电源电路制造技术

本发明专利技术提供一种电源电路，在进行宽频带无线通信的发送机中使用、使电源变换效率提高并降低电压电平切换的过渡时间的影响、能够改善输出信号的失真特性。具备：推挽放大部，将输入信号以推挽放大方式放大；可变电源部，通过控制信号使提供给上述推挽放大部的电源电压的电压电平可变；开关控制部(83')，基于输入信号输出对电源电压的电压电平进行控制的控制信号；定时控制部(121)，使输入信号延迟特定的时间；开关控制部(83')在控制信号的上升的情况下，在相对于定时控制部(121)的延迟时间早与电压电平切换的过渡时间相对应的定时使控制信号上升，在下降的情况下在延迟时间的定时使控制信号下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源电路
本专利技术涉及在以宽频带(日语：帯域)的高频信号进行无线通信的发送机的功率放大器中使用的电源电路，特别涉及能够使功率变换效率提高的电源电路。
技术介绍
作为对发送机的功率放大器的要求，因为设置场所的制约及安设成本的降低，强烈地要求小型轻量化。在装置的体积、重量中，用来将通过功率损失产生的热散热的散热风扇占有较多，而通过改善功率效率，能够使散热风扇变小，有利于小型轻量化。[改善功率效率的功率放大器：图12]作为改善功率效率的方法，有相应于被输入至功率放大器的信号的电压振幅来控制对功率放大器施加的电源电压的ET(包络跟踪、EnvelopTracking)方式、或使饱和型的功率放大器的电源电压变动的EER(包络消除与恢复、EnvelopEliminationandRestoration)方式。使用图12对ET方式及EER方式的功率放大器进行说明。图12中(a)是表示ET方式的功率放大器的概略结构图，图12中(b)是表示EER方式的功率放大器的概略结构图。[ET方式的功率放大器：图12中(a)]如图12中(a)所示，ET方式的功率放大器具备输入端子1、分配器2、包络线检波器3、电源电路4、主放大器6和输出端子7。具体而言，构成为输入端子1、分配器2、主放大器6和输出端子7串联地连接，在分配器2上连接包络线检波器3、在包络线检波器3上连接电源电路4、电源电路4连接在主放大器6上而供给电源。在ET方式中，将从输入端子1输入的RF信号用分配器2分配，将一方输入到包络线检波器3中而提取包络线，并输入至电源电路4。电源电路4使施加在主放大器6的电源电压以与主放大器6的输出的包络线等同或稍大的电压变动。因而，施加在主放大器6的电源电压与输出信号振幅的差被抑制得较小，主放大器6能够在功率损失较小的区域中动作。[EER方式的功率放大器：图12中(b)]如图12中(b)所示，EER方式的功率放大器具备输入端子1、分配器2、包络线检波器3、电源电路4、RF限幅放大器5、主放大器6和输出端子7。即，在分配器2与主放大器6之间设置RF限幅放大器5来限制向主放大器6的输入电压这一点与图12中(a)所示的ET方式的功率放大器不同。并且，在上述结构的EER方式的功率放大器中，从输入端子1输入的RF信号被分配器2分配，一方由包络线检波器3检波，将包络线信号向电源电路4输入。并且，电源电路4使主放大器6的电源电压按照包络线信号变动。由分配器2分配的另一方的RF信号被RF限幅放大器5将振幅变动部分除去，一边仅保持相位信息一边被主放大器6放大。由于主放大器6的电源电压按照来自包络线检波器3的振幅信息而变动，所以振幅信息被复原，主放大器6总是以饱和状态动作，所以为高效率。[能够高速动作的电源电路：图13]在考虑ET方式及EER方式的功率放大器整体的效率的情况下，不仅主放大器6，电源电路4的效率也变得重要。W－CDMA(宽带码分多址、Wideband－CodeDivisionMultipleAccess)信号及OFDM(正交频分复用、OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)信号那样的宽频带信号的包络线信号的频带较宽，电源电路4需要高速动作。作为高速动作的电源电路，例如记载于非专利文献1及非专利文献2中(参照非专利文献1、2)。在高速动作的电源电路中，有使用推挽放大器作为线形放大电路、使用D类电路(classDcircuit)作为DC/DC变换器的结构。使用图13对这样的电源电路的结构例进行说明。图13是表示高速动作的电源电路的例子的结构图。如图13所示，高速动作的电源电路(高速动作用电源电路)主要由输入端子8、作为宽频带的电压源的推挽放大器12、作为控制电路的电流检测器25及迟滞比较器(滞后比较器、hysteresiscomparator)26、高效率的DC/DC变换器11和输出端子9构成。另外，推挽放大器12相当于权利要求书中记载的推挽放大部。并且，输入端子8连接在图12所示的包络线检波器3的输出级，输出端子9连接在图12所示的主放大器6的电源端子上。电流检测器25例如由电阻构成。此外，DC/DC变换器11具备电压电源、开关元件13、二极管14和电感15。关于推挽放大器12在后面叙述。[DC/DC变换器11的动作]对DC/DC变换器11的动作简单地说明。在包络线检波器3的输出是DC成分的情况下，DC/DC变换器11以追随模式动作，将开关元件13以自激(自励)频率周期性地接通(开启)/断开(关闭)。此外，如果包络线检波器3的输出为DC成分和较高频率的AC成分，则DC/DC变换器11在非追随模式(non-following)下动作，通过以AC高频成分为基本的频率将开关元件13接通(开启)/断开(关闭)。此时，DC/DC变换器11仅输出DC成分，将较高频率的AC成分从推挽放大器12输出。[电源电路的效率]在图13所示的高速动作用电源电路中，可以考虑通过使自激频率变高以增加能够追随的AC成分、即通过增加从高效率的DC/DC变换器11输出的能量的比例，来尝试电源电路的高效率化。但是，在WiMAX(微波存取全球互通、WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)或LTE(长期演进、LongTermEvolution)等的宽频带的通信系统中，由于包络线也为宽频带，所以如果提高DC/DC变换器11的开关频率，则开关损失变大，电源电路的效率下降。所以，通过设定适当的电路常数，在WiMAX或LTE等的宽频带的通信系统中，将频率较低的AC成分从效率较高的DC/DC变换器11供给，将频率较高的AC成分从推挽放大器12供给。[电源电路的对大电流的对应]可是，在主放大器6的输出功率较大的情况下，需要从电源电路4供给许多电流。在图13的高速动作用电源电路中，在DC/DC变换器11中，作为开关元件13、二极管14、电感15，只要选择流过需要的电流的零件就可以。但是，关于在推挽放大器12中使用的运算放大器，不是一般流过大电流的零件。所以，在运算放大器的输出上连接NPN晶体管和PNP晶体管，增加了能够输出的电流的容量。[推挽放大器的结构：图13]接着，使用图13对以往的高速动作用电源电路的推挽放大器(以往的推挽放大器)的结构进行说明。如图13所示，以往的推挽放大器12由运算放大器16、构成偏置电路的电阻器19、二极管20、二极管21、电阻器22、推挽电路的NPN晶体管17、PNP晶体管18、直流电压源23和直流电压源24构成。并且，在上述结构的推挽放大器12中，输入信号经过输入端子8被输入给运算放大器16的+端子，将输出信号向运算放大器的－端子反馈。二极管20是用来补偿NPN晶体管17的基极间的电压下降的，二极管21是用来补偿PNP晶体管18的基极-发射极间的电压下降的，且与电阻器19、电阻器22一起构成偏置电路。连接在电压值被设定为比直流电压源24高的直流电压源23上的NPN晶体管17、和连接在电压值被设定为比直流电压源23低的直流电压源24上的PNP晶体管18通过推挽动作进行放大。并且，NPN晶体管17输出比基准电压高的电压，PNP晶体管18输出比基准电压低的电压。NPN晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源电路，被用于功率放大，其特征在于，具备：推挽放大部，将输入信号以推挽放大方式放大；可变电源部，通过控制信号使提供给上述推挽放大部的电源电压的电压电平可变；定时调整部，使被输入至上述推挽放大部的输入信号延迟；以及控制部，基于上述输入信号，输出对电源电压的电压电平进行控制的控制信号；上述控制部在上述控制信号的上升的情况下，在相对于上述定时调整部的延迟时间早与电压电平切换的过渡时间相对应的定时使控制信号上升，在上述控制信号的下降的情况下，在上述延迟时间的定时使控制信号下降。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.25 JP 2011-2575021.一种电源电路，被用于功率放大，其特征在于，具备：推挽放大部，将输入信号以推挽放大方式放大；可变电源部，通过控制信号使提供给上述推挽放大部的电源电压的电压电平可变；定时调整部，使被输入至上述推挽放大部的输入信号延迟；以及控制部，基于上述输入信号，输出对电源电压的电压电平进行控制的控制信号；上述控制部在上述控制信号的上升的情况下，在相对于上述定时调整部的延迟时间早与电压电平切换的过渡时间相对应的时间量的定时使控制信号上升，在上述控制信号的下降的情况下，在上述延迟时间的定时使控制信号下降。2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，控制部对应于控制信号的上升及下降的电压电平切换，将从定时调整部的延迟时间减去过渡时间后得到的时间作为定时延迟时间进行存储；在控制信号的上升的情况下，在从输入信号达到上述电压电平切换的阈值的定时开始延迟了相当于上述定时延迟时间的定时使上述控制信号上升。3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，控制部存储有与控制信号切换到上升相对应的电压电平的过渡的斜率；在上述控制信号的上升的情况下，基于检测出的输入信号和上述斜率，计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：永作俊幸，中村学，伊藤太造，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：日本;JP