KR20110013457A - 스위칭 서플라이로의 피드백을 구비한 변조식 서플라이 단 - Google Patents

스위칭 서플라이로의 피드백을 구비한 변조식 서플라이 단 Download PDF

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KR20110013457A
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누지라 리미티드
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Abstract

요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단; 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 결합수단; 및 기준 신호 및 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 정정신호를 발생하도록 구성된 조절수단을 포함하고, 선택수단은 결합수단으로의 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호에 따라 복수의 서플라이 전압들 중 하나를 선택하도록 구성된, 전압 서플라이 단이 개시된다.

Description

스위칭 서플라이로의 피드백을 구비한 변조식 서플라이 단{MODULATED SUPPLY STAGE WITH FEEDBACK TO SWITCHED SUPPLY}
본 발명은 변조식 서플라이 단(modulated supply stage)에 관한 것으로, 특히 저 주파수 스위칭 서플라이의 선택을 제어하기 위한 입력을 제공하기 위해 피드백 루프가 접속되는 이러한 단에 관한 것이다. 피드백은 저 주파수 스위칭 서플라이 단의 출력으로부터 혹은 고 주파수 정정(correction) 단의 출력으로부터 제공될 수 있다.
엔벨로프 추적(ET) 및 엔벨로프 제거와 복구(EER)는 특히 큰 파고율을 갖는 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(OFDM)과 같은 신호에 파워 증폭기 동작의 효율들에서 큰 개선들을 줄 수 있음이 당업자들에게 알려져 있다. 그러나, 이들 기술들의 적용은 연루된 큰 파워들 및 대역폭들에 기인하여 상당한 어려움들을 제기하는 것 또한 알려져 있다. 이들 어려움들은 개별적 구성성분들의 수가 최소화되어야 하고 큰 크기의 자석들이 회피되어야 하는 휴대 무선 단말기들에 적용될 때 특히 과대해 진다.
명백히 단순한 해결책은 변조기를 고속 응답 선형 레귤레이터가 되게 하는 것이 될 것이다. 그러나, 이것은 단순히 파워 증폭기에서 낭비되는 파워를 선형 레귤레이터에서 낭비되는 파워로 바꾸는 것이 되어 효율에 있어 순 이득은 없게 된다.
얼마간의 효율을 얻기 위해서, 일부 종래기술의 구현들은 저 드롭-아웃(LDO) 고속 응답 선형 레귤레이터를 구비한 스위칭 모드 서플라이에 따르는 것으로 알려져 있다. 이것은 스위칭 모드 동작에 내재한 오차들을 제거한다. 그러나, 제곱평균(RMS) 오차보다 상당히 클 수 있는 스위칭 모드 오차에 피크들이 허용되게 할만큼 선형 레귤레이터에서 충분한 범위이어야 하는 점에서 문제가 일어난다. 이것은 LDO에서 큰 스탠딩 디시페이션(standing dissipation)을 초래한다.
이것의 현저한 개선은 GB2398648에 개시된 기술들에 의해 제공된다. 이 구현이 도 1에 도시되었다. 도 1은 효율적 파워 변환 수단으로서 사용되는 전형적인 스위칭 모드 파워 서플라이를 도시한 것이다. 이것은 예로서 주어진 것이며 본 발명은 이러한 유형의 토폴로지들로 제약되지 않는 것에 유의해야 한다.
저정밀(coarse) DC-DC 스위칭 서플라이(102)는 입력 라인(118) 상의 기준 파형으로서 제공되는 요구되는 파형에 근사한 파형을, 필터 네트워크(104)로 필터링한 후에, 제공한다. 필터는 자기 에너지의 축적을 위한 인덕터(106) 및 전기 에너지의 축적을 위한 커패시터(108)를 포함한다. 진정한 합산을 제공할 수 있는 트랜스포머(110)가 사용되는데, 예를 들어, 신호들은 더해지고 감산될 수 있어, 정정 증폭기(114)로부터 평균 정정은 제로로 설정되어, 큰 스탠딩 디시페이션을 제거할 수 있다. 트랜스포머의 출력은 부하(112)에 출력을 제공한다. 트랜스포머(110)의 출력은 피드백되어 정정 증폭기(114)에 입력을 제공하는데, 이 증폭기는 또 하나의 입력으로서 라인(116) 상에서 기준 신호(라인(118) 상에서 기준 신호와 동일할 수도 있고 또는 이 신호와 동일한 소스로부터 도출될 수도 있는)를 수신한다. 트랜스포머는 스위칭 서플라이 전압과 정정 증폭기의 출력을 결합시켜 정정된 출력전압을 제공한다.
도 1의 아키텍처에서 잠재적 문제는 트랜스포머의 원하지 않는 인덕턴스를 통해 정정 전류의 경로를 바꾸는 것(shunting of the correction current)을 방지하기 위해 고 자기-인덕턴스를 가져야 한다는 것이다. 이것은 전형적으로 큰 페라이트 코어들이 사용되어야 함을 의미한다. 이것이 무선 기반구조 구현들에서는 수락될 수 있으나, 이것은 휴대 핸드셋 구현들 혹은 크기 제약들이 적용될 수 있는 구현에는 특히 어려움들을 제기한다.
도 1의 서플라이 단은 매우 효율적으로 동작할 수 있으나, 회로는 두 레벨들 간을 전환할 수 있을 뿐이며, 중간 레벨들은 에너지 축적 요소들(106, 108)의 필터링 동작에 의해 얻어질 수 있을 뿐이다. 저 주파수 출력들에 대해서(스위칭 주파수들보다 훨씬 작은 주파수들), 이 구성은 추적을 수행할 수 있을 것이지만 회로는 고 주파수에서 빈약한 추적을 제공할 수도 있다. 또한, 고 주파수들에서 스위칭에 관련된 제품들의 실질적 대책도 존재할 것이다. 상기 파워 변환 회로가 변조기로서 사용될 때, 에너지 축적 소자들은 어떤 주파수들에서 부하에 고 임피던스를 제공할 병렬 공진 탱크를 형성한다.
이것의 영향을 도 2에서 볼 수 있다. 급속하게 변하는 전류 요구에 대한 에너지 축적 요소들의 반응은 파워 증폭기에서 파형(204)을 야기한다. 이것은 원하는 파형(202)과 비교하였을 때 심각한 오추적을 보여준다. 또한, 고 출력 임피던스는 부하의 불안정성을 초래할 수도 있다.
종래기술의 스위칭 모드 변조기들의 예들은 미국특허 5,905,407, 6,054,914, 6,198,374, 6,300,826, 6,583,664, 6,661,210, 6,661,217, 6,710,646, 6,792,252, 및 미국특허출원번호 2002/0008574에서 발견될 수 있다.
발명의 목적은 개선된 변조식 파워 서플라이 단을 제공하는 것이다.
일면에서 발명은 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 결합수단; 및 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하도록 구성된 조절수단을 포함하고, 상기 선택수단은 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호에 따라 상기 복수의 서플라이 전압들 중 하나를 선택하도록 구성된, 전압 서플라이 단을 제공한다..
상기 결합수단으로의 상기 입력들은 결합될 신호들로서, 선택된 파워 서플라이 전압 및 정정신호이다. 선택된 파워 서플라이 전압은 바람직하게는 스위칭 전압 서플라이인 선택수단의 출력이다. 정정 신호는 조절수단의 출력이다.
상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호는 선택수단의 출력일 수 있다.
상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호는 조절수단의 출력일 수 있다.
피드백 제어 단은 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호를 선택수단에 제공할 수 있다. 피드백 제어 단은 상기 기준 신호를 제 1 입력으로서 그리고 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 하나를 제 2 입력으로서 수신하도록 구성되고, 상기 선택수단을 위한 조절된 기준 신호를 제공하도록 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 하나에 따라 상기 기준 신호를 조절하게 더욱 구성된다.
실시예에서 피드백 제어 단은, 상기 기준 신호로부터 상기 선택수단의 상기 출력을 감하기 위한 감산기, 상기 감산된 신호를 수신하여 수정된 출력을 발생하는 비례-적분(PI) 제어기, 및 상기 PI 제어기의 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호인 피드백 제어 단의 출력을 형성하는 합산기를 포함할 수 있다.
대안적 실시예에서, 피드백 제어 단은 상기 조절수단의 출력을 수신하여 수정된 출력을 발생하는 비례-적분(PI) 제어기, 및 상기 PI 제어기의 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호인 피드백 제어 단의 출력을 형성하는 합산기를 포함할 수 있다.
결합수단은 바람직하게는 인덕터를 포함하고, 상기조절수단은 전압-전류 변환기를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 정정 신호를 나타내는 전류가 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 주입되어 상기 선택된 파워 서플라이 전압에 의해 제공된 상기 인덕터에 흐르는 전류를 조절하며, 이와 같이 하여 조절된 전류가 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속된 부하에서 흘러, 상기 부하에 상기 조절된 서플라이 전압이 전개된다.
전압 서플라이 단은 바람직하게는 상기 기준 신호를 조절하여 수정된 기준 신호를 제공하는 기준 조절 단을 포함한다. 상기 선택수단은 상기 수정된 기준 신호에 따라 선택하도록 구성될 수 있다. 상기 피드백 제어수단은 상기 수정된 기준 신호에 따라 상기 결합수단에 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 기준 조절 단은 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 수단을 포함할 수 있다. 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 수단은 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 상관기; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 진폭 조절 블록을 포함할 수 있다. 기준 조절 단은 상기 결합수단에서 전류 흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 조절 수단에서 전류 흐름을 최소화하도록 결합수단에서 전류 흐름을 제어하는 수단을 포함할 수 있다. 상기 전류 흐름 제어수단은 상기 인덕터에서 전류흐름을 결정하고 이에 따라 미분기의 계수들을 수정하게 제어신호를 제공하는 상관기를 포함하고, 상기 미분기는 상기 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 발생하도록 구성된다. 상기 미분기는 상기 진폭이 조절된 기준 신호를 입력으로서 수신하여 미분된 진폭 조절된 기준 신호를 발생하도록 구성되고, 상기 기준 조절 단은 상기 진폭 조절된 기준 신호를 상기 미분된 진폭 조절된 기준 신호와 합하여 상기 수정된 기준 신호를 형성하는 합산기를 더 포함한다.
이동 무선 디바이스를 위한 추적 변조식 파워 서플라이 단은 정의된 바와 같은 전압 서플라이 단을 포함한다.
이 면에서 또한 발명은 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 단계; 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하는 단계; 및 상기 입력신호들 중 하나를 피드백 신호로서 상기 결합단계에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 선택단계는 피드백 신호에 따라 상기 복수의 서플라이 전압들 중 하나를 선택하도록 또한 구성되는, 서플라이 전압 발생 방법을 제공한다.
상기 제공단계는 상기 선택수단의 출력을 피드백 신호로서 제공할 수 있다. 상기 제공단계는 상기 조절수단의 출력을 상기 피드백 신호로서 제공할 수 있다.
방법은 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호를 상기 선택수단에 제공하기 위해 상기 피드백 신호를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 피드백을 제어하는 단계는 상기 기준 신호를 제 1 입력으로서 그리고 상기 결합단계로의 상기 입력들 중 하나를 제 2 입력으로서 수신하는 단계, 상기 선택단계를 위한 조절된 기준 신호를 제공하기 위해 상기 결합단계로의 상기 입력들 중 하나에 따라 상기 기준 신호를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 제어 단계는 상기 기준 신호로부터 상기 선택수단의 상기 출력을 감하는 단계; 상기 감산된 신호를 수신하여 비례-적분(PI) 수정된 출력을 발생하는 단계; 및 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 제어 단계는, 상기 조절수단의 출력을 수신하여 비례-적분(PI) 수정된 출력을 발생하는 단계, 및 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결합수단은 인덕터를 포함하고, 상기 조절수단은 전압-전류 변환기를 포함하며, 상기 방법은 상기 정정 신호를 나타내는 전류를 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 주입하여 상기 선택된 파워 서플라이 전압에 의해 제공된 상기 인덕터에 흐르는 전류를 조절하고, 이와 같이 하여 조절된 전류가 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속된 부하에서 흘러, 상기 부하에 상기 조절된 서플라이 전압이 전개되게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법은 상기 기준 신호를 조절하여 수정된 기준 신호를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 선택단계는 상기 수정된 기준 신호에 따라 선택하도록 구성될 수 있다.
상기 피드백 제어단계는 상기 수정된 기준 신호에 따라 상기 결합단계로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 조절단계는 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 단계는 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 단계; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
조절 단계는 상기 결합수단에서 전류 흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 조절수단에서 전류 흐름을 최소화하게 결합수단에서 전류 흐름을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전류 흐름 제어단계는 상기 인덕터에서 전류흐름을 결정하고 이에 따라 미분기의 계수들을 수정하도록 제어신호를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 미분기는 상기 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 발생하도록 구성된다.
방법은 상기 진폭 조절된 기준 신호를 입력으로서 미분기에서 수신하는 단계, 및 미분된 진폭 조절된 기준 신호를 발생하는 단계를 더 포함하고, 상기 조절단계는 상기 진폭 조절된 기준 신호를 미분된 진폭 조절된 기준 신호와 합하여 상기 수정된 기준 신호를 형성하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 면에서, 발명은 제 1 전압신호에 접속된 제 1 단자를 갖는 인덕터; 상기 제 2 전압단자에 접속된 부하; 및 입력에서 상기 제 2 전압신호를 수신하고 출력에서 상기 제 2 전압신호를 나타내는 전류를 발생하는 변환수단을 포함하고, 상기 변환수단의 상기 출력은 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속되고, 상기 결합된 제 1 및 제 2 전압들을 나타내는 상기 부하에서 전류가 발생되며, 이에 따라 상기 결합된 전압신호가 상기 부하에 전개되는 것으로, 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호를 결합하여 결합된 전압신호를 제공하는 결합기를 제공한다.
상기 결합기는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속된 커패시터를 더 포함하고, 상기 인덕터 및 상기 커패시터는 결합하여 상기 결합된 신호에 대한 L-C필터를 형성한다.
상기 변환수단은 전압-전류 변환기일 수 있다.
상기 부하는 파워 증폭기이며, 상기 결합된 전압은 상기 파워 증폭기를 위한 서플라이 전압일 수 있다.
변조식 전압 서플라이는 정의된 바와 같은 결합기를 포함할 수 있고, 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단을 더 포함하고, 상기 선택된 서플라이는 상기 제 1 전압신호이며, 상기 변환수단은 상기 기준 신호 및 상기 결합된 전압신호에 따라 상기 제 2 전압신호를 포함하는 정정 신호를 발생하기 위한 조절수단이다.
이러한 면에서 본 발명은 인덕터의 제 1 단자에 상기 제 1 전압신호를 접속하는 단계; 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 부하를 접속하는 단계; 상기 제 2 전압신호를, 상기 제 2 전압신호를 나타내는 전류로 변환하는 단계; 상기 제 2 전압신호를 나타내는 상기 전류를 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 결합된 제 1 및 제 2 전압들을 나타내는 상기 부하에서 전류가 발생되며, 이에 따라 상기 결합된 전압신호가 상기 부하에 전개되는 것으로, 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호를 결합하여 결합된 전압신호를 제공하는 방법을 제공한다.
상기 제 2 전압신호를 나타내는 상기 전류를 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 제공하는 단계는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 전류를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 면에서 발명은, 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 결합수단; 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하도록 구성된 정정 수단; 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 조절수단; 및 상기 결합수단에서 전류흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정수단에서 전류 흐름을 최소화하게 상기 결합수단의 전류 흐름을 제어하는 미분수단을 포함하는, 전압 서플라이 단을 제공한다.
상기 조절수단은 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 상관기; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 진폭 조절 블록을 포함할 수 있다.
상기 결합수단에서 전류 흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정 수단에서 전류 흐름을 최소화하게 결합수단에서 전류를 제어하는 상기 수단은 상기 인덕터에 전류 흐름을 결정하고 이에 따라 상기 미분기의 계수들을 수정하는 상관기를 포함할 수 있다.
상기 진폭 조절 블록은 상기 기준 신호를 수신하여 상기 진폭 조절된 기준 신호를 발생하고, 상기 미분기는 상기 진폭 조절된 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 상기 미분기의 출력에서 발생하며, 합산기는 상기 진폭 조절된 기준 신호 및 상기 수정된 미분된 기준 신호를 합하여 상기 변조식 파워 서플라이 단에 의해 사용하기 위한 상기 기준 신호를 제공한다.
이 부가적인 측면에서 본 발명은 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 단계; 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하는 단계; 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 단계; 및 상기 결합수단에서 전류흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정 수단에 흐르게 요구되는 전류를 최소화하게 미분에 의해 상기 결합수단의 전류를 제어하는 단계를 포함하는, 변조된 서플라이 전압을 발생하는 방법을 제공한다.
상기 조절 단계는 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압간에 진폭 오차를 결정하는 단계; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결합수단에서 전류흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정 수단에 흐르는 전류를 최소화하게 상기 결합수단에서 전류를 제어하는 단계는 상기 인덕터에서 전류흐름을 결정하고 이에 따라 미분기의 계수들을 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 진폭 조절 블록은 상기 기준 신호를 수신하여 상기 진폭 조절된 기준 신호를 발생하고, 상기 미분기는 상기 진폭 조절된 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 상기 미분기의 출력에서 발생하며, 합산기는 상기 진폭 조절된 기준 신호 및 상기 수정된 미분된 기준 신호를 합하여 상기 변조식 파워 서플라이 단에 의해 사용하기 위한 상기 기준 신호를 제공할 수 있다.
정의되거나 다음 설명에서 논하는 바와 같은 발명의 모든 면들 및 특징들은 개별적으로 혹은 임의로 결합하여 구현될 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 예로서 발명을 기술한다.
도 1은 종래기술에 따라 저 주파수 스위칭 서플라이 및 고 주파수 오차 정정을 포함하는 변조식 파워 서플라이 단을 도시한 도면.
도 2는 도 1과 같은 종래기술 구성에 연관된 문제를 도시한 도면.
도 3은 발명의 제 1 실시예에 따른 변조식 파워 서플라이 단에서 개선을 도시한 도면.
도 4는 제 1 실시예의 바람직한 구현예의 수정예를 도시한 도면.
도 5는 제 1 실시예의 바람직한 구현예의 또 다른 수정예를 도시한 도면.
도 6은 발명의 제 2 실시예의 구현예를 도시한 도면.
도 7은 발명의 실시예들의 구현예를 도시한 도면.
여러 실시예들에서 발명의 적용을 참조하여 예로서 발명을 기술한다. 당업자는 발명의 범위가 임의의 특정 실시예의 구현 상세들의 특정한 것들로 제한되지 않음을 알 것이다.
발명에 따른 일반적인 원리는 추가의 피드백 경로를 제공하는 것이다. 피드백 경로는 입력을 스위칭 서플라이에 제공한다.
피드백 경로의 제공은 2개의 일반적인 실시예들 중 하나에 따른다. 제 1 일반적인 실시예에서 피드백 경로는 스위칭 서플라이의 출력, 즉 저정밀 경로의 출력으로부터 비롯된다. 제 2의 일반적인 실시예에서 피드백 경로는 정정 경로의 출력으로부터 비롯된다. 이에 따라 스위칭 서플라이 단에는 스위칭 서플라이를 정정 신호와 결합하기 위한 결합기 단으로의 입력으로부터 도출되는 입력이 제공된다. 이 피드백은 저 주파수들에서 오차들을 감소시키며, 결합기 단의 대역폭이 감소되게 한다.
제 1 일반적인 실시예의 구현을 위한 제 1 구성이 이제 도 3을 참조하여 기술된다. 임의의 요소가 다른 도면에 도시된 요소에 대응하는 다음 도면들에서 동일 참조부호들이 사용된다.
전체를 참조부호 300로 나타낸 도 3의 변조식 서플라이 단은 스위칭 서플라이 단(302), 스위칭 서플라이 제어기(304), 정정 증폭기(310), 결합기 단(308), 피드백 제어 단(306), 커패시터(312), 및 부하(314)를 포함한다.
도 3의 변조식 서플라이 단(300)은 입력라인(316) 상의 제공된 기준 신호에 따라 출력라인(318) 상의 변조된 서플라이를 부하(314)에 제공한다. 부하(314)는 파워 증폭기일 수 있다.
스위칭 서플라이 제어기(304)는 피드백 제어 단(306)으로부터 입력신호를 수신한다. 피드백 제어 단(306)으로부터의 신호에 따라, 스위칭 서플라이 제어기(304)는 스위칭 서플라이(302)를 제어하여 라인(320) 상의 스위칭 서플라이 출력을 제공한다. 라인(320) 상의 스위칭 서플라이 출력은 제 1 입력을 결합기 단(308)에 제공한다. 피드백 제어 단(306)은 2개의 입력들을 수신하는데, 제 1 입력은 라인(320) 상의 스위칭 서플라이 단(302)의 출력으로부터 라인(322) 상의 제공되며, 제 2 입력은 기준 신호에 의해 입력라인(316) 상의 제공된다. 피드백 제어 단(306)은 피드백 신호에 따라 수신된 기준 신호를 조절하여 스위칭 서플라이 제어기(304)에 수정된 입력을 제공하게 동작한다.
결합기 단(308)으로의 제 2 입력은 정정 증폭기(310)의 출력에 의해 제공된다. 정정 증폭기(310)는 라인(316) 상의 기준 신호를 제 1 입력으로서 수신하며, 라인(318) 상의 결합기 단(308)의 출력을 포함하는 라인(324) 상의 피드백 신호를 제 2 입력으로서 수신한다.
선택적 커패시터(312)는 출력라인(318)과 접지 간에 접속된다.
도 3의 구성예에서, 제 1 실시예에 따라, 결합기 단(308)은 트랜스포머로서 구현된다. 트랜스포머는 제 1 권선(340) 및 제 2 권선(342)을 갖는다. 제 1 권선(340)의 제 1 탭은 라인(320) 상의 스위칭 서플라이 단(302)의 출력에 접속된다. 제 1 권선(340)의 제 2 탭은 라인(318) 상의 출력 신호를 제공한다. 제 2 권선(342)의 제 1 탭은 정정 증폭기(310)의 출력을 수신하도록 접속된다. 제 2 권선(342)의 제 2 탭은 접지에 접속된다. 이렇게 하여, 트랜스포머는 스위칭 서플라이의 출력을 정정 증폭기의 출력과 결합하여 자신의 출력에서 정정된 스위칭 서플라이를 발생한다.
피드백 제어 단(306)은 라인(316) 상의 개선된 기준 신호를 스위칭 서플라이 제어기(304)의 입력에 제공하기 위해 스위칭 서플라이의 출력으로부터 라인(322) 상의 피드백을 이용하게 동작한다. 피드백 제어 단(306)은 감산기(326), 합산기(330), 및 PI 제어 블록(328)을 포함한다. 감산기는 라인(316)의 기준 신호를 한 입력으로서 수신하며 라인(322) 상의 피드백 신호를 또 다른 입력으로서 수신한다. 라인(322) 상의 피드백 신호는 라인(316) 상의 기준 신호로부터 감산되어 입력을 PI 제어 블록(328)에 제공한다. PI(비례-적분) 제어기의 구현은 이 기술 분야에 공지되어 있다. PI 제어 블록(328)의 출력은 합산기(330)로의 제 1 입력을 형성하며, 라인(316) 상의 기준 신호에 의해 제공되는 합산기(330)로의 제 2 입력을 형성한다. 합산기는 PI 제어 블록(328)의 출력을 기준 신호(316)와 더하여, 스위칭 서플라이 제어기(304)를 위한 수정된 기준 신호를 피드백 제어 단(306)의 출력으로서 발생한다. 합산기(330)는 피드포워드 요소(feedforward element)를 피드백 제어에 추가하며, 이것은 큰 진폭 신호들이 취급되고 있기 때문에 필요하다.
피드백 제어 단(306)은 감산수단(326)을 사용하여 레벨에서 차이들을 감지함으로써 동작한다. 감산기(326)로부터의 출력 레벨은 PI 제어 블록(328)에 의해 감지되며 입력 레벨에 대한 느린 조절 트림(trim)을 스위칭 서플라이 제어기(304)에 제공하여 두 레벨들이 가능한한 가깝도록 하는데 사용된다.
라인(322) 상의 스위칭 서플라이 단 경로 내 제공된 피드백은 라인(320) 상의 스위칭 서플라이 출력에서 저 주파수 오류들을 제거하여, 이와 같이 하지 않았을 경우 가능하였을 것보다 결합기 단(308)이 작은 디바이스로서 구현될 수 있게 한다.
스위칭 서플라이 제어기(304)는 공지된 기술들에 따라 적합한 서플라이 전압을 선택하게 스위칭 서플라이를 제어한다. 스위칭 서플라이 제어기는 이의 입력라인 상에, 예시된 구성에서 피드백 제어 단(306)의 출력에 의해 제공되는 신호에 따라 스위칭 서플라이(102)를 제어한다.
수정된 구성에서, 결합기 단(308)은 트랜스포머가 아니라 인덕터로서 구현된다. 이 수정된 구현이 도 4에 도시되었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 결합기 단(308)에는 스위칭 서플라이 단(302)의 출력 라인(320)에 접속된 제 1 단자를 갖는 인덕터(402)가 제공된다. 인덕터(402)의 제 2 단자는 라인(318) 상의 출력 신호를 제공한다.
결합기 단(308)을 인덕터로서 구현할 때, 결합기능을 달성하기 위해서 추가의 수정이 제공된다. 도 3의 정정 증폭기(310)는 도 4의 정정 증폭기(410)로 대체된다. 정정 증폭기(410)는 라인(412) 상의 전류 출력을 제공하며, 이는 출력라인(318)에 접속되는 인덕터(402)의 단자에서 전류를 주입한다. 이것은 라인(318) 상의 수정된 변조된 서플라이 전압을 얻기 위해서 정정 신호를 스위칭 서플라이 신호와 결합하는 기능을 제공한다.
도 4의 예시적인 구성의 인덕터(402)는 2가지 기능들을 갖는다. 먼저, 인덕터는 스위칭 서플라이 신호를 정정(또는 조절) 신호와 결합한다. 두 번째로, 인덕터(402)는 커패시터(302)와 결합하여 도 1에서 인덕터(106) 및 커패시터(108)에 의해 제공되는 L-C 필터를 제공할 수 있다.
GB2398648의 아키텍처와 비교해서, 인덕터(402)의 자화 또는 자기 인덕턴스는 도 3의 변압기 구성에서와 같이, 원하지는 않지만 필요한 추가의 수단이 아니라, 회로 기능의 부분으로서 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같은 L-C 구성이 제공되는 경우, 인덕터(106)는 인덕터(402)를 구현할 수 있고, 커패시터(108)는 커패시터(312)를 구현할 수 있다. 이에 따라, 결합기는 현존 회로를 사용하여 구현된다. 이것은 출력 결합회로의 대역폭 요건이 훨씬 감소됨을 암시한다.
도 3의 아키텍처와 도 4의 아키텍처 간의 또 다른 현저한 차이는 출력전류의 대부분이 정정 증폭기에 의해 제공되기보다는 스위칭 서플라이 단에 의해 인덕터(402)를 통하는 경로로 바뀌게 된다(shunted)는 것이다.
일반적으로, 도 4를 참조하면, 스위칭 서플라이(302)는 라인(316) 상의 기준 신호 전압에 대응하는 스위칭 서플라이를 선택하기 위해, 스위칭 서플라이 제어 블록(304)의 제어하에 한 세트의 전압들 간을 전환한다. 정정 증폭기(410)는 조절 또는 정정 신호를 전류로서 제공하며, 이것은 스위칭 서플라이 전압을 나타내는 라인(318) 상의 인덕터(402)의 출력에서 흐르는 전류에 더해진다. 라인(318) 상의 조절된 전류는 부하(314)를 위한 조절된 서플라이 전압을 전개한다.
도 4의 추가의 요소들은 도 3의 구성이 동작을 향상시키기 위해서 바람직한 요소들로서 제공된다. 전류 주입 정정 증폭기와 함께, 인덕터로서 결합기 단(308)의 구현은 라인(322) 상의 제공된 피드백에 의존하지 않는다. 이 구성은 스위칭 서플라이 단을 위한 피드백의 제공과는 무관하게 구현될 수 있는 이점이 있다.
도 5를 참조하면, 예시적인 구성이 더 수정된 예가 예시되어 있다. 도 5를 참조하면, 이에 도시된 변조식 서플라이 단(500)에는 기준 조절 단(403)이 추가로 제공된다.
기준 조절 단은 라인(316) 상의 기준 신호를 입력으로서 수신하도록 구성된다. 또한, 기준 조절 단(403)은 라인(412) 상의 정정 증폭기(410)의 출력으로부터 도출된 라인(416) 상의 피드백 신호인 추가의 입력을 수신한다. 기준 조절 단(403)은 피드백 제어 단(306)으로의 입력을 형성하는 출력을 발생한다. 도 5의 구성에서, 피드백 제어 단(306)이 라인(316) 상의 기준 신호를 직접 입력으로서 수신하기보다는, 피드백 제어 단(306)은 기준 조절 단(402)의 출력으로서 제공되는 이러한 기준 신호의 수정된 것을 수신한다.
기준 조절 단(403)은 진폭 조절 블록(404), 미분기 블록(406), 합산기(408), 상관기(411), 및 2개의 적분기들(413, 414)을 포함한다.
상관기(411)는 라인(316) 상의 기준 신호를 제 1 입력으로서 수신하며 라인(416) 상의 정정 증폭기(410)의 출력을 제 2 입력으로서 수신한다. 상관기는 2개의 출력들을 발생한다. 제 1 출력은 적분기(413)를 통해 진폭 조절 블록(403)에 제공된다. 제 2 출력은 적분기(414)를 통해 미분기 블록(406)에 제공된다. 진폭 조절 블록은 상관기(411)의 적분된 제 1 출력 외에, 라인(316) 상의 기준 신호를 입력으로서 수신한다. 미분기 블록(406)은 진폭 조절 블록(403)의 출력을 제 1 입력으로서 수신하며, 상관기(411)의 제 2 적분된 출력을 제 2 입력으로서 수신한다. 합산기(408)는 진폭 조절 블록(401)의 출력을 제 1 입력으로서 수신하며, 미분기 블록(406)의 출력을 제 2 입력으로서 수신한다. 합산기(408)의 출력은 기준 조절 단(403)을 형성하며, 입력을 피드백 제어 단(306)에 제공한다.
상관기(411)는 라인(316) 상의 기준 신호 전류를 라인(416) 상의 정정 증폭기(410)에 의해 제공된 전류와 상관시킨다. 상관기(411)는 두 입력 신호들이 상관될 때 포지티브 출력을 제공하며 두 입력신호가 상반-상관(anti-correlation)에 있을 때 네거티브 출력을 제공한다. 두 출력들은 상관기 입력에 있는 상이하게 정형된 필터 응답들의 선택에 따라 상관기(411)로부터 발생된다. 이에 따라, 상관기는 이의 입력신호들을 두 세트들의 필터들 중 하나에 제공하기 위해, 도시되지 않은 수단에 의해서 제어된다.
미분기(406)는 상관기 입력의 필터 응답이 대역통과 응답을 갖도록 선택될 때 상관기에 의해 제어된다. 진폭 조절 블록(404)은 상관기 입력의 필터 응답이 저역통과 응답을 갖도록 선택될 때 상관기에 의해 제어된다. 이에 따라 상관기는 적분기들(413, 414)로의 입력들을 형성하는 2개의 출력들을 발생한다.
적분기(414)는 상관기 출력을 적분하여 제어된 방식으로 미분기(406)의 미분기 계수들을 조정할 수 있게 한다.
기준 조절 단(403)은 2중의 기능을 제공한다. 제 1 기능은 미분기(406)에 의해 제공되며, 제 2 기능은 진폭 조절 블록(404)에 의해 제공된다.
일반적으로, 미분기(406)는 인덕터(402)를 통해 흐르는 전류를 최대화하도록 동작한다. 이것은 후술하는 바와 같이, 정정 증폭기(410)에 의해 전달될 전류를 최소화한다.
일반적으로, 진폭 조절 블록(404)은 진폭 정정들을 제공하는 정정 증폭기(410)의 요건들을 최소화하도록 동작하므로, 정정 증폭기는 후술하는 바와 같이, 덜 어렵게 동작할 수 있다.
인덕터(402)의 제 1 단자에서 전압은 ax1 + b.dx/dt로서 근사화될 수 있는 스위칭 서플라이(302)의 출력이며, 여기서 a1은 변조기의 원하는 신호출력이며, dx/dt는 시간미분 정정 신호를 나타내며, b는 시간미분 정정 신호의 진폭이다.
인덕터의 제 2 단자에서 전압은 ax2로 나타낼 수 있는 전압신호에 가능한 한 가깝게 유지되게 정정 증폭기의 동작에 의해 정정된 제 1 단자에서의 전압이며, 여기에서 ax2는 원하는 변조기 출력이다.
미분기(406)는 부하에 전달되는 전압 신호의 진폭 성분(b)을 제어하게 동작한다. 상관기(411)는 인덕터(402)에서 흐르는 전류에 관한 정보를 미분기(406)에 제공한다. 이 전류정보에 근거하여, 미분기의 계수들은 전압 레벨(b)이 확실히 정정 레벨이 되도록 조절된다. 이때 블록(406)에서 미분은 변경된다. 이에 따라 미분기는 원하는 전압에 더 가깝게 되도록 신호를 개선한다.
미분기(406)가 없다면, 스위칭 서플라이 피드백 경로에 기인하여 인덕터(402)를 통하는 dc 전류 흐름(ac 전류 흐름이 없는)이 있다. 미분기(406)는 단지 dc 전류흐름만이 아닌 대부분의 전류가 확실히 인덕터(402)를 통해 흐르게 하기 위해 제공된다.
전류 상관기(411)는 정정 증폭기(410)에 의해 제공된 AC 전류에 라인(316) 상의 기준 신호의 AC 성분을 곱한다. 기준 신호의 시간미분이 너무 작다면, 정정 증폭기는 전류 상관을 행한다. 미분항이 너무 크다면, 두 신호들 간에는 상반-상관이 있다. 이것은 측정된 부하 전류와 미분항들 간에 접속을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 2차 항들은 조절을 필요로 하지 않을 것이다.
미분기(406)와 같은 미분기의 구현, 및 미분기 계수들의 적응은 당업자에게 공지되어 있다.
성능개선을 얻기 위한 미분기(406)의 동작은 다음과 같이 더욱 이해될 수 있다.
스위칭 서플라이(302)는 정정 증폭기(410)를 미세 조절 또는 정정에 적용하여, 주 추적 요소로서 사용된다. 스위칭 서플라이(302)는 피드백 경로(322)에 기초하여 개선된 추적을 위한 폐루프를 운영한다. 스위칭 서플라이의 출력에 있는 어떤 잔류 오차들이 여전히 존재할 것이다. 정정 증폭기는 스위칭 서플라이의 출력에 있는 잔류 오차들을 제거하는 또 다른 폐루프를 제공한다. 정정 증폭기는 고 주파수 오차들을 제거할 수 있으나, 저 주파수 정정은 인덕터(402)의 자기 유도(self inductance)의 분기 효과(shunt effect)에 의해 약화된다. 그러나, 스위칭 서플라이 루프는 저 주파수들에서 더 높은 루프 이득을 가지며, 따라서 정정은 낮은 주파수들에서 줄어들 수 있다.
기준 조절 단(403)은 두 피드백 루프들이 인덕터(402)의 양측들을 강제로 같게 할 때 일어나는 문제를 해결한다. 이것은 인덕터(402)에 걸리는 전압을 강제로 제로가 되게 할 것이다. 이 결과로서, 정정 증폭기(410)는 인덕터(402)에서 전류의 전체 AC 부분에 공급할 것이 요구될 것이다. AC 전류를 인덕터(402)를 통해 강제로 흐르게 하기 위해서, 인덕터(402)에 걸리는 전압은 인덕터(402)를 통해 흐르는 전류의 시간 미분을 인덕턴스에 곱한 것과 같아야 한다. 인덕터(402)에 통하는 전류는 부하(314)를 통하는 전류이며, 규정에 의해서 엔벨로프 추적 변조기의 전압출력은 이 전류를 추종해야 한다. 그러므로, 스위칭 서플라이(302)로의 입력이 변조신호 뿐만 아니라 시간 미분항을 추종한다면, 스위칭 서플라이(302)가 DC 외에 대부분의 AC 전류를 공급하는 것이 가능하며, 이에 따라 정정 증폭기(410)에 의해 전달될 필요가 있는 파워를 감소시킨다.
커패시터(312)가 출력에 접속되어 있어 인덕터(402)에 걸리는 전압의 성분은 인가된 변조 전압의 2차 미분과 같게 된다. 이것은 이상적으로 스위칭 서플라이(302)에 인가된 신호가 1차 및 2차 미분항들을 가질 것임을 의미한다. 2차 미분항들은 사용된 인덕터 및 커패시터 값들에 의해 고정되나, 1차 미분은 부하(314)에 의해 나타나는 전류의 함수이기도 하다. 그러므로 부하 전류가 어느 정도 요구되고, 미분항들은 이 부하 전류에 연관된다.
위에 논한 바와 같이, 부하 전류와 이 미분항 간의 연관은 상관기(411)에 의해 확립된다.
진폭 조절 블록(404)은 인덕터(402)에 걸리는 dc 신호의 진폭이 제로가 되게, 즉, 인덕터의 두 단자들에서 진폭이 제로가 되게 동작한다. 이에 따라 진폭 조절 블록(404)은 a1을 a2와 같게 하려고 동작한다. a1 및 a2이 같게 되면, 부하로 전달을 위해서, 인덕터의 제 2 단자에 전개되는 전압 신호는 b.dx/dt 성분만에 의해 제공된다.
이러한 목적이 달성된다면, 정정 증폭기는 진폭 정정을 제공할 필요가 없고, 정정 증폭기의 동작부하가 감소된다.
기준 조절 단(403)은 이들 성능목적들을 달성하기 위해 제공된다.
인덕터의 단자들에 잠재적 진폭 불균형은 스위칭 서플라이(302)로부터의 출력과 라인(316) 상의 정정 증폭기(410)의 입력에 제공된 기준 신호 간에 잠재적 진폭 불균형의 결과이다. 이러한 진폭 불균형으로 특히 저 주파수들에서 인덕터(402)에는 큰 전류가 흐르게 된다. 진폭 조절 블록(404)은 피드백 제어 단(306)으로의 입력을 저 주파수들에서 라인(302) 상의 스위칭된 출력과 같게 하는 것으로, 결국 인덕터들의 단자들에 전개되는 전압이 매칭되므로, 이 문제를 해결한다.
진폭 조절 블록(404)은 진폭 오차를 나타내는 상관 신호에 따라 라인(316) 상의 기준 신호의 진폭을 조절한다. 상관신호는 적분기(413)를 통해 상관기(411)로부터 제공된다. 이와 같이 하여 진폭이 조절된 기준 신호는 합산기(408)로의 입력으로서 그리고 미분기(406)로의 입력으로서 진폭 조절 클럭(404)에 의해 제공된다.
기준 조절 단(403)에 의해 제공된 제어 기능성은 결합기 단(308)이 인덕터로서 구현되는지 여부에 무관하게 이점이 있다.
기준 조절 단(403)의 2중의 기능성은 다음과 같이 요약될 수 있다.
미분기에 제공되고 단의 출력으로서 제공되는 신호의 진폭을 제어하기 위해 하나의 상관기 출력이 진폭 조절 블록(404)에 의해 사용된다.
인덕터를 통하는 전류의 제어를 제공하기 위해서 다른 상관기 출력이 미분기에 의해 사용되어, 정정 증폭기가 인덕터를 위한 전류를 제공해야 하는 것을 피하게 한다.
발명의 제 2의 일반적인 실시예의 구현을 위한 예시적인 구성이 도 6을 참조하여 이제 기술된다.
도 6에 관하여, 도 5의 구성은 피드백 제어 단(306)으로의 피드백이 스위칭 서플라이 단의 출력이 아니라 정정 증폭기의 출력으로부터 제공되게 수정된다. 이에 따라, 피드백 제어 단(306)은 라인(412) 상의 정정 증폭기의 출력으로부터 도출되는 라인(602) 상의 피드백 신호를 수신한다.
이 구성에서, 감산기(326)가 요구되지 않으므로 피드백 제어 단이 수정된다. 이에 따라, 라인(602) 상의 피드백 신호는 PI 제어 블록(328)으로의 입력을 형성하며, 이 PI 제어 블록(328)은 합산기(330)로의 입력을 형성한다. 합산기(330)의 다른 입력은 이전처럼 기준 조절 단(402)의 출력에 의해 제공된다.
도 6의 구성은 기준 조절 단(403)이 제공되고 결합기 단(308)이 인덕터로서 구현되는 바람직한 구성을 도시한 것이다. 그러나, 정정 증폭기의 출력으로부터 피드백 제어 단(306)을 위한 피드백 신호를 제공하는 원리는 기준 조절 단(403)이 구현되는 구성으로, 혹은 결합기 단(308)이 인덕터로서 구현되는 구성으로 제한되지 않는다. 기준 조절 단(403)은 생략될 수도 있고, 결합기 단(308)은 트랜스포머와 같은 다른 수단에 의해 구현될 수도 있다.
여러 실시예들에서 특징들의 조합들이 개시되고, 발명은 이의 적용성 또는 구현에서 혹은 특징들의 이러한 조합으로 한정되지 않는 것에 유의한다. 이에 따라, 입력에서 결합 단으로 피드백 신호의 제공에 대해 여기에 기술된 일반적인 원리는 결합기 단의 특정한 구현으로 제한되지 않는다. 유사하게, 결합기 단의 입력에서 스위칭 서플라이 단으로 피드백 신호의 구현은 여기에 도시된 바와 같은 기준 조절 단의 구현으로 제한되지 않는다.
유사하게 결합기 단의 구현에 관계없이 여기에 기술된 기준 조절 단을 변조식 서플라이 단에 구현함으로써 장점들이 얻어질 수 있다. 결합기 단이 인덕터로서 구현될 때와 같이 기준 조절 단이 여기 기술된 다른 특징들과 결합될 때 특별한 이점들을 가질지라도, 이의 유용성은 이러한 특정한 구현들로 제한되지 않는다.
또한, 인덕터로서 결합기 단의 구현은 여기에 도시된 어떤 다른 면들의 특정한 것들로 제한되지 않는 것에 유의한다. 인덕터로서 결합기 단의 구현은, 이러한 특징과 결합하여 사용될 때 이점들이 얻어질지라도, 결합기의 입력으로부터 스위칭 서플라이 단에 피드백이 제공되는 구성으로 제한되지 않는다. 유사하게, 결합기 단들 및 인덕터의 구현은, 기준 조절 단과 결합하여 결합기 단을 인덕터로서 결합기 단을 구현함으로써 이점들이 얻어질 수 있을지라도, 기준 조절 단이 제공되는 임의의 구성으로 제한되지 않는다.
마지막으로, 결합기로의 입력에서 스위칭 서플라이 단으로 피드백의 특정한 구현은 결합기 단의 특정한 구현과는 무관하고 기준 조절 단이 제공되는지 여부에 무관함에 유의한다.
도 7을 참조하면, 여기 기술된 실시예들의 원리에 따라 다상 다레벨 서플라이 구성(multi-phase, multi-level supply arrangement)이 도시되었다. 도 7의 구성은 위에 도 3에 기술된 피드백 구성을 이용하며, 스위칭 서플라이 단으로의 피드백은 스위칭 서플라이 단의 출력으로부터 제공된다. 또한 도 7의 구성은 위에 기술된 도 4의 구성의 특징을 이용하며, 여기서 결합기 단(308)은 인덕터로서 구현된다.
도 7의 도시된 다상 구성에서, 2상 구성이 취해졌다. 이에 따라 2 세트들의 스위칭 서플라이 단이 제공되어 있다. 각각의 스위칭 서플라이 단은 앞선 도면들의 스위칭 서플라이 단(302)에 대응하여 따라서 도 7에는 제 1 스위칭 서플라이 단(302a), 및 제 2 스위칭 서플라이 단(302b)이 도시되었고, 그 각각은 앞선 도면들의 스위칭 서플라이 단들(302)에 대응한다. 스위칭 서플라이 제어기(304)은 2개의 스위칭 서플라이 단들(302a, 302b)을 위한 공통의 스위칭 서플라이 제어 신호 를 제공한다. 도 3의 구성에서와 같이, 스위칭 서플라이 제어기(304)는 피드백 제어 단(306)으로부터 입력신호를 수신한다. 피드백 제어 단(306)은 라인(316) 상의 입력으로서 기준 신호를 수신하고, 또한 스위칭 서플라이 단의 출력으로부터 피드백 신호를 수신한다. 다상 구성의 예에서, 피드백 제어 단(306)은 스위칭 서플라이 단들 중 하나로부터 단일 피드백 신호만을 요구한다. 이에 따라 도 7의 구성에는 스위칭 서플라이 단(302a)의 출력으로부터 피드백 제어 단(306)에 피드백 신호의 제공이 도시되었다.
스위칭 서플라이 단들(302a, 302b) 각각은 각각의 결합기 단(308a, 308b)로의 출력을 제공한다. 결합기 단들(308a, 308b) 각각은 예시적인 구성들에서, 앞서 기술된 임의의 결합기 단에 따라 구현될 수 있다. 도 7의 바람직한 구성에서 결합기 단들(308a, 308b)은 각각 요소들(402a, 402b)로서 확인되는 인덕터들로서 구현된다. 인덕터들(402a, 402b) 각각의 제 1 단자는 각각의 스위칭 서플라이 단(302a, 302b)으로부터의 출력신호를 수신한다. 인덕터들(402a, 402b)의 제 2 단자들은 출력라인(318)에 함께 접속된다.
정정 증폭기(410)는 라인(316) 상의 기준 신호를 수신하며, 인덕터들(402a, 402b)의 출력에 주입되는 라인(412) 상의 전류를 발생한다. 이에 따라 정정 증폭기(410)의 출력 및 인덕터들(402a, 402b)의 출력들은 부하에 출력신호의 전달을 위해, 출력라인에 공통으로 접속된다.
결합기 단들(308a, 308b) 각각이 트랜스포머들로서 구현될 수 있음이 전술한 바로부터 이해될 것이다. 각각의 트랜스포머들의 출력들은 라인(318) 상에 결합된 다상 신호를 제공하기 위해 함께 접속될 수 있다.
도 7의 구성은 정정 증폭기(410)의 출력으로부터 피드백 제어 단에 피드백 신호를 제공하기 위해서 수정될 수 있음이 전술한 바로부터 이해될 것이다.
도 7의 구성은 도 5 및 도 6에 도시된 기준 조절 단(403)과 같은 기준 조절 단을 포함하도록 더욱 수정될 수 있음이 전술한 바로부터 명백할 것이다.
각각의 스위칭 서플라이(302a, 302b)는 전압들의 어레이, 예를 들어, V1 내지 Vx를 가질 수 있고, 여기서 x는 실시될 수 있는 2 이상의 임의의 수일 수 있다. 스위칭 서플라이들(302a, 302b)은 가장 가까운 전압을 선택하는 스위칭 서플라이 제어기(304)로부터 구동된다.
실시예들에서, 스위칭 서플라이 제어기(304)는 PWM, 히스테릭 또는 델타 시그마 변환기일 수도 있을 것이다.
바람직한 구성에서 스위칭 서플라이들(302a, 302b)에는 스위칭 클럭의 서로 반대되는 상들의 클럭이 공급된다.
전술한 바에 따라 발명을 구현하기 위한 다수의 실시예들이 제안되었다. 각 실시예의 여러 요소들은 개별적으로 이용될 수도 있고 아니면 다른 기술된 요소들과 결합하여 이용될 수도 있다. 발명은 여기에 기술된 임의의 실시예의 상세들로 그 범위가 제한되지 않는다. 발명의 범위는 첨부한 청구항들에 의해 규정된다.

Claims (48)

  1. 전압 서플라이 단에 있어서, 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 결합수단; 및 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하도록 구성된 조절수단을 포함하고, 상기 선택수단은 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호에 따라 상기 복수의 서플라이 전압들 중 하나를 선택하도록 구성된, 전압 서플라이 단.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호는 상기 선택수단의 상기 출력인, 전압 서플라이 단.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호는 상기 조절수단의 상기 출력인, 전압 서플라이 단.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호를 상기 선택수단에 제공하기 위한 피드백 제어 단을 더 포함하는, 전압 서플라이 단.
  5. 제 4 항에 있어서, 피드백 제어 단은 상기 기준 신호를 제 1 입력으로서 그리고 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 하나를 제 2 입력으로서 수신하도록 구성되고, 상기 선택수단을 위한 조절된 기준 신호를 제공하기 위해 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 하나에 따라 상기 기준 신호를 조절하게 더욱 구성되는, 전압 서플라이 단.
  6. 제 4 항 및 제 2 항에 따른 제 5 항에 있어서, 피드백 제어 단은 상기 기준 신호로부터 상기 선택수단의 상기 출력을 감하기 위한 감산기; 상기 감산된 신호를 수신하여 수정된 출력을 발생하는 비례-간격(PI) 제어기, 및 상기 PI 제어기의 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호인 피드백 제어 단의 출력을 형성하는 합산기를 포함하는, 전압 서플라이 단.
  7. 제 4 항 및 제 3 항에 따른 제 5 항에 있어서, 피드백 제어 단은 상기 조절수단의 출력을 수신하여 수정된 출력을 발생하는 비례-적분(PI) 제어기, 및 상기 PI 제어기의 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호인 피드백 제어 단의 출력을 형성하는 합산기를 포함하는, 전압 서플라이 단.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합수단은 인덕터를 포함하고, 상기조절수단은 전압-전류 변환기를 포함하며, 상기 정정 신호를 나타내는 전류가 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 주입되어 상기 선택된 파워 서플라이 전압에 의해 제공된 상기 인덕터에 흐르는 전류를 조절하며, 이와 같이 하여 조절된 전류가 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속된 부하에서 흘러, 상기 부하에 상기 조절된 서플라이 전압을 전개하는, 전압 서플라이 단.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 신호를 조절하여 수정된 기준 신호를 제공하는 기준 조절 단을 더 포함하는, 전압 서플라이 단.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 제 9 항에 있어서, 상기 선택수단은 상기 수정된 기준 신호에 따라 선택하도록 구성된, 전압 서플라이 단.
  11. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 제 9 항에 있어서, 상기 피드백 제어수단은 상기 수정된 기준 신호에 따라 상기 결합수단에 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호를 제공하도록 구성된, 전압 서플라이 단.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 조절 단은 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 수단을 포함하는, 전압 서플라이 단.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 수단은 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 상관기; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 진폭 조절 블록을 포함하는, 전압 서플라이 단.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 기준 조절 단은 상기 결합수단에서 전류 흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 조절 수단에서 전류 흐름을 최소화하도록 결합수단에서 전류 흐름을 제어하는 수단을 포함하는, 전압 서플라이 단.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전류 흐름 제어수단은 상기 인덕터에서 전류흐름을 결정하고 이에 따라 미분기의 계수들을 수정하도록 제어신호를 제공하는 상관기를 포함하고, 상기 미분기는 상기 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 발생하도록 구성된, 전압 서플라이 단.
  16. 제 14 항 및 제 12 항 및 제 13 항에 따른 제 15 항에 있어서, 상기 미분기는 상기 진폭이 조절된 기준 신호를 입력으로서 수신하여 미분된 진폭 조절된 기준 신호를 발생하도록 구성되고, 상기 기준 조절 단은 상기 진폭 조절된 기준 신호를 상기 미분된 진폭 조절된 기준 신호와 합하여 상기 수정된 기준 신호를 형성하는 합산기를 더 포함하는, 전압 서플라이 단.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 전압 서플라이 단을 포함하는 이동 무선 디바이스를 위한 추적 변조식 파워 서플라이 단.
  18. 서플라이 전압 발생 방법에 있어서, 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 단계; 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하는 단계; 및 상기 입력신호들 중 하나를 피드백 신호로서 상기 결합단계에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 선택단계는 피드백 신호에 따라 상기 복수의 서플라이 전압들 중 하나를 선택하도록 또한 구성되는, 서플라이 전압 발생 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제공단계는 상기 선택수단의 출력을 피드백 신호로서 제공하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 제공단계는 상기 조절수단의 출력을 상기 피드백 신호로서 제공하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합수단으로의 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 상기 신호를 상기 선택수단에 제공하기 위해 상기 피드백 신호를 제어하는 단계를 더 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 피드백을 제어하는 단계는 상기 기준 신호를 제 1 입력으로서 그리고 상기 결합단계로의 상기 입력들 중 하나를 제 2 입력으로서 수신하는 단계, 상기 선택단계를 위한 조절된 기준 신호를 제공하도록 상기 결합단계로의 상기 입력들 중 하나에 따라 상기 기준 신호를 조절하는 단계를 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  23. 제 21 항 및 제 19 항에 따른 제 22 항에 있어서, 상기 피드백 제어 단계는 상기 기준 신호로부터 상기 선택수단의 상기 출력을 감하는 단계; 상기 감산된 신호를 수신하여 비례-적분(PI) 수정된 출력을 발생하는 단계; 및 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호를 형성하는 단계를 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  24. 제 21 항 및 제 20 항에 따른 제 22 항에 있어서, 상기 피드백 제어 단계는, 상기 조절수단의 출력을 수신하여 비례-적분(PI) 수정된 출력을 발생하는 단계, 및 상기 수정된 출력을 상기 기준 신호와 더하여, 상기 조절된 기준 신호를 형성하는 단계를 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  25. 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합수단은 인덕터를 포함하고, 상기 조절수단은 전압-전류 변환기를 포함하며, 상기 방법은 상기 정정 신호를 나타내는 전류를 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 주입하여 상기 선택된 파워 서플라이 전압에 의해 제공된 상기 인덕터에 흐르는 전류를 조절하고, 이와 같이 하여 조절된 전류가 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속된 부하에서 흘러, 상기 부하에 상기 조절된 서플라이 전압이 전개되게 하는 단계를 더 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  26. 제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 신호를 조절하여 수정된 기준 신호를 제공하는 단계를 더 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  27. 제 18 항 내지 제 20 항 또는 제 25 항 중 어느 하나에 따른 제 26 항에 있어서, 상기 선택단계는 상기 수정된 기준 신호에 따라 선택하도록 구성되는, 서플라이 전압 발생 방법.
  28. 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 제 26 항에 있어서, 상기 피드백 제어단계는 상기 수정된 기준 신호에 따라 상기 결합단계에 상기 입력들 중 한 입력으로부터 도출된 신호를 제공하도록 구성된, 서플라이 전압 발생 방법.
  29. 제 26 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절단계는 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 단계를 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 단계는 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 단계; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 단계를 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  31. 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 기준 조절 단계는 상기 결합수단에서 전류 흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 조절수단에서 전류 흐름을 최소화하도록 결합수단에서 전류 흐름을 제어하는 단계를 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 전류 흐름 제어단계는 상기 인덕터에서 전류흐름을 결정하고 이에 따라 미분기의 계수들을 수정하도록 제어신호를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 미분기는 상기 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 발생하도록 구성된, 서플라이 전압 발생 방법.
  33. 제 29 항 및 제 30 항 및 제 31 항에 따른 제 32 항에 있어서, 상기 진폭 조절된 기준 신호를 입력으로서 미분기에서 수신하는 단계, 및 미분된 진폭 조절된 기준 신호를 발생하는 단계를 더 포함하고, 상기 조절단계는 상기 진폭 조절된 기준 신호를 미분된 진폭 조절된 기준 신호와 합하여 상기 수정된 기준 신호를 형성하는 단계를 더 포함하는, 서플라이 전압 발생 방법.
  34. 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호를 결합하여 결합된 전압신호를 제공하는 결합기에 있어서, 상기 제 1 전압신호에 접속된 제 1 단자를 갖는 인덕터; 상기 제 2 전압단자에 접속된 부하; 및 입력에서 상기 제 2 전압신호를 수신하고 출력에서 상기 제 2 전압신호를 나타내는 전류를 발생하는 변환수단을 포함하고, 상기 변환수단의 상기 출력은 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속되고, 상기 결합된 제 1 및 제 2 전압들을 나타내는 상기 부하에서 전류가 발생되며, 이에 따라 상기 결합된 전압신호가 상기 부하에 전개되는, 결합기.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 접속된 커패시터를 더 포함하고, 상기 인덕터 및 상기 커패시터는 결합하여 상기 결합된 신호에 대한 L-C필터를 형성하는, 결합기.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 상기 변환수단은 전압-전류 변환기인, 결합기.
  37. 제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하는 파워 증폭기이며, 상기 결합된 전압은 상기 파워 증폭기를 위한 서플라이 전압인, 결합기.
  38. 제 34 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 따른 결합기를 포함하는 변조식 전압 서플라이로서, 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단을 더 포함하고, 상기 선택된 서플라이는 상기 제 1 전압신호이며, 상기 변환수단은 상기 기준 신호 및 상기 결합된 전압신호에 따라 상기 제 2 전압신호를 포함하는 정정 신호를 발생하기 위한 조절수단인, 변조식 전압 서플라이.
  39. 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호를 결합하여 결합된 전압신호를 제공하는 방법에 있어서, 인덕터의 제 1 단자에 상기 제 1 전압신호를 접속하는 단계; 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 부하를 접속하는 단계; 상기 제 2 전압신호를, 상기 제 2 전압신호를 나타내는 전류로 변환하는 단계; 상기 제 2 전압신호를 나타내는 상기 전류를 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 결합된 제 1 및 제 2 전압들을 나타내는 상기 부하에서 전류가 발생되며, 이에 따라 상기 결합된 전압신호가 상기 부하에 전개되는, 방법.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 제 2 전압신호를 나타내는 상기 전류를 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 제공하는 단계는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 전류를 주입하는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 전압 서플라이 단에 있어서, 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 선택수단; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 결합수단; 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하도록 구성된 정정 수단; 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 조절수단; 및 상기 결합수단에서 전류흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정수단에서 전류 흐름을 최소화하도록 상기 결합수단에서 전류 흐름을 제어하는 미분수단을 포함하는, 전압 서플라이 단.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 조절수단은 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 상관기; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 진폭 조절 블록을 포함하는, 변조식 파워 서플라이 단.
  43. 제 41 항 또는 제 42 항에 있어서, 상기 결합수단에서 전류 흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정 수단에서 전류 흐름을 최소화하도록 결합수단에서 전류 흐름을 제어하는 상기 수단은 상기 인덕터에서 전류 흐름을 결정하고 이에 따라 상기 미분기의 계수들을 수정하는 상관기를 포함하는, 변조식 파워 서플라이 단.
  44. 제 42 항에 따른 제 43 항에 있어서, 상기 진폭 조절 블록은 상기 기준 신호를 수신하여 상기 진폭 조절된 기준 신호를 발생하고, 상기 미분기는 상기 진폭 조절된 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 상기 미분기의 출력에서 발생하며, 합산기는 상기 진폭 조절된 기준 신호 및 상기 수정된 미분된 기준 신호를 합하여 상기 변조식 파워 서플라이 단에 의해 사용하기 위한 상기 기준 신호를 제공하는, 변조식 파워 서플라이 단.
  45. 변조된 서플라이 전압을 발생하는 방법에 있어서, 요망되는 파워 서플라이 전압을 나타내는 기준 신호에 따라 복수의 파워 서플라이 전압들 중 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 파워 서플라이 전압을 정정 신호와 결합하여 조절된 파워 서플라이 전압을 발생하는 단계; 상기 기준 신호 및 상기 조절된 파워 서플라이 전압에 따라 상기 정정 신호를 발생하는 단계; 상기 기준 신호의 진폭과 상기 선택된 서플라이 전압의 진폭 간의 차이에 따라 상기 기준 신호의 진폭을 조절하는 단계; 및 상기 결합수단에서 전류흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정 수단에 흐르게 되는 전류를 최소화하도록 미분에 의해 상기 결합수단에서 전류를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 조절 단계는 상기 기준 신호와 상기 선택된 서플라이 전압 간의 진폭 오차를 결정하는 단계; 및 상기 오차에 따라 상기 기준 신호를 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
  47. 제 45 항 또는 제 46 항에 있어서, 상기 결합수단에서 전류흐름을 최대화하고 그럼으로써 상기 정정 수단에 흐르는 전류를 최소화하도록 상기 결합수단에서 전류를 제어하는 단계는 상기 인덕터에서 전류흐름을 결정하고 이에 따라 미분기의 계수들을 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
  48. 제 46 항에 따른 제 47 항에 있어서, 상기 진폭 조절 블록은 상기 기준 신호를 수신하여 상기 진폭 조절된 기준 신호를 발생하고, 상기 미분기는 상기 진폭 조절된 기준 신호를 수신하여 이의 미분된 기준 신호를 상기 미분기의 출력에서 발생하며, 합산기는 상기 진폭 조절된 기준 신호 및 상기 수정된 미분된 기준 신호를 합하여 상기 변조식 파워 서플라이 단에 의해 사용하기 위한 상기 기준 신호를 제공하는, 방법.
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Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2459894A (en) * 2008-05-09 2009-11-11 Nujira Ltd Switched supply stage with feedback
GB2465146B (en) * 2008-11-04 2014-05-28 Nujira Ltd Improved power supply stage
US9112452B1 (en) 2009-07-14 2015-08-18 Rf Micro Devices, Inc. High-efficiency power supply for a modulated load
GB2479166B (en) * 2010-03-30 2017-09-13 Snaptrack Inc Efficient supply voltage
US8981848B2 (en) 2010-04-19 2015-03-17 Rf Micro Devices, Inc. Programmable delay circuitry
US9099961B2 (en) 2010-04-19 2015-08-04 Rf Micro Devices, Inc. Output impedance compensation of a pseudo-envelope follower power management system
EP2782247B1 (en) 2010-04-19 2018-08-15 Qorvo US, Inc. Pseudo-envelope following power management system
US9431974B2 (en) 2010-04-19 2016-08-30 Qorvo Us, Inc. Pseudo-envelope following feedback delay compensation
GB2480614B (en) 2010-05-24 2017-04-12 Snaptrack Inc Switched arrangement for switched mode supply
WO2012047738A1 (en) 2010-09-29 2012-04-12 Rf Micro Devices, Inc. SINGLE μC-BUCKBOOST CONVERTER WITH MULTIPLE REGULATED SUPPLY OUTPUTS
GB2484475A (en) * 2010-10-11 2012-04-18 Toshiba Res Europ Ltd A power supply modulator for an RF amplifier, using a current-output class G amplifier
WO2012068258A2 (en) 2010-11-16 2012-05-24 Rf Micro Devices, Inc. Digital fast cordic for envelope tracking generation
US8797103B2 (en) 2010-12-07 2014-08-05 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for capacitive load reduction
US8587377B2 (en) 2010-12-13 2013-11-19 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for biasing a power amplifier
US8598950B2 (en) 2010-12-14 2013-12-03 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for capacitive load reduction
WO2012083256A2 (en) 2010-12-17 2012-06-21 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for oscillation suppression
CN103444076B (zh) 2011-02-07 2016-05-04 射频小型装置公司 用于功率放大器包络跟踪的群延迟校准方法
KR101982956B1 (ko) 2011-02-07 2019-05-27 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 엔빌로프 진폭 오정렬을 보상하기 위한 전력 증폭기 시스템의 캘리브레이팅 방법
US8717100B2 (en) 2011-03-15 2014-05-06 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for capacitive load reduction
US8718188B2 (en) 2011-04-25 2014-05-06 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for envelope tracking
US9379667B2 (en) 2011-05-05 2016-06-28 Rf Micro Devices, Inc. Multiple power supply input parallel amplifier based envelope tracking
US9247496B2 (en) 2011-05-05 2016-01-26 Rf Micro Devices, Inc. Power loop control based envelope tracking
US9246460B2 (en) 2011-05-05 2016-01-26 Rf Micro Devices, Inc. Power management architecture for modulated and constant supply operation
CN103748794B (zh) 2011-05-31 2015-09-16 射频小型装置公司 一种用于测量发射路径的复数增益的方法和设备
US9019011B2 (en) 2011-06-01 2015-04-28 Rf Micro Devices, Inc. Method of power amplifier calibration for an envelope tracking system
US8760228B2 (en) 2011-06-24 2014-06-24 Rf Micro Devices, Inc. Differential power management and power amplifier architecture
US8952710B2 (en) 2011-07-15 2015-02-10 Rf Micro Devices, Inc. Pulsed behavior modeling with steady state average conditions
US8792840B2 (en) 2011-07-15 2014-07-29 Rf Micro Devices, Inc. Modified switching ripple for envelope tracking system
US9263996B2 (en) 2011-07-20 2016-02-16 Rf Micro Devices, Inc. Quasi iso-gain supply voltage function for envelope tracking systems
GB2493529A (en) * 2011-08-09 2013-02-13 Nujira Ltd A voltage-selecting tracking power supply with an asynchronous delta-sigma controller
US8942652B2 (en) 2011-09-02 2015-01-27 Rf Micro Devices, Inc. Split VCC and common VCC power management architecture for envelope tracking
US8957728B2 (en) 2011-10-06 2015-02-17 Rf Micro Devices, Inc. Combined filter and transconductance amplifier
US9024688B2 (en) 2011-10-26 2015-05-05 Rf Micro Devices, Inc. Dual parallel amplifier based DC-DC converter
CN103988406B (zh) 2011-10-26 2017-03-01 Qorvo美国公司 射频(rf)开关转换器以及使用rf开关转换器的rf放大装置
US9484797B2 (en) 2011-10-26 2016-11-01 Qorvo Us, Inc. RF switching converter with ripple correction
CN103959189B (zh) 2011-10-26 2015-12-23 射频小型装置公司 基于电感的并行放大器相位补偿
US9250643B2 (en) 2011-11-30 2016-02-02 Rf Micro Devices, Inc. Using a switching signal delay to reduce noise from a switching power supply
US9515621B2 (en) 2011-11-30 2016-12-06 Qorvo Us, Inc. Multimode RF amplifier system
US8975959B2 (en) 2011-11-30 2015-03-10 Rf Micro Devices, Inc. Monotonic conversion of RF power amplifier calibration data
US9280163B2 (en) 2011-12-01 2016-03-08 Rf Micro Devices, Inc. Average power tracking controller
US9256234B2 (en) 2011-12-01 2016-02-09 Rf Micro Devices, Inc. Voltage offset loop for a switching controller
US9041365B2 (en) 2011-12-01 2015-05-26 Rf Micro Devices, Inc. Multiple mode RF power converter
US8947161B2 (en) 2011-12-01 2015-02-03 Rf Micro Devices, Inc. Linear amplifier power supply modulation for envelope tracking
US9494962B2 (en) 2011-12-02 2016-11-15 Rf Micro Devices, Inc. Phase reconfigurable switching power supply
US9813036B2 (en) 2011-12-16 2017-11-07 Qorvo Us, Inc. Dynamic loadline power amplifier with baseband linearization
US8742843B2 (en) * 2011-12-19 2014-06-03 Intel Corporation Power management in transceivers
US9298198B2 (en) 2011-12-28 2016-03-29 Rf Micro Devices, Inc. Noise reduction for envelope tracking
US8981839B2 (en) 2012-06-11 2015-03-17 Rf Micro Devices, Inc. Power source multiplexer
WO2014018861A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Rf Micro Devices, Inc. Programmable rf notch filter for envelope tracking
US9225231B2 (en) 2012-09-14 2015-12-29 Rf Micro Devices, Inc. Open loop ripple cancellation circuit in a DC-DC converter
US9197256B2 (en) 2012-10-08 2015-11-24 Rf Micro Devices, Inc. Reducing effects of RF mixer-based artifact using pre-distortion of an envelope power supply signal
WO2014062902A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 Rf Micro Devices, Inc Transitioning from envelope tracking to average power tracking
US9627975B2 (en) 2012-11-16 2017-04-18 Qorvo Us, Inc. Modulated power supply system and method with automatic transition between buck and boost modes
US9929696B2 (en) 2013-01-24 2018-03-27 Qorvo Us, Inc. Communications based adjustments of an offset capacitive voltage
US9178472B2 (en) 2013-02-08 2015-11-03 Rf Micro Devices, Inc. Bi-directional power supply signal based linear amplifier
WO2014152903A2 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Rf Micro Devices, Inc Envelope tracking power supply voltage dynamic range reduction
WO2014152876A1 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Rf Micro Devices, Inc Noise conversion gain limited rf power amplifier
US9479118B2 (en) 2013-04-16 2016-10-25 Rf Micro Devices, Inc. Dual instantaneous envelope tracking
KR101738730B1 (ko) 2013-04-23 2017-05-22 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 전력 증폭기 시스템에서의 엔벨로프 정형화 장치 및 방법
US9374005B2 (en) 2013-08-13 2016-06-21 Rf Micro Devices, Inc. Expanded range DC-DC converter
US9614476B2 (en) 2014-07-01 2017-04-04 Qorvo Us, Inc. Group delay calibration of RF envelope tracking
US9445371B2 (en) 2014-08-13 2016-09-13 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for wideband envelope tracking systems
US9602056B2 (en) 2014-09-19 2017-03-21 Skyworks Solutions, Inc. Amplifier with base current reuse
US9912297B2 (en) 2015-07-01 2018-03-06 Qorvo Us, Inc. Envelope tracking power converter circuitry
US9843294B2 (en) 2015-07-01 2017-12-12 Qorvo Us, Inc. Dual-mode envelope tracking power converter circuitry
US10103693B2 (en) 2015-09-30 2018-10-16 Skyworks Solutions, Inc. Power amplifier linearization system and method
US9973147B2 (en) 2016-05-10 2018-05-15 Qorvo Us, Inc. Envelope tracking power management circuit
US10110169B2 (en) 2016-09-14 2018-10-23 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for envelope tracking systems with automatic mode selection
US10236831B2 (en) 2017-05-12 2019-03-19 Skyworks Solutions, Inc. Envelope trackers providing compensation for power amplifier output load variation
US10516368B2 (en) 2017-06-21 2019-12-24 Skyworks Solutions, Inc. Fast envelope tracking systems for power amplifiers
US10615757B2 (en) 2017-06-21 2020-04-07 Skyworks Solutions, Inc. Wide bandwidth envelope trackers
US12053367B2 (en) 2018-01-30 2024-08-06 Toray Industries, Inc. Plain-weave fabric, method for manufacturing same, and stent graft
US10476437B2 (en) 2018-03-15 2019-11-12 Qorvo Us, Inc. Multimode voltage tracker circuit
US12095422B2 (en) 2020-07-10 2024-09-17 Skyworks Solutions, Inc. Power amplifiers with supply capacitor switching

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6052607B2 (ja) * 1979-05-10 1985-11-20 ヤマハ株式会社 増幅器
JPS5935522B2 (ja) * 1979-10-16 1984-08-29 ヤマハ株式会社 電力増幅器
US5905407A (en) * 1997-07-30 1999-05-18 Motorola, Inc. High efficiency power amplifier using combined linear and switching techniques with novel feedback system
US6710646B1 (en) * 2000-05-05 2004-03-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Cuk style inverter with hysteretic control
US6792252B2 (en) 2002-02-06 2004-09-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Wideband error amplifier
US6914487B1 (en) 2002-04-19 2005-07-05 National Semiconductor Corporation Method and system for providing power management in a radio frequency power amplifier using adaptive envelope tracking
US8811917B2 (en) * 2002-05-01 2014-08-19 Dali Systems Co. Ltd. Digital hybrid mode power amplifier system
GB2398648B (en) * 2003-02-19 2005-11-09 Nujira Ltd Power supply stage for an amplifier
EP1658671A1 (en) * 2003-06-16 2006-05-24 Paragon Communications Ltd. Method and apparatus for dynamically regulating the supply voltage of a power amplifier
EP1671197B1 (en) 2003-09-16 2013-08-28 Nokia Corporation Hybrid switched mode/linear power amplifier power supply for use in polar transmitter
GB2409115B (en) * 2003-12-09 2006-11-01 Nujira Ltd Transformer based voltage supply
US7301400B1 (en) * 2004-06-02 2007-11-27 Rf Micro Devices, Inc. Multi-phase switching power supply for mobile telephone applications
GB0418991D0 (en) * 2004-08-25 2004-09-29 Nujira Ltd High efficiency variable voltage supply
EP1875603A1 (en) * 2005-04-20 2008-01-09 Nxp B.V. A power supply system.
JP4811850B2 (ja) * 2005-08-11 2011-11-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 スイッチング・レギュレータ
WO2007080741A1 (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Nec Corporation 増幅装置
GB2440772B (en) * 2006-08-08 2011-11-30 Asahi Chemical Micro Syst Envelope modulator
US7454238B2 (en) 2006-10-30 2008-11-18 Quantance, Inc. Power combining power supply system
WO2008072134A1 (en) * 2006-12-12 2008-06-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. A high efficiency modulating rf amplifier
GB2459894A (en) * 2008-05-09 2009-11-11 Nujira Ltd Switched supply stage with feedback
GB2465146B (en) * 2008-11-04 2014-05-28 Nujira Ltd Improved power supply stage

Also Published As

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CN102089967B (zh) 2016-07-06
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