JP2004343632A - 電源回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的低電圧の電池で動作し、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できるような電源回路を提供する。
【解決手段】電源回路１は、高周波電力増幅器３を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１と、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１を構成する第１のスイッチ部１２と、前記高周波電力増幅器３のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３と、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３を構成する第２のスイッチ部１４と、前記第１および第２のスイッチ部１２および１４を駆動するための周波数信号を生成する前記第１および第２のスイッチ部１２および１４に共通の周波数信号生成回路１５と、を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】電源回路１は、高周波電力増幅器３を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１と、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１を構成する第１のスイッチ部１２と、前記高周波電力増幅器３のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３と、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３を構成する第２のスイッチ部１４と、前記第１および第２のスイッチ部１２および１４を駆動するための周波数信号を生成する前記第１および第２のスイッチ部１２および１４に共通の周波数信号生成回路１５と、を備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的低電圧の電池で動作する移動体通信用の無線通信装置等の電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機を代表とする移動体通信用の無線通信装置の多機能化・高機能化に伴い、その消費電力は増加する一方で、実使用時間が短くなる傾向にあり、該実使用時間の長時間化が課題となってきている。そのために主電源である電池の更なる高エネルギー密度化が求められている。
【０００３】
現在実用化されている二次電池の中では、高エネルギー密度、軽量、高電圧などの利点を有するリチウムイオン二次電池が、最も普及している。しかし、現行の技術によるリチウムイオン二次電池に関しては、高エネルギー密度化の限界が見えてきている。これに対して、新材料を用いることにより、更に高エネルギー密度化できる可能性があるが、この新材料による二次電池はその出力電圧が現行のリチウムイオン二次電池よりも低くなるため、現行のリチウムイオン二次電池の出力電圧に合わせて設計された無線通信装置の電源として使用するためには解決すべき問題点がある。
【０００４】
また近年、無線通信装置の普及の広がりと実使用時の電池寿命の短縮化に伴い、市場で手に入りやすい一次電池もしくは二次電池を無線通信装置の電源として使用できるようにしたいという要望がでてきた。しかし、市場で手に入りやすい一次電池もしくは二次電池を使用してリチウムイオン二次電池の出力電圧に合わせようとすると、３セル以上を必要とし無線通信装置の小型化には適さない。
【０００５】
このように、現行のリチウムイオン二次電池の出力電圧以下の比較的低電圧の電池を移動体通信用の無線通信装置の電源として使用可能にすることが重要な課題となってきている。
【０００６】
このような課題に対して、無線通信装置の内部の制御部に関しては、プロセスルールの細密化などにより動作電圧を低電圧とすることが必要となってきており、比較的低電圧の電池の使用はむしろ適していると言える。送信部と受信部に関しては、その大部分においてプロセスの進化と回路的な工夫により低電圧で動作させ性能を確保することも可能である。これに対して、現行使用されているＦＥＴ系のデバイスで構成された高効率の高周波電力増幅器を低電圧で動作させることは、効率を著しく劣化させ長寿命化には不利である。
【０００７】
従来、比較的低電圧の電池で動作する移動体通信用の無線通信装置の電源回路としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この従来の電源回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、定電流回路、過電圧防止回路、コンデンサ、スイッチングレギュレータなどで構成されており、高電圧・大電流を必要とする高周波電力増幅器の電源となっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９―２３２９７５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線通信装置の電源回路においては、高効率の高周波電力増幅器を動作させるために必要となるゲートバイアスの電源となる負電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路が考慮されていないという問題があった。
【００１０】
このような負電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路を含めて、性質の異なる２種類のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を独立に搭載することは、装置の小型化の阻害要因となる。また、通常のＤＣ／ＤＣコンバータ回路はコンデンサの充放電を行うスイッチ部と、それを駆動するための周波数信号を生成する周波数信号生成回路と、電圧変換用のコイルとコンデンサなどにより構成されている。このため、性質の異なる２種類のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を独立に搭載することは、駆動する周波数の差によるスプリアスを発生させる可能性があり、送信信号の劣化要因となる。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、比較的低電圧の電池で動作し、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できるような電源回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の電源回路は、高周波電力増幅器を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する第１のスイッチ部と、前記高周波電力増幅器のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する第２のスイッチ部と、前記第１および第２のスイッチ部を駆動するための周波数信号を生成する前記第１および第２のスイッチ部に共通の周波数信号生成回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、周波数信号生成回路を第１および第２のスイッチ部に対して共通に設けたことにより、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できる。
【００１４】
請求項２に係る発明の電源回路は、請求項１に係る発明の電源回路において、前記周波数信号生成回路により生成された前記周波数信号を周波数変換して、前記第１および第２のスイッチ部を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１および第２のスイッチ部を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することにより、第１および第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路をそれぞれ良好に動作させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の電源回路は、請求項１または請求項２に係る発明の電源回路において、前記高周波電力増幅器は、送信される高周波信号を増幅するものであることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、不必要なスプリアスの発生を防止できることから、送信される高周波信号の劣化を防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る電源回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、低電圧を供給する電池２の正極は後述する電源回路１の第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１、送信部４、受信部５および制御部６にそれぞれ接続されており、該電池２の負極は接地されている。
【００２０】
電源回路１は、高周波電力増幅器（ＰＡ）３を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１と、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１を構成する第１のスイッチ部（ＳＷ）１２と、高周波電力増幅器３のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３と、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３を構成する第２のスイッチ部（ＳＷ）１４と、第１および第２のスイッチ部１２および１４を駆動するための周波数信号を生成する第１および第２のスイッチ部１２および１４に共通の周波数信号生成回路（ＯＳＣ）１５と、を備えている。
【００２１】
スイッチ部１２は特定の周波数とタイミングで駆動されるいくつかのスイッチで構成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１はこのスイッチ部１２とコンデンサ、コイルなどとの組み合わせにより電池２の出力電圧の昇圧動作を行う。一方、スイッチ部１４は特定の周波数とタイミングで駆動されるいくつかのスイッチで構成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３はこのスイッチ部１４とコンデンサなどとの組み合わせにより制御部６から供給されるゲートバイアス制御電圧の極性反転動作を行う。
【００２２】
スイッチ部１２および１４に対して共通に設けられた周波数信号生成回路１５はスイッチ部１２および１４を駆動するための周波数信号を生成する。スイッチ部１２および１４にそれぞれ供給される２系統の周波数信号（駆動周波数）は、その源振を共通とするが、必ずしも同一である必要はなく、それぞれに要望される特性に応じて設定される。例えば、分周や逓倍等により周波数信号を周波数変換して、スイッチ部１２および１４を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することが考えられる。
【００２３】
制御部６は送信部４、高周波電力増幅器３、共用部７を介してアンテナ８に接続されている。また、アンテナ８は共用部７、受信部５を介して制御部６に接続されている。
【００２４】
送信時において、制御部６からの変調信号は送信部４に送られ、送信部４で高周波信号に変換され、高周波電力増幅器３で増幅されて共用部７を介してアンテナ８から電波として空間に放出される。一方、受信時においては、アンテナ８で受信された高周波信号は共用部７を介して受信部５に送られ、受信部５で制御部６にて復調可能な周波数帯域の信号に変換され、制御部６で復調される。
【００２５】
このような本実施の形態に係る電源回路１によれば、周波数信号生成回路１５を第１および第２のスイッチ部１２および１４に対して共通に設けたことにより、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態では、電源回路１の周波数信号（駆動周波数）の原振を内部の周波数信号生成回路１５で得ていたが、電源回路１の外部から得るようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電源回路によれば、比較的低電圧の電池で動作し、周波数信号生成回路を第１および第２のスイッチ部に対して共通に設けたことにより、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 電源回路
２ 電池
３ 高周波電力増幅器
４ 送信部
５ 受信部
６ 制御部
７ 共用部
８ アンテナ
１１、１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１２、１４ スイッチ部
１５ 周波数信号生成回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的低電圧の電池で動作する移動体通信用の無線通信装置等の電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機を代表とする移動体通信用の無線通信装置の多機能化・高機能化に伴い、その消費電力は増加する一方で、実使用時間が短くなる傾向にあり、該実使用時間の長時間化が課題となってきている。そのために主電源である電池の更なる高エネルギー密度化が求められている。
【０００３】
現在実用化されている二次電池の中では、高エネルギー密度、軽量、高電圧などの利点を有するリチウムイオン二次電池が、最も普及している。しかし、現行の技術によるリチウムイオン二次電池に関しては、高エネルギー密度化の限界が見えてきている。これに対して、新材料を用いることにより、更に高エネルギー密度化できる可能性があるが、この新材料による二次電池はその出力電圧が現行のリチウムイオン二次電池よりも低くなるため、現行のリチウムイオン二次電池の出力電圧に合わせて設計された無線通信装置の電源として使用するためには解決すべき問題点がある。
【０００４】
また近年、無線通信装置の普及の広がりと実使用時の電池寿命の短縮化に伴い、市場で手に入りやすい一次電池もしくは二次電池を無線通信装置の電源として使用できるようにしたいという要望がでてきた。しかし、市場で手に入りやすい一次電池もしくは二次電池を使用してリチウムイオン二次電池の出力電圧に合わせようとすると、３セル以上を必要とし無線通信装置の小型化には適さない。
【０００５】
このように、現行のリチウムイオン二次電池の出力電圧以下の比較的低電圧の電池を移動体通信用の無線通信装置の電源として使用可能にすることが重要な課題となってきている。
【０００６】
このような課題に対して、無線通信装置の内部の制御部に関しては、プロセスルールの細密化などにより動作電圧を低電圧とすることが必要となってきており、比較的低電圧の電池の使用はむしろ適していると言える。送信部と受信部に関しては、その大部分においてプロセスの進化と回路的な工夫により低電圧で動作させ性能を確保することも可能である。これに対して、現行使用されているＦＥＴ系のデバイスで構成された高効率の高周波電力増幅器を低電圧で動作させることは、効率を著しく劣化させ長寿命化には不利である。
【０００７】
従来、比較的低電圧の電池で動作する移動体通信用の無線通信装置の電源回路としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この従来の電源回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、定電流回路、過電圧防止回路、コンデンサ、スイッチングレギュレータなどで構成されており、高電圧・大電流を必要とする高周波電力増幅器の電源となっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９―２３２９７５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線通信装置の電源回路においては、高効率の高周波電力増幅器を動作させるために必要となるゲートバイアスの電源となる負電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路が考慮されていないという問題があった。
【００１０】
このような負電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路を含めて、性質の異なる２種類のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を独立に搭載することは、装置の小型化の阻害要因となる。また、通常のＤＣ／ＤＣコンバータ回路はコンデンサの充放電を行うスイッチ部と、それを駆動するための周波数信号を生成する周波数信号生成回路と、電圧変換用のコイルとコンデンサなどにより構成されている。このため、性質の異なる２種類のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を独立に搭載することは、駆動する周波数の差によるスプリアスを発生させる可能性があり、送信信号の劣化要因となる。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、比較的低電圧の電池で動作し、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できるような電源回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の電源回路は、高周波電力増幅器を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する第１のスイッチ部と、前記高周波電力増幅器のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する第２のスイッチ部と、前記第１および第２のスイッチ部を駆動するための周波数信号を生成する前記第１および第２のスイッチ部に共通の周波数信号生成回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、周波数信号生成回路を第１および第２のスイッチ部に対して共通に設けたことにより、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できる。
【００１４】
請求項２に係る発明の電源回路は、請求項１に係る発明の電源回路において、前記周波数信号生成回路により生成された前記周波数信号を周波数変換して、前記第１および第２のスイッチ部を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１および第２のスイッチ部を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することにより、第１および第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路をそれぞれ良好に動作させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の電源回路は、請求項１または請求項２に係る発明の電源回路において、前記高周波電力増幅器は、送信される高周波信号を増幅するものであることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、不必要なスプリアスの発生を防止できることから、送信される高周波信号の劣化を防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る電源回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、低電圧を供給する電池２の正極は後述する電源回路１の第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１、送信部４、受信部５および制御部６にそれぞれ接続されており、該電池２の負極は接地されている。
【００２０】
電源回路１は、高周波電力増幅器（ＰＡ）３を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１と、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１を構成する第１のスイッチ部（ＳＷ）１２と、高周波電力増幅器３のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３と、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３を構成する第２のスイッチ部（ＳＷ）１４と、第１および第２のスイッチ部１２および１４を駆動するための周波数信号を生成する第１および第２のスイッチ部１２および１４に共通の周波数信号生成回路（ＯＳＣ）１５と、を備えている。
【００２１】
スイッチ部１２は特定の周波数とタイミングで駆動されるいくつかのスイッチで構成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１はこのスイッチ部１２とコンデンサ、コイルなどとの組み合わせにより電池２の出力電圧の昇圧動作を行う。一方、スイッチ部１４は特定の周波数とタイミングで駆動されるいくつかのスイッチで構成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１３はこのスイッチ部１４とコンデンサなどとの組み合わせにより制御部６から供給されるゲートバイアス制御電圧の極性反転動作を行う。
【００２２】
スイッチ部１２および１４に対して共通に設けられた周波数信号生成回路１５はスイッチ部１２および１４を駆動するための周波数信号を生成する。スイッチ部１２および１４にそれぞれ供給される２系統の周波数信号（駆動周波数）は、その源振を共通とするが、必ずしも同一である必要はなく、それぞれに要望される特性に応じて設定される。例えば、分周や逓倍等により周波数信号を周波数変換して、スイッチ部１２および１４を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することが考えられる。
【００２３】
制御部６は送信部４、高周波電力増幅器３、共用部７を介してアンテナ８に接続されている。また、アンテナ８は共用部７、受信部５を介して制御部６に接続されている。
【００２４】
送信時において、制御部６からの変調信号は送信部４に送られ、送信部４で高周波信号に変換され、高周波電力増幅器３で増幅されて共用部７を介してアンテナ８から電波として空間に放出される。一方、受信時においては、アンテナ８で受信された高周波信号は共用部７を介して受信部５に送られ、受信部５で制御部６にて復調可能な周波数帯域の信号に変換され、制御部６で復調される。
【００２５】
このような本実施の形態に係る電源回路１によれば、周波数信号生成回路１５を第１および第２のスイッチ部１２および１４に対して共通に設けたことにより、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態では、電源回路１の周波数信号（駆動周波数）の原振を内部の周波数信号生成回路１５で得ていたが、電源回路１の外部から得るようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電源回路によれば、比較的低電圧の電池で動作し、周波数信号生成回路を第１および第２のスイッチ部に対して共通に設けたことにより、装置を小型化できるとともに不必要なスプリアスの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 電源回路
２ 電池
３ 高周波電力増幅器
４ 送信部
５ 受信部
６ 制御部
７ 共用部
８ アンテナ
１１、１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１２、１４ スイッチ部
１５ 周波数信号生成回路
Claims (3)
- 高周波電力増幅器を動作させる電源となる高電圧・大電流を供給する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する第１のスイッチ部と、
前記高周波電力増幅器のゲートバイアスの電源となる負電圧を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を構成する第２のスイッチ部と、
前記第１および第２のスイッチ部を駆動するための周波数信号を生成する前記第１および第２のスイッチ部に共通の周波数信号生成回路と、
を備えたことを特徴とする電源回路。 - 前記周波数信号生成回路により生成された前記周波数信号を周波数変換して、前記第１および第２のスイッチ部を互いに異なる周波数でそれぞれ駆動することを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
- 前記高周波電力増幅器は、送信される高周波信号を増幅するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003140516A JP2004343632A (ja) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | 電源回路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003140516A JP2004343632A (ja) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | 電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004343632A true JP2004343632A (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=33529224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003140516A Pending JP2004343632A (ja) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | 電源回路 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004343632A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7957488B2 (en) | 2005-08-26 | 2011-06-07 | Kyocera Corporation | Wireless communication apparatus and operating frequency control method of power conversion apparatus |
-
2003
- 2003-05-19 JP JP2003140516A patent/JP2004343632A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7957488B2 (en) | 2005-08-26 | 2011-06-07 | Kyocera Corporation | Wireless communication apparatus and operating frequency control method of power conversion apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060325 |