT电压切换。PMIC 24包括电压输出26，其将APT电压_VCC输出到无线通信电路25中的功率放大器电路28。功率放大器电路28被配置成基于APT电压V_CC放大RF信号30。可以由无线通信电路25中的收发器电路31生成的RF信号30分多个调制单元被调制，每个调制单元被进一步划分成多个时间间隔。在本公开的上下文中，调制单元等价于时分双工(TDD)时隙或微时隙，并且调制单元中的每一个内部的时间间隔等价于正交频分复用(OFDM)符号，例如图1中的OFDM符号20(1)-20(N)。就此而言，可以调制时间间隔中的每一个以承载数据有效载荷(在本文中称为“数据符号”)和参考信号(在本文中称为“参考符号”)，例如解调参考信号(DMRS)、探测参考信号(SRS)等。

鉴于功率放大器电路28需要将数据符号和参考符号放大到不同的功率电平，PMIC24可能需要基于每符号调适(增大或减小)APT电压V_CC。此外，如图1中先前所述，PMIC 24必须在OFDM符号20(1)-20(N)中的每一个中的相应循环前缀(CP)内完成APT电压V_CC。

PMIC 24包括电压放大器32(表示为“VA”)和偏移电路34。电压放大器32耦接到偏移电路34的输入36，并且偏移电路34耦接到电压输出26。在本公开的上下文中，假设功率放大器电路28具有比偏移电路34的带宽高得多的带宽。如下文详细所述，偏移电路34被配置成在一对相邻时间间隔(在图3到5中表示为“S_N-1”和“S_N”)之间将APT电压V_CC从当前电压电平(在图3到5中表示为“V_CC(N-1)”)改变(增大或减小)到将来电压电平(在图3到5中表示为“V_CC(N)”)。为了区分，时间间隔S_N-1和S_N分别也称为“当前时间间隔”和“即将到来的时间间隔”。

更具体地，偏移电路34将使APT电压V_CC在过渡间隔(在图3到5中表示为“TP”)期间从当前时间间隔S_N-1中的当前电压电平VCC_(N-1)改变到即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)。取决于APT电压V_CC从当前时间间隔S_N-1到即将到来的时间间隔S_N是增加还是减小，过渡间隔TP可以位于当前时间间隔S_N-1中还是位于即将到来的时间间隔S_N中，以确保APT电压V_CC可以通过即将到来的时间间隔S_N的CP达到将来电压电平V_CC(N)。

如图3到5中进一步所示，虽然APT电压V_CC在过渡间隔TP期间从当前电压电平V_CC(N-1)转变到将来电压电平V_CC(N)，但电压放大器32在过渡间隔TP开始时(表示为“T₁”)激活且在过渡间隔TP结束时(表示为“T₂”)去活以确保功率放大器电路28的正确操作。根据本公开的实施例，电压放大器32将在偏移电路34的输入36处提供调制电压V_AMP。在非限制性示例中，电压放大器32被配置成基于放大器目标电压V_TGT-AMP以及较低电源电压V_SUPL和较高电源电压V_SUPH(V_SUPH>V_SUPL)中的一个生成调制电压V_AMP。

如图3到5中的详细示例中所论述的，如此确定放大器目标电压V_TGT-AMP以确保电压放大器32可在过渡间隔TP的末端T₂处将调制电压V_AMP维持在净空电压(在图3到5中表示为“V_NHEAD”)或高于净空电压，所述净空电压大于0V。因此，电压放大器32可以将APT电压V_CC维持在当前电压电平V_CC(N-1)，并且在过渡间隔TP期间抑制APT电压V_CC中的波动，从而确保在过渡间隔TP期间功率放大器电路28的正确操作。

根据本公开的实施例，PMIC 24可以包括控制电路38，例如，所述控制电路可以是现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。在一个方面中，控制电路38可以被配置成基于当前电压电平V_CC(N-1)与将来电压电平V_CC(N)之间的差分ΔV_CC(ΔV_CC＝V_CC(N-1)-V_CC(N))来确定过渡间隔TP应在当前时间间隔S_N-1还是在即将到来的时间间隔S_N内。可以理解的是，当当前电压电平V_CC(N-1)高于将来电压电平V_CC(N)时，差分ΔV_CC将为正，或者当当前电压电平V_CC(N-1)低于将来电压电平V_CC(N)时，差分ΔV_CC将为负。在非限制性示例中，控制电路38可以从收发器电路31接收指示即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)的调制目标电压V_TGT。因此，控制电路38可以(例如，经由控制信号40)控制偏移电路34以在过渡间隔TP期间从当前电压电平V_CC(N-1)转变到将来电压电平V_CC(N)。

在另一方面中，控制电路38还可以被配置成基于所确定的差分ΔV_CC来确定放大器目标电压V_TGT-AMP。在非限制性示例中，当将来电压电平V_CC(N)高于当前电压电平V_CC(N-1)时，如图3中所示，放大器目标电压V_TGT-AMP等于将来电压电平V_CC(N)和标记电压(表示为“V_DIFF”)之和，如下文方程(方程1)中所示。在另一非限制性示例中，当将来电压电平V_CC(N)低于当前电压电平V_CC(N-1)时，如图4和5中所示，放大器目标电压V_TGT-AMP等于当前电压电平V_CC(N-1)和标记电压V_DIFF之和，如下文方程(方程2)中所示。

V_TGT-AMP＝V_CC(N)+V_DIFF (方程1)

V_TGT-AMP＝V_CC(N-1)+V_DIFF (方程2)

在方程(方程1和方程2)中，取决于APT电压V_CC从当前时间间隔S_N-1到即将到来的时间间隔S_N将如何变化，标记电压V_DIFF可以具有不同的值。就此而言，通过改变放大器目标电压V_TGT-AMP，并且更具体地改变标记电压V_DIFF，控制电路38可以使电压放大器32在过渡间隔TP期间在适当电平下生成调制电压V_AMP，以维持功率放大器电路28的正常运行。

在又一方面中，控制电路38可进一步被配置成在过渡间隔TP的开始T₁处激活电压放大器32，并且在过渡间隔TP的结束T₂处去活电压放大器32。在非限制性示例中，控制电路38可以响应于接收到较低电源电压V_SUPL而使电压放大器32被去活或响应于接收到较高电源电压V_SUPH而被激活。通过控制偏移电路34以改变APT电压V_CC并且适时地激活/去活电压放大器32以确保功率放大器电路28在过渡间隔TP期间正常运行，PMIC 24可以在越来越严格的切换时间要求(例如，<20ns)下有效地切换APT电压V_CC。

PMIC 24还包括多级电荷泵(MCP)42。MCP 42可以是直流(DC)到DC降压-升压转换器，其被配置成基于电池电压V_BAT生成低频电压V_DC(例如，DC电压)。具体地，MCP 42可以在降压模式下操作以生成处于0×V_BAT或1×V_BAT的低频电压V_DC，或者在升压模式下操作以生成处于2×V_BAT的低频电压V_DC。MCP 42可以被配置成基于特定占空比(例如，20％@0×V_BAT、30％@1×V_BAT和50％@2×V_BAT)在降压模式与升压模式之间切换。这样一来，MCP 42可以被控制以在期望电平下生成低频电压V_DC。

在实施例中，控制电路38可进一步被配置成基于调制目标电压V_TGT生成偏移目标电压V_TGT-OFF。偏移目标电压V_TGT-OFF可以指示APT电压V_CC的将来电压电平V_CC(N)。因此，MCP 42可以基于对应的占空比来确定并操作以在如由偏移目标电压V_TGT-OFF指示的期望电平下生成低频电压V_DC。

PMIC 24还包括功率电感器L_P。功率电感器L_P耦接于MCP 42和电压输出26之间并被配置成基于低频电压V_DC而感生低频电流I_DC(例如，DC电流)。可以理解的是，可以感生的低频电流I_CD是低频电压V_DC和功率电感器L_P的电感的函数。因此，控制电路38可进一步基于偏移目标电压V_TGT-OFF改变低频电流I_DC。在实施例中，MCP 42可以从APT电压V_CC接收反馈。

在本文中，偏移电路34包括偏移电容器C_OFF和旁路开关S_BYP。偏移电容器C_OFF耦接于输入36与电压输出26之间，并且旁路开关S_BYP耦接于输入36与地(GND)之间。

在一种操作情境下，将APT电压V_CC设置为从当前时间间隔S_N-1中的当前电压电平V_CC(N-1)增大到即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)(V_CC(N-1)<V_CC(N))。就此而言，控制电路38将偏移目标电压V_TGT-OFF设置为APT电压V_CC的将来电压电平V_CC(N)，以使得以期望量生成低频电流I_CD，从而将偏移电容器C_OFF充电到将来电压电平V_CC(N)。

控制电路38将断开旁路开关S_BYP并在过渡间隔TP开始时激活电压放大器32，以在高于将来电压电平V_CC(N)的电平下生成放大器目标电压V_TGT-AMP，使得电流I_TRAN可以从MCP 42流动通过偏移电容器C_OFF并在电压放大器32中汇集。在非限制性示例中，PMIC 24可以包括辅助电路44，所述辅助电路可以提供额外电流以帮助在存在电流I_TRAN的情况下维持调制电压V_AMP。结果，电流I_TRAN将在过渡间隔TP期间将偏移电容器C_OFF逐渐充电到将来电压电平V_CC(N)。当偏移电容器C_OFF在过渡间隔TP结束时充电到将来电压电平V_CC(N)时，控制电路38去活电压放大器32并闭合旁路开关S_BYP。此后，偏移电容器C_OFF和MCP 42将在即将到来的时间间隔S_N的剩余时间内将APT电压V_CC维持在将来电压电平V_CC(N)。

上述操作情境可以在图3中以图形方式示出。图3是提供关于图2的PMIC 24在上述操作情境下如何操作以增大APT电压V_CC的示范性图示的时序图。图2中的元件在图3中被提及，且在本文中将不再描述。

如图所示，过渡间隔TP完全落在即将到来的时间间隔S_N内，其中过渡间隔TP的开始T₁与当前时间间隔S_N-1与即将到来的时间间隔S_N之间的边界T₀(也称为即将到来的时间间隔S_N中的CP的开始时间)对准，并且过渡间隔TP的结束T₂在时间T₃(也称为即将到来的时间间隔S_N中的CP的结束时间)之后。可以理解的是，CP通常比过渡间隔TP短得多。在本文中，调制目标电压V_TGT指示APT电压V_CC将从当前时间间隔S_N-1中的当前电压电平V_CC(N-1)(例如，2.3V)增大到即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)(例如，2.9V)。因此，控制电路38确定偏移目标电压V_TGT-OFF等于将来电压电平V_CC(N)。

关于放大器目标电压V_TGT-AMP，控制电路38被配置成将方程(方程1)中的标记电压V_DIFF设置为等于净空电压V_NHEAD(V_TGT-AMP＝V_CC(N)+V_NHEAD)。在时间T₁处，控制电路38断开旁路开关S_BYP并激活电压放大器32(例如，通过将较高电源电压V_SUPH耦接到电压放大器32)。因此，电压放大器32将根据放大器目标电压V_TGT-AMP在输入36处生成调制电压V_AMP。在非限制性示例中，电压放大器32在辅助电路44的辅助下可以在时间T₃处将调制电压V_AMP从GND电平快速驱动到差分ΔV_CC(ΔV_CC<0)，以帮助在过渡间隔TP期间稳定APT电压V_CC。此后，电压放大器32在时间T₂将调制电压V_AMP逐渐减小到净空电压V_NHEAD。

从时间T₁开始，偏移电容器C_OFF逐渐充电以在时间T₂达到将来电压电平V_CC(N)。因此，在时间T₂处，控制电路38闭合旁路开关S_BYP并去活电压放大器32以使调制电压V_AMP返回到GND电平。等于调制电压V_AMP和偏移电压V_OFF的总和的APT电压V_CC将在时间T₃处稳定于将来电压电平V_CC(N)。值得注意的是，由于电压放大器32在旁路开关S_BYP被切换时将调制电压V_AMP维持在净空电压V_NHEAD处或高于该净空电压，因此APT电压V_CC不会下降到净空电压V_NHEAD以下，从而确保功率放大器电路28的正常运行。

返回图2，在另一种操作情境下，将APT电压V_CC设置为从当前时间间隔S_N-1中的当前电压电平V_CC(N-1)减小到即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)(V_CC(N-1)>V_CC(N))。就此而言，控制电路38将偏移目标电压V_TGT-OFF设置为APT电压V_CC的将来电压电平V_CC(N)，以使得以期望量生成低频电流I_CD，从而使得偏移电容器C_OFF被放电到将来电压电平V_CC(N)。

控制电路38将断开旁路开关S_BYP并在过渡间隔TP开始时激活电压放大器32，以在当前电压电平V_CC(N-1)下生成放大器目标电压V_TGT-AMP，使得电流I_TRAN可以从电压放大器32流动通过偏移电容器C_OFF并返回到MCP 42和/或功率放大器电路28。在非限制性示例中，辅助电路44可以提供额外电流以帮助在存在电流I_TRAN的情况下维持调制电压V_AMP。结果，偏移电容器C_OFF将在过渡间隔TP期间逐渐被放电到将来电压电平V_CC(N)。当偏移电容器C_OFF在过渡间隔TP结束时放电到将来电压电平V_CC(N)时，控制电路38去活电压放大器32并闭合旁路开关S_BYP。此后，偏移电容器C_OFF和MCP 42将在即将到来的时间间隔S_N的剩余时间内将APT电压V_CC维持在将来电压电平V_CC(N)。

上述操作情境可以在图4和图5中以图形方式示出。图4是提供关于图2的PMIC 24在上述操作情境的一种可能性下如何操作以减小APT电压V_CC的示范性图示的时序图。更具体地，图4示出了净空电压V_NHEAD(例如，0.4V)低于当前电压电平V_CC(N-1)与将来电压电平V_CC(N)之间的差分ΔV_CC(例如，0.6V)(V_NHEAD<ΔV_CC)的情况。图2中的元件在图4中被提及，且在本文中将不再描述。

如图所示，过渡间隔TP完全落在当前时间间隔S_N-1内，其中过渡间隔TP的开始T₁开始于当前时间间隔S_N-1与即将到来的时间间隔S_N之间的边界T₀之前，并且过渡间隔TP的结束T₂与边界T₀(也称为即将到来的时间间隔S_N中的CP的开始时间)对准。可以理解的是，CP通常比过渡间隔TP短得多。在本文中，调制目标电压V_TGT指示APT电压V_CC将从当前时间间隔S_N-1中的当前电压电平V_CC(N-1)(例如，2.9V)减小到即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)(例如，2.3V)。因此，控制电路38确定偏移目标电压V_TGT-OFF等于将来电压电平V_CC(N)。

关于放大器目标电压V_TGT-AMP，控制电路38被配置成将方程(方程2)中的标记电压V_DIFF设置为0V(V_TGT-AMP＝V_CC(N-1)+0)。在时间T₁处，控制电路38断开旁路开关S_BYP并激活电压放大器32(例如，通过将较高电源电压V_SUPH耦接到电压放大器32)。因此，电压放大器32将根据放大器目标电压V_TGT-AMP在输入36处生成调制电压V_AMP。在非限制性示例中，电压放大器32在辅助电路44的辅助下可以在时间T₁处即刻将调制电压V_AMP从GND电平驱动到净空电压V_NHEAD。此后，电压放大器32将继续在时间T₂将调制电压V_AMP驱动到电压差分ΔV_CC。

从时间T₁开始，偏移电容器C_OFF逐渐放电以在时间T₂达到将来电压电平V_CC(N)。因此，在时间T₂处，控制电路38闭合旁路开关S_BYP并去活电压放大器32以使调制电压V_AMP在时间T₃返回到GND电平。等于调制电压V_AMP和偏移电压V_OFF的总和的APT电压V_CC将在时间T₃处稳定于将来电压电平V_CC(N)。值得注意的是，由于电压放大器32在旁路开关S_BYP被切换时将调制电压V_AMP维持在净空电压V_NHEAD处或高于该净空电压，因此APT电压V_CC不会下降到净空电压V_NHEAD以下，从而确保功率放大器电路28的正常运行。

图5是提供关于图2的PMIC 24在上述操作情境的另一种可能性下如何操作以减小APT电压V_CC的示范性图示的时序图。更具体地，图5示出了净空电压V_NHEAD(例如，0.4V)高于或等于当前电压电平V_CC(N-1)与将来电压电平V_CC(N)之间的差分ΔV_CC(例如，0.1V)(V_NHEAD≥ΔV_CC)的情况。图2中的元件在图5中被提及，且在本文中将不再描述。

如图所示，过渡间隔TP完全落在当前时间间隔S_N-1内，其中过渡间隔TP的开始T₁开始于当前时间间隔S_N-1与即将到来的时间间隔S_N之间的边界T₀之前，并且过渡间隔TP的结束T₂与边界T₀(也称为即将到来的时间间隔S_N中的CP的开始时间)对准。可以理解的是，CP通常比过渡间隔TP短得多。在本文中，调制目标电压V_TGT指示APT电压V_CC将从当前时间间隔S_N-1中的当前电压电平V_CC(N-1)(例如，2.9V)减小到即将到来的时间间隔S_N中的将来电压电平V_CC(N)(例如，2.8V)。因此，控制电路38确定偏移目标电压V_TGT-OFF等于将来电压电平V_CC(N)。

关于放大器目标电压V_TGT-AMP，控制电路38被配置成将方程(方程2)中的标记电压V_DIFF设置为等于净空电压V_NHEAD减去当前电压电平V_CC(N-1)与将来电压电平V_CC(N)之间的差分ΔV_CC(V_TGT-AMP＝V_CC(N-1)+V_NHEAD-ΔV_CC)。在时间T₁处，控制电路38断开旁路开关S_BYP并激活电压放大器32(例如，通过将较高电源电压V_SUPH耦接到电压放大器32)。因此，电压放大器32将根据放大器目标电压V_TGT-AMP在输入36处生成调制电压V_AMP。在非限制性示例中，电压放大器32在辅助电路44的辅助下可以在时间T₁处即刻将调制电压V_AMP从GND电平驱动到差分ΔV_CC。此后，电压放大器32将继续在时间T₂将调制电压V_AMP驱动到净空电压V_NHEAD。

返回参考图2，在上文描述的示例中，控制电路38被配置成在每个时间间隔(即，每个OFDM符号)接收调制目标电压V_TGT。换句话说，收发器电路31必须在当前时间间隔S_N-1期间或甚至之前在即将到来的时间间隔S_N中传送将来电压电平V_CC(N)。如图1中先前所述，在时分双工(TDD)系统中，多个时间间隔(又名OFDM符号)可以包括在调制单元(又名TDD时隙或迷你时隙)中。这样一来，控制电路38可以在每个调制单元(又名TDD时隙或迷你时隙)接收调制目标电压V_TGT。

就此而言，PMIC 24可以被预配置为包括多个功率配置文件46(1)-46(N)。在非限制性示例中，功率配置文件46(1)-46(N)可以被组织成配置文件查找表(LUT)48并存储在存储器电路50中。功率配置文件46(1)-46(N)可以由收发器电路31经由例如RF前端(RFFE)接口(未示出)存储在存储器电路50中。

图6A和6B是提供功率配置文件46(1)-46(N)的示范性图示的框图，所述功率配置文件可以由图2的PMIC 24用于实现APT电压V_CC的快速切换。在本文中，功率配置文件46(1)-46(N)中的每一个对应于TDD时隙。

图6A示出了功率配置文件46(1)-46(N)中的示范性功率配置文件46A。如图所示，可以确定功率配置文件46A以指示一个或多个数据符号和一个或多个SRS符号的将来电压电平。

图6B示出了功率配置文件46(1)-46(N)中的示范性功率配置文件46B。如图所示，可以确定功率配置文件46B以指示一个或多个数据符号和一个或多个DMRS符号的将来电压电平。

返回参考图2，在实施例中，收发器电路31可以传送配置文件指示52以指示在当前调制单元(例如，TDD时隙)期间或之前要用于即将到来的调制单元(例如，TDD时隙)的功率配置文件46(1)-46(N)中的选定功率配置文件。因此，控制电路38可以基于接收到的配置文件指示52从配置文件LUT 48检索选定的功率配置文件。

图2的PMIC 24可以设于用户元件中以实现快速电压切换。图7是其中可以提供图2的PMIC的示范性用户元件100的示意图。

本文中，用户元件100可以是任何类型的用户元件，例如移动终端、智能手表、平板计算机、计算机、导航装置、接入点和类似的支持无线通信的无线通信装置，例如蜂窝、无线局域网(WLAN)、蓝牙和近场通信。用户元件100通常将包含控制系统102、基带处理器104、发送电路系统106、接收电路系统108、天线开关电路系统110、多个天线112和用户接口电路系统114。在非限制性示例中，举例来说，控制系统102可以是现场可编程门阵列(FPGA)。在这点上，控制系统102可至少包含微处理器、嵌入式存储器电路和通信总线接口。接收电路系统108经由天线112并通过天线开关电路系统110从一个或多个基站接收射频信号。低噪声放大器和滤波器协作以放大和消除来自所接收信号的宽带干扰以进行处理。然后，降频转换和数字化电路(未示出)将滤波后的接收信号降转换为中间或基带频率信号，接着使用模/数转换器(ADC)将所述信号数字化为一个或多个数字流。

基带处理器104处理数字化的所接收信号以提取在所接收信号中传送的信息或数据位。这种处理通常包括解调、解码和错误校正操作，这将在下文更详细地论述。基带处理器104通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)中实施。

对于发送，基带处理器104从控制系统102接收可表示语音、数据或控制信息的数字化数据，所述基带处理器对所述数字化数据进行编码以用于发送。编码的数据被输出到发送电路系统106，其中数/模转换器(DAC)将数字编码的数据转换成模拟信号，并且调制器将模拟信号调制到处于所要发送频率或多个频率的载波信号上。功率放大器会将调制的载波信号放大到适于发送的电平，并通过天线开关电路系统110将调制的载波信号递送到天线112。多个天线112和复制的发射电路系统106和接收电路系统108可以提供空间分集。本领域的技术人员将理解调制和处理细节。

本领域技术人员将认识到对本公开的优选实施例的改进和修改。所有这种改进和修改都被认为是在本文所公开的概念和下文的权利要求的距离内。

Claims

1.一种电源管理集成电路PMIC(24)，包括：

电压输出(26)，所述电压输出将平均功率跟踪APT电压(V_CC)输出到功率放大器电路(28)以用于放大在多个调制单元中调制的射频RF信号(30)，所述多个调制单元各自包括多个时间间隔(S_N-1,S_N)；

偏移电路(34)，所述偏移电路耦接到所述电压输出(26)，并且被配置成在过渡间隔(TP)期间将所述APT电压(V_CC)从所述多个时间间隔中的当前时间间隔(S_N-1)中的当前电压电平(V_CC(N-1))改变为所述多个时间间隔中的即将到来的时间间隔(S_N)中的将来电压电平(V_CC(N))，所述过渡间隔落在所述当前时间间隔(S_N-1)和所述即将到来的时间间隔(S_N)中的一者内；以及

耦接到所述偏移电路(34)的输入(36)的电压放大器(32)，所述电压放大器(32)在所述过渡间隔(TP)开始时被激活，并且在所述过渡间隔(TP)结束时被去活，以基于确定为使所述调制电压(V_AMP)在所述过渡间隔(TP)结束时高于或等于净空电压(V_HEAD)的放大器目标电压(V_TGT-AMP)在所述偏移电路(34)的所述输入(36)处生成调制电压(V_AMP)。

2.根据权利要求1所述的PMIC，还包括控制电路，所述控制电路被配置成：

基于所述APT电压的所述当前电压电平和所述将来电压电平来确定所述过渡间隔的所述开始和所述结束；

确定所述放大器目标电压等于所述将来电压电平和标记电压的总和；

在所述过渡间隔开始时激活所述电压放大器；以及

在所述过渡间隔结束时去活所述电压放大器。

3.根据权利要求2所述的PMIC，其中，所述控制电路还被配置成：

确定所述APT电压的所述将来电压电平高于所述APT电压的所述当前电压电平；

确定所述过渡间隔的所述开始在所述当前时间间隔与所述即将到来的时间间隔之间的边界处；

确定所述过渡间隔的所述结束晚于所述当前时间间隔与所述即将到来的时间间隔之间的所述边界；

确定所述标记电压等于所述净空电压；以及

使所述偏移电路在所述过渡间隔结束之前将所述APT电压从所述当前电压电平增大到所述将来电压电平。

4.根据权利要求2所述的PMIC，其中，所述控制电路还被配置成：

确定所述APT电压的所述将来电压电平低于所述APT电压的所述当前电压电平，并且所述净空电压低于所述当前电压电平与所述将来电压电平之间的差分；

确定所述过渡间隔的所述开始早于所述当前时间间隔与所述即将到来的时间间隔之间的边界；

确定所述过渡间隔的所述结束在所述当前时间间隔与所述即将到来的时间间隔之间的所述边界处；

确定所述标记电压等于零；以及

使所述偏移电路在所述过渡间隔结束之前将所述APT电压从所述当前电压电平减小到所述将来电压电平。

5.根据权利要求2所述的PMIC，其中，所述控制电路还被配置成：

确定所述APT电压的所述将来电压电平低于所述APT电压的所述当前电压电平，并且所述净空电压高于或等于所述当前电压电平与所述将来电压电平之间的差分；

确定所述标记电压等于所述净空电压减去所述当前电压电平与所述将来电压电平之间的所述差分；以及

6.根据权利要求2所述的PMIC，其中，所述控制电路还被配置成在所述当前时间间隔期间接收指示所述即将到来的时间间隔中的所述APT电压的所述将来电压电平的指示。

7.根据权利要求2所述的PMIC，其中，所述控制电路还被配置成在所述多个调制单元中的当前一个调制单元期间接收配置文件指示，所述配置文件指示指示所述多个调制单元中的即将到来的一个调制单元的所选功率配置文件，所选功率配置文件包括多个将来电压电平，所述多个将来电压电平各自对应于所述多个调制单元中的即将到来的一个调制单元中的所述多个时间间隔中的相应一个时间间隔。

8.根据权利要求7所述的PMIC，还包括存储器电路，所述存储器电路被配置成存储配置文件查找表LUT(48)，所述配置文件查找表包括多个预定功率配置文件(46(1)-46(N))，其中，所述控制电路还被配置成基于所接收的指示从所述配置文件LUT检索所选功率配置文件。

9.根据权利要求1所述的PMIC，其中：

所述多个调制单元各自对应于时分双工TDD时隙；并且

所述多个调制单元中的每一个调制单元中的所述多个时间间隔对应于正交频分复用OFDM符号。

10.一种无线通信电路(25)，包括电源管理集成电路PMIC(24)，所述电源管理集成电路包括：

电压输出(26)，所述电压输出输出平均功率跟踪APT电压(V_CC)以用于放大在多个调制单元中调制的射频RF信号(30)，所述多个调制单元各自包括多个时间间隔(S_N-1,S_N)；

11.根据权利要求10所述的无线通信电路，其中，所述PMIC还包括控制电路，所述控制电路被配置成：

在所述过渡间隔开始时激活所述电压放大器；以及

在所述过渡间隔结束时去活所述电压放大器。

12.根据权利要求11所述的无线通信电路，其中，所述控制电路还被配置成：

确定所述标记电压等于所述净空电压；以及

13.根据权利要求11所述的无线通信电路，其中，所述控制电路还被配置成：

确定所述标记电压等于零；以及

14.根据权利要求11所述的无线通信电路，其中，所述控制电路还被配置成：

15.根据权利要求11所述的无线通信电路，其中，所述控制电路还被配置成在所述当前时间间隔期间接收指示所述即将到来的时间间隔中的所述APT电压的所述将来电压电平的指示。

16.根据权利要求11所述的无线通信电路，其中，所述控制电路还被配置成在所述多个调制单元中的当前一个调制单元期间接收配置文件指示，所述配置文件指示指示所述多个调制单元中的即将到来的一个调制单元的所选功率配置文件，所选功率配置文件包括多个将来电压电平，所述多个将来电压电平各自对应于所述多个调制单元中的即将到来的一个调制单元中的所述多个时间间隔中的相应一个时间间隔。

17.根据权利要求16所述的无线通信电路，其中，所述PMIC还包括存储器电路，所述存储器电路被配置成存储配置文件查找表LUT(48)，所述配置文件查找表包括多个预定功率配置文件(46(1)-46(N))，其中，所述控制电路还被配置成基于所接收的指示从所述配置文件LUT检索所选功率配置文件。

18.根据权利要求10所述的无线通信电路，其中：

所述多个调制单元各自对应于时分双工TDD时隙；并且

19.根据权利要求10所述的无线通信电路，还包括收发器电路(31)，所述收发器电路被配置成：

在所述多个调制单元中生成所述RF信号并调制所述RF信号，所述多个调制单元各自包括所述多个时间间隔；以及

向所述PMIC提供调制目标电压以指示所述多个时间间隔中的所述即将到来的时间间隔中的所述将来电压电平。

20.根据权利要求10所述的无线通信电路，还包括功率放大器电路(28)，所述功率放大器电路被配置成基于所述APT电压在所述多个时间间隔中的每一个时间间隔中放大所述RF信号。