JP2001094350A - 携帯電話端末用電力増幅器 - Google Patents
携帯電話端末用電力増幅器Info
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- JP2001094350A JP2001094350A JP24643699A JP24643699A JP2001094350A JP 2001094350 A JP2001094350 A JP 2001094350A JP 24643699 A JP24643699 A JP 24643699A JP 24643699 A JP24643699 A JP 24643699A JP 2001094350 A JP2001094350 A JP 2001094350A
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- power
- output
- efficiency
- power amplifier
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0277—Selecting one or more amplifiers from a plurality of amplifiers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力変化による効率変化を抑え、バッテリ寿
命の延命化をはかる。 【解決手段】 比較的小電力の高効率電力増幅器（ＨＰ
Ａ）１１、１２、１３、１４を複数並列に接続し、この
比較的小電力の高効率電力増幅器の全てに入力電力を分
配器１５で分配し、スイッチング回路１７を介し、必要
出力電力に応じて決まる数に相当する高効率電力増幅器
を有効にして電力合成器１６に供給する。スイッチング
回路によるスイッチングの仕方は、各電源をＯＮしてゲ
ート電流を制御するか、ゲート電流を固定してドレイン
電流を制御する。
命の延命化をはかる。 【解決手段】 比較的小電力の高効率電力増幅器（ＨＰ
Ａ）１１、１２、１３、１４を複数並列に接続し、この
比較的小電力の高効率電力増幅器の全てに入力電力を分
配器１５で分配し、スイッチング回路１７を介し、必要
出力電力に応じて決まる数に相当する高効率電力増幅器
を有効にして電力合成器１６に供給する。スイッチング
回路によるスイッチングの仕方は、各電源をＯＮしてゲ
ート電流を制御するか、ゲート電流を固定してドレイン
電流を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話端末に用
いて好適な電力切替え機能付き高効率電力増幅器に関す
る。
いて好適な電力切替え機能付き高効率電力増幅器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話端末においては、受信電力を監
視することによって基地局からの距離をモニタし、送信
出力電力を制御する。図２に、携帯電話端末における電
力増幅部分の構成を示す。図中、２１は電力増幅回路
（ＨＰＡ：High Power Amp）、２２は出力監視回路、２
３は出力制御回路（ＡＰＣ）、２４は送信アンテナであ
る。
視することによって基地局からの距離をモニタし、送信
出力電力を制御する。図２に、携帯電話端末における電
力増幅部分の構成を示す。図中、２１は電力増幅回路
（ＨＰＡ：High Power Amp）、２２は出力監視回路、２
３は出力制御回路（ＡＰＣ）、２４は送信アンテナであ
る。
【０００３】ところで、携帯電話端末のバッテリ寿命を
考えると、ＨＰＡ２１の電力変換効率は重要な要素とな
る。図３、図４に、入出力電力特性及び消費電力を決め
る電力変換効率（PAE：Power Added Efficiency）との
関係がグラフ表示されている。
考えると、ＨＰＡ２１の電力変換効率は重要な要素とな
る。図３、図４に、入出力電力特性及び消費電力を決め
る電力変換効率（PAE：Power Added Efficiency）との
関係がグラフ表示されている。
【０００４】例えば、ＧａＡｓ−ＦＥＴを増幅素子とす
るＨＰＡ２１は、通常、最大送信電力付近で効率が最大
になるように設定される（図３）。ところが、通常使用
状態で最大出力を要求する状況の頻度は少ないと考えた
場合、使用頻度の高い小・中出力の電力変換効率を向上
させることが実使用状態で電池寿命の延命をはかること
に非常に有効である。このために従来から種々の提案が
なされているが、ＨＰＡ２１のＤＣバイアス電流を出力
に応じて制御する（図４）ことが一般的に使用されてい
る。
るＨＰＡ２１は、通常、最大送信電力付近で効率が最大
になるように設定される（図３）。ところが、通常使用
状態で最大出力を要求する状況の頻度は少ないと考えた
場合、使用頻度の高い小・中出力の電力変換効率を向上
させることが実使用状態で電池寿命の延命をはかること
に非常に有効である。このために従来から種々の提案が
なされているが、ＨＰＡ２１のＤＣバイアス電流を出力
に応じて制御する（図４）ことが一般的に使用されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常、ＨＰＡに使用さ
れる増幅素子として上述したように高い効率が得られる
ＧａＡｓ−ＦＥＴを使用することが多いが、図５に示す
ように、ドレイン電流Ｉｄを最適点に制御するために
は、素子の静特性の固体バラツキを最小にする必要があ
る。しかしながら、現状では歩留まり悪化によるコスト
アップが予想され、非常に困難が伴う。
れる増幅素子として上述したように高い効率が得られる
ＧａＡｓ−ＦＥＴを使用することが多いが、図５に示す
ように、ドレイン電流Ｉｄを最適点に制御するために
は、素子の静特性の固体バラツキを最小にする必要があ
る。しかしながら、現状では歩留まり悪化によるコスト
アップが予想され、非常に困難が伴う。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、複数の高効率小電力ＨＰＡを複数並列接続し、必
要出力に応じた個数のみを切り替えて電力加算すること
によって出力変化による効率変化を抑え、結果的にバッ
テリ寿命の延命化をはかった携帯電話用電力切替え機能
付き高効率電力増幅器を提供することを目的とする。
あり、複数の高効率小電力ＨＰＡを複数並列接続し、必
要出力に応じた個数のみを切り替えて電力加算すること
によって出力変化による効率変化を抑え、結果的にバッ
テリ寿命の延命化をはかった携帯電話用電力切替え機能
付き高効率電力増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１に記載の携帯電話用電力増幅器は、並列
に接続されていて、全体で必要な出力を発生する複数の
高効率電力増幅器と、入力を複数の出力ポートに分配し
て前記高効率電力増幅器に各々供給する電力分配器と、
前記複数の高効率電力増幅器の各出力を１個の入力ポー
トに合成する電力合成器と、必要出力に応じて決まる個
数相当の前記高効率電力増幅器を動作させるスイッチン
グ回路とから構成されている。
ために請求項１に記載の携帯電話用電力増幅器は、並列
に接続されていて、全体で必要な出力を発生する複数の
高効率電力増幅器と、入力を複数の出力ポートに分配し
て前記高効率電力増幅器に各々供給する電力分配器と、
前記複数の高効率電力増幅器の各出力を１個の入力ポー
トに合成する電力合成器と、必要出力に応じて決まる個
数相当の前記高効率電力増幅器を動作させるスイッチン
グ回路とから構成されている。
【０００８】請求項２に記載の携帯電話用電力増幅器
は、請求項１に記載の同電力増幅器において、前記スイ
ッチング回路は、それぞれの高効率電力増幅器に供給さ
れる電源を接続し、ゲート電圧を制御することでスイッ
チングを行うことを特徴とする。また、請求項３に記載
の電力切替え機能付き高効率電力増幅器は、請求項１に
記載の同電力増幅器において、前記スイッチング回路
は、一定のゲート電圧下でドレイン電圧を制御すること
でスイッチングを行うことを特徴とする。
は、請求項１に記載の同電力増幅器において、前記スイ
ッチング回路は、それぞれの高効率電力増幅器に供給さ
れる電源を接続し、ゲート電圧を制御することでスイッ
チングを行うことを特徴とする。また、請求項３に記載
の電力切替え機能付き高効率電力増幅器は、請求項１に
記載の同電力増幅器において、前記スイッチング回路
は、一定のゲート電圧下でドレイン電圧を制御すること
でスイッチングを行うことを特徴とする。
【０００９】上述した構成において、複数の高効率小電
力電力増幅器を複数個並列接続し、必要出力に応じた個
数相当のみ切り替え、電力加算することにより、出力変
化による効率変化を抑えることを実現するものである。
このことにより、高出力時のみならず、中出力時にも高
効率運転が可能となり、通常使用時のバッテリ寿命の延
命化がはかれる。
力電力増幅器を複数個並列接続し、必要出力に応じた個
数相当のみ切り替え、電力加算することにより、出力変
化による効率変化を抑えることを実現するものである。
このことにより、高出力時のみならず、中出力時にも高
効率運転が可能となり、通常使用時のバッテリ寿命の延
命化がはかれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明における携帯電話用
の電力切替え機能付き高効率電力増幅器の実施形態を示
す図である。図において、１１、１２、１３、１４は高
効率小電力ＨＰＡ、１５は、電力分配器、１６は電力合
成器、１７はスイッチング回路である。複数の高効率小
電力ＨＰＡを複数、ここでは４個並列接続し、必要出力
に応じた個数のみスイッチング回路１７を介して切り替
え、電力合成器１６により電力加算することにより、出
力変化による効率変化を抑える構成となっている。
の電力切替え機能付き高効率電力増幅器の実施形態を示
す図である。図において、１１、１２、１３、１４は高
効率小電力ＨＰＡ、１５は、電力分配器、１６は電力合
成器、１７はスイッチング回路である。複数の高効率小
電力ＨＰＡを複数、ここでは４個並列接続し、必要出力
に応じた個数のみスイッチング回路１７を介して切り替
え、電力合成器１６により電力加算することにより、出
力変化による効率変化を抑える構成となっている。
【００１１】尚、スイッチング回路１７にもＧａＡｓ−
ＦＥＴを用い、ゲートに対する印可電圧を制御すること
でソースドレイン間のインピーダンスが変化することを
利用する。ＦＥＴスイッチはゲート電圧により制御され
るため消費電力がほとんど発生しないのが特徴である。
ＦＥＴを用い、ゲートに対する印可電圧を制御すること
でソースドレイン間のインピーダンスが変化することを
利用する。ＦＥＴスイッチはゲート電圧により制御され
るため消費電力がほとんど発生しないのが特徴である。
【００１２】電力分配器１５は、１個の入力を複数の出
力ポート（ここでは４個）に分配するものであり、この
分配出力と同じ振幅比と位相関係を持つ信号を各出力ポ
ートから入力すれば、それらは１個の入力ポート（電力
合成器１６）に完全合成される。スイッチング回路１７
は、それぞれの高効率電力ＰＨＡ１１、１２、１３、１
４に供給される電源を接続し、ゲート電圧を制御するこ
とにより、必要出力に応じた個数の高効率小電力ＨＰＡ
１１（１２，１３，１４）を切り替え、電力合成器１６
に供給して出力とする。
力ポート（ここでは４個）に分配するものであり、この
分配出力と同じ振幅比と位相関係を持つ信号を各出力ポ
ートから入力すれば、それらは１個の入力ポート（電力
合成器１６）に完全合成される。スイッチング回路１７
は、それぞれの高効率電力ＰＨＡ１１、１２、１３、１
４に供給される電源を接続し、ゲート電圧を制御するこ
とにより、必要出力に応じた個数の高効率小電力ＨＰＡ
１１（１２，１３，１４）を切り替え、電力合成器１６
に供給して出力とする。
【００１３】例えば、１個の高効率小電力ＨＰＡ１１
（１２，１３，１４）の出力を０ｄＢ、効率を５０％と
し、電力分配、電力合成損失を無視した場合、スイッチ
ング回路１７によって並列接続される４個の高効率小電
力ＨＰＡ１１、１２、１３、１４のうち、１個のみ有効
とした場合、出力が＋０ｄＢで効率５０％、２個有効と
した場合、出力が＋３ｄＢで効率５０％、３個有効とし
た場合、出力が＋５ｄＢで効率５０％、並列接続される
４個の全てを有効とした場合、出力が＋６ｄＢで効率５
０％となる。
（１２，１３，１４）の出力を０ｄＢ、効率を５０％と
し、電力分配、電力合成損失を無視した場合、スイッチ
ング回路１７によって並列接続される４個の高効率小電
力ＨＰＡ１１、１２、１３、１４のうち、１個のみ有効
とした場合、出力が＋０ｄＢで効率５０％、２個有効と
した場合、出力が＋３ｄＢで効率５０％、３個有効とし
た場合、出力が＋５ｄＢで効率５０％、並列接続される
４個の全てを有効とした場合、出力が＋６ｄＢで効率５
０％となる。
【００１４】このように、複数の高効率小電力ＨＰＡを
複数並列接続し、なおかつ、必要出力に応じた個数のみ
を切り替えて電力加算することにより、出力変化による
効率変化を抑えることができる。尚、本発明実施形態に
おいて、スイッチング回路１７によるスイッチングの仕
方として、各電源をＯＮし、ゲート電圧を制御する場合
のみ例示したが、他に、ゲート電圧を一定にしてドレイ
ン電圧を制御する等、各種方法が考えられる。
複数並列接続し、なおかつ、必要出力に応じた個数のみ
を切り替えて電力加算することにより、出力変化による
効率変化を抑えることができる。尚、本発明実施形態に
おいて、スイッチング回路１７によるスイッチングの仕
方として、各電源をＯＮし、ゲート電圧を制御する場合
のみ例示したが、他に、ゲート電圧を一定にしてドレイ
ン電圧を制御する等、各種方法が考えられる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明のように本発明は、比較的小電
力の高効率電力増幅器を複数並列に接続し、この比較的
小電力の高効率電力増幅器の全てに入力電力を分配し、
スイッチング回路を介し、必要出力電力に応じて決まる
個数に相当する高効率電力増幅器を有効にして電力合成
器に供給するものであり、このことにより、出力変化に
よる効率の変化を抑えることができる。また、高効率電
力増幅器として、ＧａＡｓ−ＦＥＴを増幅素子とする市
販の小・中電力ＨＰＡを使用するためコストの低減化が
はかれ、更に、高電力出力時のみならず、中電力出力時
においても高効率運転が可能となり、結果的に、通常使
用時におけるバッテリ寿命の延命化がはかれる。
力の高効率電力増幅器を複数並列に接続し、この比較的
小電力の高効率電力増幅器の全てに入力電力を分配し、
スイッチング回路を介し、必要出力電力に応じて決まる
個数に相当する高効率電力増幅器を有効にして電力合成
器に供給するものであり、このことにより、出力変化に
よる効率の変化を抑えることができる。また、高効率電
力増幅器として、ＧａＡｓ−ＦＥＴを増幅素子とする市
販の小・中電力ＨＰＡを使用するためコストの低減化が
はかれ、更に、高電力出力時のみならず、中電力出力時
においても高効率運転が可能となり、結果的に、通常使
用時におけるバッテリ寿命の延命化がはかれる。
【図１】 本発明の携帯電話端末用の電力切替え機能付
き高効率電力増幅器の実施形態を示す図である。
き高効率電力増幅器の実施形態を示す図である。
【図２】 従来の携帯電話端末における電力増幅器（Ｈ
ＰＡ）周辺の内部構成を示す図である。
ＰＡ）周辺の内部構成を示す図である。
【図３】 ＨＰＡの入出力電力特性と電力変換効率との
関係をグラフ表示した図である。
関係をグラフ表示した図である。
【図４】 ＨＰＡの入出力電力特性と電力変換効率との
関係をグラフ表示した図である。
関係をグラフ表示した図である。
【図５】 ＨＰＡの回路素子として使用されるＧａＡｓ
−ＦＥＴの静特性データをグラフ表示した図である。
−ＦＥＴの静特性データをグラフ表示した図である。
１１、１２、１３、１４…高効率小電力ＨＰＡ、１５…
電力分配器、１６…電力合成器、１７…スイッチング回
路。
電力分配器、１６…電力合成器、１７…スイッチング回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J069 AA01 AA41 CA36 FA18 HA24 HA38 KA00 KA68 KC06 KC07 MA00 SA14 TA01 TA02 5J092 AA01 AA41 CA36 FA18 HA24 HA38 KA00 KA68 MA00 SA14 TA01 TA02 5K060 BB00 CC12 DD04 HH06 HH39 JJ08 JJ23 KK03 KK04 LL01 LL11 5K067 AA43 BB04 EE02 GG08 GG09
Claims (3)
- 【請求項１】 並列に接続されていて、全体で必要な出
力を発生する複数の電力増幅器と、入力を複数の出力ポ
ートに分配して前記電力増幅器に各々供給する電力分配
器と、前記複数の電力増幅器の各出力を１個の入力ポー
トに合成する電力合成器と、必要出力に応じて決まる個
数相当の前記電力増幅器を動作させるスイッチング回路
とを有することを特徴とする携帯電話端末用電力増幅
器。 - 【請求項２】 前記スイッチング回路は、それぞれの電
力増幅器に供給される電源を接続し、ゲート電圧を制御
することでスイッチングを行うことを特徴とする請求項
１に記載の携帯電話端末用電力増幅器。 - 【請求項３】 前記スイッチング回路は、一定のゲート
電圧下で前記電力増幅器のドレイン電圧を制御すること
でスイッチングを行うことを特徴とする請求項１に記載
の携帯電話端末用電力増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24643699A JP2001094350A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 携帯電話端末用電力増幅器 |
| KR1020000043789A KR20010030033A (ko) | 1999-08-31 | 2000-07-28 | 휴대전화단말용 전력증폭기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24643699A JP2001094350A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 携帯電話端末用電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001094350A true JP2001094350A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17148453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24643699A Pending JP2001094350A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 携帯電話端末用電力増幅器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001094350A (ja) |
| KR (1) | KR20010030033A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004006070B3 (de) * | 2004-02-07 | 2005-09-22 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren und Schaltung zum Phasenabgleich von Verstärkermodulen |
| TWI836894B (zh) * | 2023-02-08 | 2024-03-21 | 晶豪科技股份有限公司 | 音訊放大器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100758854B1 (ko) * | 2005-03-29 | 2007-09-19 | 인티그런트 테크놀로지즈(주) | 가변 이득 모드를 갖는 저잡음 증폭기 및 차동증폭기. |
| KR100656333B1 (ko) * | 2005-04-27 | 2006-12-13 | 한국과학기술원 | 자동 스위칭 기능을 갖는 전력증폭기 |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24643699A patent/JP2001094350A/ja active Pending
-
2000
- 2000-07-28 KR KR1020000043789A patent/KR20010030033A/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004006070B3 (de) * | 2004-02-07 | 2005-09-22 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren und Schaltung zum Phasenabgleich von Verstärkermodulen |
| US7230478B2 (en) | 2004-02-07 | 2007-06-12 | Eads Deutschland Gmbh | Method and apparatus for phase balancing of amplifier modules |
| TWI836894B (zh) * | 2023-02-08 | 2024-03-21 | 晶豪科技股份有限公司 | 音訊放大器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010030033A (ko) | 2001-04-16 |
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