TW202013884A - 具有追蹤電源供應器之功率放大器 - Google Patents

具有追蹤電源供應器之功率放大器 Download PDF

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Abstract

本發明描述用於具有追蹤電源供應器之功率放大器的系統及方法。該功率放大器可使用包絡追蹤。當該功率放大器之輸出被短路或過載時，該功率放大器受到保護。

Description

具有追蹤電源供應器之功率放大器
對相關申請案之交叉參考 本申請案主張2018年8月13日申請之美國臨時專利申請案第62/718,226號之權益，該申請案之內容在此以全文引用之方式明確地併入本文中。
功率放大器為放大電壓及/或電流訊號的裝置。功率放大器的一個實例為自追蹤電源供應器(TPS)接收電力的功率放大器。TPS產生等效於功率放大器之輸出加上最小所需餘量的電壓，此提高功率放大器之效率。然而，若功率放大器之輸出被短路或過載，則TPS將試圖匹配短路或過載，此可導致對功率放大器或TPS之損害。防止對功率放大器及TPS之損害的一種方法為關斷TPS。然而，如此進行會導致功率放大器之停工時間且減小功率放大器之操作範圍。此等及其他缺點由本文中所記載之方法解決。
應理解以下一般描述及以下詳細描述，兩者僅為例示性及解釋性的，並非為限制性的。本發明提供用於在一功率放大器的一輸出被短路或過載時保護該功率放大器的系統、設備及方法。
在一例示性具體例中，一種設備具有一追蹤電源供應器，該追蹤電源供應器產生一輸出為類似於一線性功率放大器的一輸出。該追蹤電源供應器可連接至一正電壓軌及一負電壓軌。該設備亦具有一電壓偏移電源供應器，該電壓偏移電源供應器連接至追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌。該設備進一步具有另一電壓偏移電源供應器，該另一電壓偏移電源供應器連接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌。該設備亦具有一二極體，該二極體連接至該電壓偏移電源供應器的一輸出且連接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入。另外，該設備亦具有另一二極體，該另一二極體連接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且連接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入。該線性功率放大器之該輸出可連接至一負載。
在另一例示性具體例中，一種設備具有一追蹤電源供應器，該追蹤電源供應器產生一輸出為類似於一線性功率放大器的一輸出。該追蹤電源供應器可連接至一正電壓軌及一負電壓軌。該設備亦具有一電壓偏移電源供應器，該電壓偏移電源供應器連接至追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌。該設備進一步具有另一電壓偏移電源供應器，該另一電壓偏移電源供應器連接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌。該設備亦具有一開關，該開關連接至該電壓偏移電源供應器的一輸出且連接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入。另外，該設備亦具有 另一開關，該另一開關連接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且連接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入。該線性功率放大器之該輸出可連接至一負載。
在另一例示性具體例中，一種方法包含將一追蹤電源供應器連接至一正電壓軌及一負電壓軌。該追蹤電源供應器可產生一輸出為類似於一線性功率放大器輸出。該方法亦包含將一第一電壓偏移電源供應器連接至追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌。該方法進一步包含將一第二電壓偏移電源供應器連接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌。另外，該方法包含將一二極體連接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且連接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入。該方法亦包含將另一二極體連接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且連接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入。該方法亦包含將該線性功率放大器的一輸出連接至一負載。
額外優點將部分記載於以下描述中或可藉由實施而習得。該等優點將藉助於在所附申請專利範圍中特別指出之要素及組合來實現及獲得。
在揭示及描述本發明方法及系統之前，應理解該等方法及系統不限於特定方法、特定組件或特定實施方案。亦應理解，本文中所使用之術語僅用於描述特定態樣之目的且不意欲為限制性的。
除非上下文另外清楚地指示，否則如本說明書及所附申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個指示物。範圍可在本文中表達為自「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達此類範圍時，另一實例包括自一個特定值及/或至另一特定值。類似地，藉由使用前綴「約」，當值被表達為近似值時，將理解特定值係形成另一實例。將進一步理解，範圍中之每一者的端點相對於另一端點及獨立於另一端點均為重要的。
「可選的」或「視情況」意謂隨後所描述之事件或情形可能發生或可能不發生，且該描述包括該事件或情形發生之實例及該事件或情形不發生之實例。
貫穿本說明書之描述及申請專利範圍，詞「包含(comprise)」及該詞之變體(諸如，「包含(comprising)」及「包含(comprises)」)意謂「包括但不限於」，且並不意欲排除例如其他組件、整體或步驟。「例示性」意謂「實例」且不意欲傳達較佳或理想實例之指示。「諸如」不在限制性意義上使用，而為用於解釋性目的。
本文中描述之組件可用以執行所描述之方法及系統。本文中描述此等及其他組件，且應理解，當描述此等組件之組合、子集、相互作用、群組等時，雖然可能未明確地描述此等組件之每種個別及集體組合以及排列的特定參考，但對於所有方法及系統，每一者均特定地涵蓋且描述於本文中。此適用於本申請案之所有實例，包括但不限於所描述方法中之步驟。因此，若存在可執行之多種額外步驟，則應理解，此等額外步驟中之每一者可運用所描述方法之任何特定實例或實例之組合來執行。
參考較佳實例及包括於其中之實例的以下描述且參考諸圖以及其先前及以下描述，可更易於理解本發明方法及系統。
下文為參考方法、系統、設備及電腦程式產品之方塊圖及流程圖來描述方法及系統。將理解，可藉由電腦程式指令分別實施方塊圖及流程圖之每一區塊，及方塊圖及流程圖中之區塊的組合。可將此等電腦程式指令載入至通用電腦、專用電腦或其他可程式化資料處理設備上以產生機器，使得在電腦或其他可程式化資料處理設備上執行之指令建立用於實施一或多個流程圖區塊中所指定之功能的構件。
亦可將此等電腦程式指令儲存於電腦可讀記憶體中，該電腦可讀記憶體可指導電腦或其他可程式化資料處理設備以特定方式起作用，使得儲存於電腦可讀記憶體中之該等指令產生包括用於實施一或多個流程圖區塊中所指定之功能之電腦可讀指令的製品。該等電腦程式指令亦可載入至電腦或其他可程式化資料處理設備上以使一系列操作步驟在該電腦或其他可程式化設備上執行從而產生電腦實施程序，使得在該電腦或其他可程式化設備上執行之指令提供用於實施一或多個流程圖區塊中所指定之功能的步驟。
因此，方塊圖及流程圖之區塊支援用於執行指定功能之構件的組合、用於執行指定功能之步驟的組合及用於執行指定功能之程式指令構件。亦將理解，方塊圖及流程圖之每一區塊以及方塊圖及流程圖中之區塊的組合可由基於專用硬體之電腦系統實施，該等電腦系統執行指定功能或步驟或專用硬體與電腦指令之組合。
在一態樣中，在短路期間保護放大器之電路包含線性功率放大器，該線性功率放大器連接至負載，由兩個電壓軌(正V+ 及負V- )供電且產生所需輸出電壓。該電路亦具有轉換器，該轉換器產生等於功率放大器之輸出電壓的可變供應電壓(例如，追蹤電源供應器(TPS, Tracking Power Supply)) VTPS 。該電路具有具相等電壓ΔVoffset 之兩個恆壓源，該兩個恆壓源與TPS串聯組合，以獲得VTPS +ΔVoffset 及VTPS -ΔVoffset 。該電路亦具有一二極體，該二極體經置放以將來自VTPS +ΔVoffset 之電流傳導至V+ 。該電路具有另一二極體，該另一二極體經置放以將來自V- 之電流傳導至VTPS -ΔVoffset 。該電路可具有置放於V+ 與接地之間以及V- 與接地之間的兩個去耦電容器。
在一態樣中，在短路期間保護放大器之電路包含線性功率放大器，該線性功率放大器連接至負載，由兩個電壓軌(正V+ 及V- )供電且產生所需輸出電壓。該電路亦具有轉換器，該轉換器產生等於功率放大器之輸出電壓的可變供應電壓(例如，追蹤電源供應器(TPS, Tracking Power Supply)) VTPS 。該電路具有具相等電壓ΔVoffset 之兩個恆壓源，該兩個恆壓源與TPS串聯組合，以獲得VTPS +ΔVoffset 及VTPS -ΔVoffset 。該電路亦具有一個開關，該開關置放於VTPS +ΔVoffset 與V+ 之間。該電路具有另一開關，該另一開關置放於V- 與VTPS -ΔVoffset 之間。該電路可具有置放於V+ 與接地之間以及V- 與接地之間的兩個去耦電容器。該電路亦可具有控制電路，該控制電路基於負載電流產生用於開關之控制訊號。
圖 1 說明設備100 之實例。在一態樣中，在短路及/或過載之情況下，設備100 保護功率放大器104 及/或追蹤電源供應器(TPS)102 。如所展示，設備100 具有TPS102 、功率放大器104 及負載106 。TPS102 與接地連接108 以及第一偏移電源供應器110 及第二偏移電源供應器112 連接。TPS102 可與偏移電源供應器110 、112 串聯連接。TPS102 可經由第一偏移電源供應器110 及二極體114 與放大器104 之正電壓軌103 耦接及/或連接。另外，TPS102 可經由第二偏移電源供應器112 及二極體116 耦接及/或連接至放大器104 之負電壓軌105 。在一態樣中，偏移電源供應器110 、112 為將TPS102 之輸出增加或減小設定量的恆壓電源供應器。舉例而言，第一偏移電源供應器110 將正軌上之TPS102 的輸出增加正電壓量(例如，+1 V、+5 V、+25 V等)。換言之，第一偏移電源供應器110 將電力添加至正電壓軌103 上之TPS102 的輸出。作為另一實例，第二偏移電源供應器112 將負軌105 上之TPS102 的負輸出增加負電壓量(例如，-1 V、-5 V、-25 V等)。換言之，第二偏移電源供應器112 添加來自負電壓軌105 上之TPS102 之輸出的電力。
如所展示，第一偏移電源供應器110 與二極體114 連接及/或耦接。第一偏移電源供應器110 可與二極體114 之陽極串聯連接。二極體114 之陰極可與電容器118 耦接及/或連接。在一態樣中，電容器118 為旁路電容器。電容器118 可與接地118 串聯連接。電容器118 可具有任何合理的電容。電容器118 之電容可取決於TPS102 及/或放大器104 之大小。如所展示，二極體114 之陰極與功率放大器104 之正電源供應器輸入(例如，正軌103 )串聯連接。
如所展示，第二偏移電源供應器112 與二極體116 連接及/或耦接。第二偏移電源供應器112 可與二極體116 之陰極串聯連接。二極體116 之陽極可與電容器120 耦接及/或連接。在一態樣中，電容器120 為旁路電容器。電容器120 可與接地120 串聯連接。電容器120 可具有任何合理的電容。電容器120 之電容可取決於TPS102 及/或放大器104 之大小。如所展示，二極體116 之陽極與功率放大器104 之負電源供應器輸入(例如，負軌105 )串聯連接。
如所展示，功率放大器104 包含第一電晶體122 及第二電晶體124 。在一態樣中，功率放大器104 為線性功率放大器。該等電晶體122 、124 與各別二極體126 並聯連接。具體而言，電晶體122 具有各別二極體126a ，且電晶體124 具有各別二極體126b 。電晶體122 、124 可為功率放大器104 之級電晶體。舉例而言，電晶體122 、124 可為相反的級電晶體，使得電晶體122 、124 中之一者不產生功率，而另一電晶體產生功率。因此，電晶體122 、124 可各自在一個功率級中為放大器104 產生功率。功率放大器104 與負載106 串聯連接。負載106 可與接地108 耦接。雖然為易於解釋而未展示，但熟習本技藝者將瞭解，可存在與設備100 之部分中之每一者相關聯的電流、電壓及阻抗。舉例而言，負載106 可具有負載電流、負載電壓及負載阻抗。
在一態樣中，TPS102 將產生等於功率放大器104 之輸出電壓的電壓。在一態樣中，TPS102 將僅供應電力至功率放大器104 之作用中的電晶體(例如，電晶體122 、124 )。舉例而言，當負載106 電流為正時，電晶體122 將在作用中；且當負載106 電流為負時，電晶體124 將在作用中。在短路期間，二極體114 、116 防止任何電流在正軌103 及負軌105 兩者上沿同一方向流動。藉由允許電流僅在一個方向上流動，在短路情形或電流有限模式期間，僅電晶體122 、124 中之一者將傳導電流。
在一態樣中，當負載106 電流自正值切換至負值時，電晶體122 將停止傳導且二極體114 將斷開。另外，當二極體114 及電晶體122 斷開時，電容器118 將有效地與二極體114 及電晶體122 斷開連接。在一態樣中，電容器118 將保持充電至當負載106 電流達到零之時刻正電源軌具有的值Vs+ =Vload +ΔVoffset (由於VTPS =Vload )。另外，當負載106 電流自正轉變至負時，二極體114 及電容器118 可充當Vload +ΔVoffset 電壓之峰值偵測器。當負載106 電流變為負時，電流將開始流動通過電晶體124 及二極體116 。
在一態樣中，二極體114 防止在供應至負載106 之電流自正值切換至負值時發生短路。舉例而言，當負載106 電流自正值切換至負值時，通過二極體114 之電流將停止。另外，由於二極體114 之實體能力，如由熟習本技藝者將瞭解，二極體114 防止任何負電流行進通過二極體114 且到達TPS102 。因此，二極體114 藉由防止負電流自功率放大器104 經由正電壓軌103 流動至TPS102 來防止發生對TPS102 及功率放大器104 之任何損害。
在一態樣中，當負載106 電流自負值切換至正值時，電晶體124 將停止傳導且二極體116 將斷開。另外，當二極體116 及電晶體124 斷開時，電容器120 將有效地與二極體116 及電晶體124 斷開連接。在一態樣中，電容器120 將保持充電至當負載106 電流達到零之時刻負電源軌具有的值Vs- =Vload +ΔVoffset (由於VTPS =Vload )。另外，當負載106 電流自負轉變至正時，二極體116 及電容器120 可充當Vload +ΔVoffset 電壓之峰值偵測器。當負載106 電流變為正時，電流將開始流動通過電晶體122 及二極體114 。
在一態樣中，二極體116 防止在供應至負載106 之電流自負值切換至正值時發生短路。舉例而言，當負載106 電流自負值切換至正值時，通過二極體116 之電流將停止。另外，由於二極體116 之實體能力，如由熟習本技藝者將瞭解，二極體116 防止任何正電流行進通過二極體116 且到達TPS104 。因此，二極體116 藉由防止正電流自TPS102 經由負電壓軌105 流動至功率放大器104 來防止發生對TPS102 及功率放大器104 之任何損害。
圖 2 說明電壓及電流波形之實例圖200 。具體而言，電壓及電流波形200 說明在負載106 電壓在電晶體122 傳導(例如，存在正負載106 電流)之時刻之間單調地減小時的情境下，二極體114 如何斷開及接通。為了易於解釋，ΔVoffset 等於零，但熟習本技藝者將瞭解，ΔVoffset 可為任何值。如所展示，電晶體122 及二極體114 傳導負載106 電流，直至時間t1 。在時間t1 處，負載106 電流自正值變為負值。因此，在時間t1 處，二極體114 斷開且電容器118 將保持充有等於(Vload +ΔVoffset )(t1 )之電壓。電容器118 將保持充電，直至負載106 電流變為正之時間t2 。在一態樣中，因為(Vload +ΔVoffset )(t1 )高於Vload (t2 )，二極體114 保持斷開，且負載106 電流使電容器118 放電直至時間t3 ，所以當負載電壓等於(Vload +ΔVoffset )(t1 )時，二極體114 再次開始傳導。當此情形發生時，TPS102 開始提供負載106 電流且調變正電源軌。雖然為易於解釋，圖 2 係參考二極體114 、電容器118 及電晶體122 來描述，惟熟習本技藝者將瞭解，二極體116 、電容器120 及電晶體124 以類似方式操作，但切換電壓及電流之極性。
圖 3 說明電壓及電流波形之實例圖300 。具體而言，圖300 說明在負載106 電壓在電晶體122 傳導(例如，存在正負載106 電流)之時刻之間動態地改變時，二極體114 如何斷開及接通。如所展示，電晶體將傳導122 直至時間(t1 )。在時間(t1 )處，電晶體122 斷開，但二極體114 繼續運行。又，在時間(t1 )處，電晶體124 及二極體116 接通。自時間(t1 )直至時間(t2 )，由於Vload 及Vload +ΔVoffset 增加，因此二極體114 將對電容器118 進行充電。自時間(t2 )直至時間(t3 )，Vload +ΔVoffset 未達到高於(Vload +ΔVoffset )(t2 )之值，且VS+ 未改變。因此，自時間(t2 )直至時間(t3 )，二極體114 不傳導。在時間(t4)處，電晶體122 再次開始傳導，且二極體114 同樣開始傳導。雖然為易於解釋，圖 3 係參考二極體114 、電容器118 及電晶體122 來描述，惟熟習本技藝者將瞭解，二極體116 、電容器120 及電晶體124 以類似方式操作，但切換電壓及電流之極性。
圖 4 說明電壓及電流波形之實例圖400 。具體而言，圖400 說明在功率放大器驅動電阻式負載時產生短路之狀況下，二極體114 及116 如何接通及斷開。短路在(t1 )處發生，且短路電流經由二極體114 傳導直至負載電流由於功率放大器參考而改變方向之時刻(t2 )。自(t2 )直至(t4 )，短路電流通過二極體116 。在(t4 )處，功率放大器參考之正負號自負改變至正，且負載電流改變至正。二極體114 接著再次傳導短路電流。在(t5 )處，短路已被清除，且二極體114 傳導與輸出電壓(例如，電阻性負載)成比例之負載電流。為更好理解起見，展示諸如阻斷電壓之額外波形。
圖 5 說明電壓及電流波形之實例圖500 。具體而言，圖500 說明在功率放大器驅動電容式負載時產生短路之狀況下，二極體114 及116 如何接通及斷開。短路在(t1 )處發生，且短路電流經由二極體114 傳導，直至功率放大器達到零之時刻(t2 )。在(t3 )處，功率放大器電壓參考再次變為正，且短路電流由二極體114 傳導。在(t4 )處，短路已被清除，且設備開始在正常模式中操作。為更好理解起見，展示諸如阻斷電壓之額外波形。
圖 6 為設備600 之實例。在一態樣中，在短路及/或過載之情況下，設備600 保護功率放大器604 及/或追蹤電源供應器(TPS)602 。如所展示，設備600 具有TPS602 、功率放大器604 及負載606 。TPS602 與接地連接608 以及第一偏移電源供應器610 及第二偏移電源供應器612 連接。TPS602 可與偏移電源供應器610 、612 串聯連接。TPS602 可經由正電壓軌603 與第一偏移電源供應器610 耦接及/或連接。另外，TPS602 可經由負電壓軌605 耦接及/或連接至第二偏移電源供應器612 。在一態樣中，偏移電源供應器610 、612 為將TPS602 之輸出增加或減小設定量的恆壓電源供應器。舉例而言，第一偏移電源供應器610 將正軌603 上之TPS602 的輸出增加正電壓量(例如，+1 V、+5 V、+25 V等)。換言之，第一偏移電源供應器610 將電力添加至正電壓軌603 上之TPS602 的輸出。作為另一實例，第二偏移電源供應器612 將負軌605 上之TPS602 的負輸出增加負電壓量(例如，-1 V、-5 V、-25 V等)。換言之，第二偏移電源供應器612 添加來自負電壓軌605 上之TPS602 之輸出的電力。
如所展示，第一偏移電源供應器610 與開關614 連接及/或耦接。第一偏移電源供應器610 可與開關614 串聯連接。開關614 可與電容器618 耦接及/或連接。在一態樣中，電容器618 為去耦電容器。電容器618 可與接地608 串聯連接。電容器618 可具有任何合理的電容。電容器618 之電容可取決於TPS602 及/或放大器604 之大小。如所展示，開關614 與功率放大器604 之正電源供應器輸入(例如，正軌)串聯連接。
如所展示，第二偏移電源供應器612 與開關616 連接及/或耦接。第二偏移電源供應器612 可與開關616 串聯連接。開關616 可與電容器620 耦接及/或連接。在一態樣中，電容器620 為去耦電容器。電容器620 可與接地608 串聯連接。電容器620 可與接地608 串聯連接。電容器620 可具有任何合理的電容。電容器620 之電容可取決於TPS602 及/或放大器604 之大小。如所展示，開關616 與功率放大器604 之負電源供應器輸入(例如，負軌)串聯連接。
如所展示，功率放大器604 包含第一電晶體622 及第二電晶體624 。在一態樣中，功率放大器604 為線性功率放大器。該等電晶體622 、624 與各別二極體626 並聯連接。具體而言，電晶體622 具有各別二極體626a ，且電晶體624 具有各別二極體626b 。電晶體622 、624 可為功率放大器604 之級電晶體。舉例而言，電晶體622 、624 可為相反的級電晶體，使得電晶體622 、624 中之一者不產生功率，而另一電晶體產生功率。因此，電晶體622 、624 可各自在一個功率級中為放大器604 產生功率。功率放大器604 與負載606 串聯連接。負載606 可與接地608 耦接。雖然為易於解釋而未展示，但熟習本技藝者將瞭解，可存在與設備600 之部分中之每一者相關聯的電流、電壓及阻抗。舉例而言，負載606 可具有負載電流、負載電壓及負載阻抗。
在一態樣中，TPS602 將產生等於功率放大器604 之輸出電壓的電壓。在一態樣中，TPS602 將僅供應電力至功率放大器604 之作用中的級電晶體。舉例而言，當負載606 電流為正時，電晶體622 將在作用中；且當負載606 電流為負時，電晶體624 將在作用中。在短路期間，開關614 、616 防止任何電流在正軌603 及負軌605 兩者上沿同一方向流動。藉由允許電流僅在一個方向上流動，甚至在短路情形或電流有限模式中，僅電晶體622 、624 中之一者將傳導電流。
在一態樣中，開關614 、616 為可控制開關。舉例而言，根據負載606 電流之正負號產生用於開關之控制訊號。在一態樣中，用於開關614 、616 之控制邏輯包含負載電流量測及一組比較器。作為實例，當負載606 電流為正時，開關614 閉合且電晶體622 傳導。當電流為正時，開關616 切斷且電晶體624 不傳導。作為另一實例，當負載606 電流為正時，開關616 閉合且電晶體624 傳導。當電流為負時，開關614 切斷且電晶體622 不傳導。以此方式，類似於圖之二極體114 、116 ，開關614 、616 防止在短路事件期間經由二極體626 傳導電流 I。
在一態樣中，當負載606 電流自正值切換至負值時，電晶體622 將停止導電，且開關614 將切斷，從而防止任何電流流動通過開關614 。另外，當開關614 切斷且電晶體622 斷開時，電容器618 將有效地與開關614 及電晶體622 斷開連接。當負載606 電流變為負時，電流將開始流動通過電晶體624 及開關616 。
在一態樣中，開關614 防止在供應至負載606 之電流自正值切換至負值時發生短路。舉例而言，當負載606 電流自正值切換至負值時，開關614 切斷且電流將停止流動通過開關614 。因此，開關614 防止任何負電流行進通過開關614 且到達TPS602 。因此，開關614 藉由防止負電流自功率放大器604 經由正電壓軌603 流動至TPS602 來防止發生對TPS602 及功率放大器604 之任何損害。
在一態樣中，當負載606 電流自負值切換至正值時，電晶體624 將停止導電，且開關616 將切斷，從而防止任何電流流經開關616 。另外，當開關616 切斷且電晶體624 斷開時，電容器620 將有效地與開關614 及電晶體622 斷開連接。當負載606 電流變為正時，電流將開始流動通過電晶體622 及開關614 。
在一態樣中，開關616 防止在供應至負載606 之電流自負值切換至正值時發生短路。舉例而言，當負載606 電流自負值切換至正值時，開關616 切斷且電流將停止流動通過開關616 。因此，開關616 防止任何負電流行進通過開關616 且到達TPS602 。因此，開關616 藉由防止正電流自功率放大器604 經由負電壓軌605 流動至TPS602 來防止發生對TPS602 及功率放大器604 之任何損害。
圖 7 為例示性方法700 之流程圖。在710 處，將追蹤電源供應器(例如，TPS102 、602 )耦接至正電壓軌及負電壓軌。該追蹤電源供應器可經組態以產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出。
在720 處，將第一電壓偏移電源供應器(例如，偏移電壓電源供應器110 、112 、610 、612 )耦接至追蹤電源供應器及正電壓軌。第一電壓偏移電源供應器可與追蹤電源供應器輸出串聯連接。第一電壓偏移電源供應器可包含恆壓源。第一電壓偏移電源供應器可具有類似於第二電壓偏移電源供應器之輸出。
在730 處，將第二電壓偏移電源供應器(例如，偏移電壓電源供應器110 、112 、610 、612 )耦接至追蹤電源供應器及負電壓軌。第二電壓偏移電源供應器可與追蹤電源供應器輸出串聯連接。第二電壓偏移電源供應器可包含恆壓源。第二電壓偏移電源供應器可具有類似於第二電壓偏移電源供應器之輸出。
在740 處，將第一二極體(例如，二極體114 、116 )耦接至第一電壓偏移電源供應器之輸出，且耦接至線性功率放大器(例如，功率放大器104 、604 )之正電源供應器輸入。在一態樣中，二極體經組態以防止追蹤電源供應器、功率放大器或其兩者中之短路或過載事件。第一二極體可經組態以將來自第一電壓偏移電源供應器之輸出的電流傳導至線性功率放大器之正電源供應器輸入。
另外 ，可用開關(例如，開關614 、616 )替換第一二極體。舉例而言，第一開關可耦接至第一電壓偏移電源供應器之輸出且耦接至線性功率放大器之正電源供應器輸入。第一開關可經組態以在負載電流為正時閉合，以將來自第一電壓偏移電源供應器之輸出的電流傳導至線性功率放大器之正電源供應器輸入。
在750 處，將第二二極體(例如，二極體114 、116 )耦接至第二電壓偏移電源供應器之輸出且耦接至線性功率放大器(例如，功率放大器104 、604 )之負電源供應器輸入。在一態樣中，二極體經組態以防止追蹤電源供應器、功率放大器或其兩者中之短路或過載事件。第二二極體可經組態以將來自線性功率放大器之負電源供應器輸入的電流傳導至第二電壓偏移電壓電源供應器之輸出。第二開關經組態以在負載電流為負時閉合，以將來自線性功率放大器之負電源供應器輸入的電流傳導至第二電壓偏移電壓電源供應器之輸出。
另外，可用開關(例如，開關614 、616 )替換第二二極體。舉例而言，第二開關可耦接至第二電壓偏移電壓電源供應器之輸出且耦接至線性功率放大器之負電源供應器輸入。
在760 處，組態線性功率放大器以耦接至負載(例如，負載106 、606 )。另外，第一去耦電容器可耦接於正電壓軌與接地之間，且第二去耦電容器可耦接於負電壓軌與接地之間。第一去耦電容器可耦接於第一二極體與線性功率放大器之正電源供應器輸入之間。第二去耦電容器可耦接於第二二極體與線性功率放大器之負電源供應器輸入之間。
雖然已結合特定實例描述方法及系統，但並不意欲將範疇限於所記載之特定實例，因為本文中之實例在所有方面意欲為可能的實例而非限制性的。
除非另外明確陳述，否則決不希望本文中所記載之任何方法被詮釋為必需依特定次序執行其步驟。因此，在方法請求項實際上並不列舉其步驟將遵循之次序或並未在申請專利範圍或描述中另外特定地陳述該等步驟限於特定次序的情況下，絕不希望在任何方面推斷次序。此適用於解譯之任何可能的非表達基礎，包括：關於步驟排列或操作流程之配置的邏輯事項；源自文法組織或標點符號之普通含義；及說明書中所描述之實例的數目或類型。
熟習本技藝者將顯而易見，可在不脫離範圍或精神之情況下進行各種修改及變化。考慮本文中所描述之本說明書及實施，其他實例對於熟習本技藝者將為顯而易見的。意欲將本說明書及實例僅視為例示性的，其真正範圍及精神由以下申請專利範圍指示。
例示性具體例
具體例1：一種設備，其包含：一追蹤電源供應器，其經組態以產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出，其中該追蹤電源供應器耦接至一正電壓軌及一負電壓軌。一第一電壓偏移電源供應器可耦接至該追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌。一第二電壓偏移電源供應器可耦接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌。一第一二極體可耦接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入。一第二二極體可耦接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入。該線性功率放大器的一輸出經耦接至一負載。
具體例2：如具體例1之具體例，其中該追蹤電源供應器經組態以產生追蹤及/或遵循該線性功率放大器輸出之該追蹤電源供應器輸出。
具體例3：如具體例1或具體例2之具體例，其中該追蹤電源供應器輸出追蹤及/或遵循該線性功率放大器輸出。
具體例4：如具體例1至3中任一項之具體例，其中該第一二極體經組態以將來自該第一電壓偏移電源供應器之該輸出的電流傳導至該線性功率放大器之該正電源供應器輸入。
具體例5：如具體例1至4中任一項之具體例，其中該第二二極體經組態以將來自該線性功率放大器之該負電源供應器輸入的電流傳導至該第二電壓偏移電壓電源供應器之該輸出。
具體例6：如具體例1至5中任一項之具體例，其中該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器與該追蹤電源供應器輸出串聯連接。
具體例7：如具體例1至6中任一項之具體例，其中該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器為具有類似輸出之恆壓源。
具體例8：如具體例1至7中任一項之具體例，其進一步包括耦接於該正電壓軌與接地之間的一第一去耦電容器，及耦接於該負電壓軌與該接地之間的一第二去耦電容器。
具體例9：如具體例8之具體例，其中該第一去耦電容器耦接於該第一二極體與該線性功率放大器之該正電源供應器輸入之間。
具體例10：如具體例8至9中任一項之具體例，其中該第二去耦電容器耦接於該第二二極體與該線性功率放大器之該負電源供應器輸入之間。
具體例11：一種設備，其包含：一追蹤電源供應器，其產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出。該追蹤電源供應器可耦接至一正電壓軌及一負電壓軌。一第一電壓偏移電源供應器可耦接至該追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌。一第二電壓偏移電源供應器可耦接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌。一第一開關可耦接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入。一第二開關可耦接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入。該線性功率放大器的一輸出可耦接至具有一負載電流的一負載。
具體例12：如具體例11之具體例，其中該追蹤電源供應器經組態以產生追蹤及/或遵循該線性功率放大器輸出之該追蹤電源供應器輸出。
具體例13：如具體例11或具體例12之具體例，其中該追蹤電源供應器輸出追蹤及/或遵循該線性功率放大器輸出。
具體例14：如具體例11至13中任一項之具體例，其中該第一開關經組態以在該負載電流為正時閉合，以將來自該第一電壓偏移電源供應器之該輸出的電流傳導至該線性功率放大器之該正電源供應器輸入。
具體例15：如具體例11至14中任一項之具體例，其中該第二開關經組態以在該負載電流為負時閉合，以將來自該線性功率放大器之該負電源供應器輸入的電流傳導至該第二電壓偏移電壓電源供應器之該輸出。
具體例16：如具體例11至15中任一項之具體例，其中該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器與該追蹤電源供應器輸出串聯連接。
具體例17：如具體例11至16中任一項之具體例，其中該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器為具有類似輸出之恆壓源。
具體例18：如具體例11至17中任一項之具體例，其進一步包括耦接於該正電壓軌與接地之間的一第一去耦電容器，及耦接於該負電壓軌與該接地之間的一第二去耦電容器。
具體例19：如具體例18之具體例，其中該第一去耦電容器耦接於該第一開關與該線性功率放大器之該正電源供應器輸入之間。
具體例20：如具體例18至19中任一項之具體例，其中該第二去耦電容器耦接於該第二開關與該線性功率放大器之該負電源供應器輸入之間。
具體例21：一種方法，其包含：將一追蹤電源供應器耦接至一正電壓軌及一負電壓軌。該追蹤電源供應器可經組態以產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出。該方法亦包含將一第一電壓偏移電源供應器耦接至該追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌。該方法進一步包含將一第二電壓偏移電源供應器耦接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌。又，該方法包含將一第一二極體耦接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入。另外，該方法包含將一第二二極體耦接至該第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入。另外，該方法包含組態該線性功率放大器以耦接至一負載。
具體例22：如具體例21之具體例，其中該第一二極體經組態以將來自該第一電壓偏移電源供應器之該輸出的電流傳導至該線性功率放大器之該正電源供應器輸入。
具體例23：如具體例21至22中任一項之具體例，其中該第二二極體經組態以將來自該線性功率放大器之該負電源供應器輸入的電流傳導至該第二電壓偏移電壓電源供應器之該輸出。
具體例24：如具體例21至23中任一項之具體例，該方法進一步包括：將一第一去耦電容器耦接於該正電壓軌與接地之間，及將一第二去耦電容器耦接於該負電壓軌與該接地之間。
100:設備 102:追蹤電源供應器(TPS) 103:正(電壓)軌 104:(功率)放大器 105:負(電壓)軌 106:負載 108:接地連接/接地 110:(第一)偏移電源供應器/偏移電壓電源供應器 112:(第二)偏移電源供應器/偏移電壓電源供應器 114:二極體 116:二極體 118:電容器 120:電容器 122:(第一)電晶體 124:(第二)電晶體 126:二極體 126a:二極體 126b:二極體 200:電壓及電流波形之圖/電壓及電流波形 300:電壓及電流波形之圖 400:電壓及電流波形之圖 500:電壓及電流波形之圖 600:設備 602:追蹤電源供應器(TPS) 603:正(電壓)軌 604:(功率)放大器 605:負(電壓)軌 606:負載 608:接地連接/接地 610:(第一)偏移電源供應器/偏移電壓電源供應器 612:(第二)偏移電源供應器/偏移電壓電源供應器 614:開關 616:開關 618:電容器 620:電容器 622:(第一)電晶體 624:(第一)電晶體 626:二極體 626a:二極體 626b:二極體 700:方法 710~760:步驟 t1:時間 t2:時間 t3:時間 t4:時間
併入和構成一部分本說明書的附圖為展示實例，並連同描述一起用以解釋方法及系統之原理： 圖1為設備之實例； 圖2為電壓及電流波形之實例圖； 圖3為電壓及電流波形之實例圖； 圖4為電壓及電流波形之實例圖； 圖5為電壓及電流波形之實例圖； 圖6為設備之實例；及 圖7為例示性方法之流程圖。
100:設備
102:追蹤電源供應器(TPS)
103:正(電壓)軌
104:(功率)放大器
105:負(電壓)軌
106:負載
108:接地連接/接地
110:(第一)偏移電源供應器/偏移電壓電源供應器
112:(第二)偏移電源供應器/偏移電壓電源供應器
114:二極體
116:二極體
118:電容器
120:電容器
122:(第一)電晶體
124:(第二)電晶體
126a:二極體
126b:二極體

Claims (20)

  1. 一種設備，其包含： 一追蹤電源供應器，其經組態以產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出，其中該追蹤電源供應器耦接至一正電壓軌及一負電壓軌； 一第一電壓偏移電源供應器，其耦接至該追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌； 一第二電壓偏移電源供應器，其耦接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌； 一第一二極體，其耦接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入； 一第二二極體，其耦接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入；及 該線性功率放大器的一輸出經耦接至一負載。
  2. 如請求項1所述之設備，其中，該第一二極體經組態以將來自該第一電壓偏移電源供應器之該輸出的電流傳導至該線性功率放大器之該正電源供應器輸入。
  3. 如請求項1所述之設備，其中，該第二二極體經組態以將來自該線性功率放大器之該負電源供應器輸入的電流傳導至該第二電壓偏移電壓電源供應器之該輸出。
  4. 如請求項1所述之設備，其中，該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器與該追蹤電源供應器輸出串聯連接。
  5. 如請求項1所述之設備，其中，該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器為具有類似輸出之恆壓源。
  6. 如請求項1所述之設備，其進一步包含耦接於該正電壓軌與接地之間的一第一去耦電容器、及耦接於該負電壓軌與該接地之間的一第二去耦電容器。
  7. 如請求項6所述之設備，其中，該第一去耦電容器耦接於該第一二極體與該線性功率放大器之該正電源供應器輸入之間。
  8. 如請求項6所述之設備，其中，該第二去耦電容器耦接於該第二二極體與該線性功率放大器之該負電源供應器輸入之間。
  9. 一種設備，其包含： 一追蹤電源供應器，其產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出，其中該追蹤電源供應器耦接至一正電壓軌及一負電壓軌； 一第一電壓偏移電源供應器，其耦接至該追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌； 一第二電壓偏移電源供應器，其耦接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌； 一第一開關，其耦接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入； 一第二開關，其耦接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入；及 該線性功率放大器的一輸出，該輸出耦接至具有一負載電流的一負載。
  10. 如請求項9所述之設備，其中，該第一開關經組態以在該負載電流為正時閉合，以將來自該第一電壓偏移電源供應器之該輸出的電流傳導至該線性功率放大器之該正電源供應器輸入。
  11. 如請求項9所述之設備，其中，該第二開關經組態以在該負載電流為負時閉合，以將來自該線性功率放大器之該負電源供應器輸入的電流傳導至該第二電壓偏移電壓電源供應器之該輸出。
  12. 如請求項9所述之設備，其中，該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器與該追蹤電源供應器輸出串聯連接。
  13. 如請求項9所述之設備，其中，該第一電壓偏移電源供應器及該第二電壓偏移電源供應器為具有類似輸出之恆壓源。
  14. 如請求項9所述之設備，其進一步包含耦接於該正電壓軌與接地之間的一第一去耦電容器、及耦接於該負電壓軌與該接地之間的一第二去耦電容器。
  15. 如請求項14所述之設備，其中，該第一去耦電容器耦接於該第一開關與該線性功率放大器之該正電源供應器輸入之間。
  16. 如請求項14所述之設備，其中，該第二去耦電容器耦接於該第二開關與該線性功率放大器之該負電源供應器輸入之間。
  17. 一種方法，其包含以下步驟： 將一追蹤電源供應器耦接至一正電壓軌及一負電壓軌，其中該追蹤電源供應器經組態以產生類似於一線性功率放大器輸出的一追蹤電源供應器輸出； 將一第一電壓偏移電源供應器耦接至該追蹤電源供應器輸出及該正電壓軌； 將一第二電壓偏移電源供應器耦接至該追蹤電源供應器輸出及該負電壓軌； 將一第一二極體耦接至該第一電壓偏移電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一正電源供應器輸入； 將一第二二極體耦接至第二電壓偏移電壓電源供應器的一輸出且耦接至該線性功率放大器的一負電源供應器輸入；及 組態該線性功率放大器以耦接至一負載。
  18. 如請求項17所述之方法，其中，該第一二極體經組態以將來自該第一電壓偏移電源供應器之該輸出的電流傳導至該線性功率放大器之該正電源供應器輸入。
  19. 如請求項17所述之方法，其中，該第二二極體經組態以將來自該線性功率放大器之該負電源供應器輸入的電流傳導至該第二電壓偏移電壓電源供應器之該輸出。
  20. 如請求項17所述之方法，其進一步包含以下步驟： 將一第一去耦電容器耦接於該正電壓軌與接地之間，及 將一第二去耦電容器耦接於該負電壓軌與該接地之間。
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