一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路及方法，该电路包括系统供电模块、功率耦合模块、RFIC LDO模块、虚拟电流节点和功率放大器；虚拟电流节点的一端与功率放大器连接，另一端分别与系统供电模块和RFIC LDO模块连接；功率耦合模块与RFIC LDO模块连接；功率耦合模块用于耦合目标信道上的发射功率，并将耦合到的电磁波输送至RFIC LDO模块；RFIC LDO模块用于将电磁波处理成直流信号；虚拟电流节点用于根据发射功率与直流信号的差值调整系统供电模块输出给功率放大器的供电电压。本发明专利技术通过采用耦合电磁波补偿功率放大器偏压的方式，使得功率放大器从系统供电模块的抽电量减少，从而有效降低了功率放大器工作时的功耗，延长移动终端的待机和续航时长。

A circuit and method of RF power reduction based on power supply optimization of power amplifier

【技术实现步骤摘要】
一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路及方法
本专利技术涉及射频电路
，尤其涉及一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路及方法。
技术介绍
随着科技的进步和移动终端的发展，HPUE技术和MIMO技术成为了当前通信领域热门的话题，越来越得到人们的青睐。MIMO技术，即Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出技术，也就是多天线技术。它是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。HPUE技术，即HighPowerUE，高功率用户终端技术，该技术主要提升4G、5G网络下弱信号环境上网体验，简单来说就是解决LTE/5G网络上传下载信号功率不对等导致的弱覆盖地区的信号问题。HPUE技术在国内主要被用于移动的B41频段，从而提升TD-LTE终端用户上行感知体验。目前，上述技术应用在各类移动终端中已变得越来越广泛，而这些技术的增加，导致了移动终端的功耗越来越大。现有降低射频功耗的方案是采用APT/ET技术为PA(PowerAMP1927335lifier，功率放大器)供电，现有方案的结构框图如图1所示。其中，APT(平均功率跟踪技术)和ET(包络跟踪)是终端上常用的有两种PA的省电技术。但即使采用这种方案，市面上HPUE终端全功率下的电流仍可以达到600mA，全功率下的2*2TXMIMO终端发射电流甚至可达到1000mA，而射频PATX(发射端)的高功耗，势必会加速电池的放电过程，从而直接影响终端的待机时间，给用户带来不好的使用体验。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路及方法，以解决现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路，包括系统供电模块、功率耦合模块、RFICLDO模块、虚拟电流节点和功率放大器；所述虚拟电流节点的一端与所述功率放大器连接，另一端分别与所述系统供电模块和所述RFICLDO模块连接；所述功率耦合模块与所述RFICLDO模块连接；所述功率耦合模块用于耦合目标信道上的发射功率，并将耦合到的电磁波输送至所述RFICLDO模块；所述RFICLDO模块用于将所述功率耦合模块耦合到的电磁波处理成直流信号，并将所述直流信号反馈至所述虚拟电流节点；所述虚拟电流节点用于将所述RFICLDO模块反馈的所述直流信号输出给所述功率放大器，并根据所述发射功率与所述直流信号的差值调整所述系统供电模块输出给所述功率放大器的供电电压，使得所述功率放大器的偏压供电一部分来自所述系统供电模块，另一部分来自所述功率耦合模块。进一步地，所述基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路中，所述功率耦合模块由若干并联的DPDT耦合器组成，每一所述DPDT耦合器的输出端连接于所述RFICLDO模块。进一步地，所述基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路中，所述RFICLDO模块包括依次连接的整流电路、稳压电路、高电源抑制比低压差线性稳压器、带隙基准源以及过流与短路保护电路；所述整流电路的输入端与每一所述DPDT耦合器的输出端连接，用于将每一所述DPDT耦合器到的电磁波整流成直流电；所述稳压电路的输入端与所述整流电路的输出端连接，用于将所述整流电路输出的直流电进行稳压并输出给所述高电源抑制比低压差线性稳压器；所述高电源抑制比低压差线性稳压器的输入端与所述稳压电路的输出端连接，用于根据所述功率放大器的偏置电压调节稳压后的直流电并输出；所述带隙基准源的输入端与所述高电源抑制比低压差线性稳压器的输出端连接，用于作为基准，将所述高电源抑制比低压差线性稳压器输出的直流电转换成恒定电流，为所述功率放大器提供直流偏置电压。所述过流与短路保护电路用于对所述RFICLDO模块进行过流与短路的保护。进一步地，所述基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路中，所述RFICLDO模块还包括ESD保护电路；所述ESD保护电路连接于所述功率耦合模块和所述整流电路之间，用于去除所述功率耦合模块耦合到的电磁波的浪涌。进一步地，所述基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路中，所述整流电路为七阶桥式整流电路。进一步地，所述基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路中，所述稳压电路为串联反馈型稳压电路，由基准电压源、电荷泵、比较放大器以及取样电路组成。第二方面，本专利技术实施例提供一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗方法，采用如第一方面所述的基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路执行，所述方法包括：所述功率耦合模块耦合目标信道上的发射功率，并将耦合到的电磁波输送至所述RFICLDO模块；所述RFICLDO模块将所述功率耦合模块耦合到的电磁波处理成直流信号，并将所述直流信号反馈至所述虚拟电流节点；所述虚拟电流节点计算所述发射功率与所述直流信号的差值，并将所述差值输出至所述系统供电模块；所述系统供电模块根据所述差值调整输出给所述功率放大器的供电电压；所述虚拟电流节点将所述RFICLDO模块反馈的所述直流信号以及所述系统供电模块输出供电电压一同输出给所述功率放大器，使得所述功率放大器的偏压供电一部分来自所述系统供电模块，另一部分来自所述功率耦合模块。本专利技术实施例提供的一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路及方法，通过采用耦合电磁波补偿功率放大器偏压的方式优化了功率放大器供电网络，使得功率放大器从系统供电模块的抽电量减少，从而有效降低了功率放大器工作时的功耗，延长移动终端的待机和续航时长。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是现有技术中降低射频功耗方案的结构框图；图2是本专利技术实施例提供的一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路的结构框图；图3是本专利技术实施例中功率耦合模块的示意图；图4是本专利技术实施例中phaseII或phaseIII功率耦合模块的示意图；图5是本专利技术实施例中XMSSJR3G0BA_QPM8870功率耦合模块的示意图；图6是本专利技术实施例中XMSSJR3G0BA_QPM8820功率耦合模块的示意图；图7是本专利技术实施例中FI168K4625E1-T功率耦合模块的示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路的具体结构框图；图9是本专利技术实施例中输出电压与阶数的关系示意图；图10是本专利技术实施例中的串联反馈型稳压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路，其特征在于，包括系统供电模块、功率耦合模块、RFIC LDO模块、虚拟电流节点和功率放大器；/n所述虚拟电流节点的一端与所述功率放大器连接，另一端分别与所述系统供电模块和所述RFIC LDO模块连接；所述功率耦合模块与所述RFIC LDO模块连接；/n所述功率耦合模块用于耦合目标信道上的发射功率，并将耦合到的电磁波输送至所述RFIC LDO模块；/n所述RFIC LDO模块用于将所述功率耦合模块耦合到的电磁波处理成直流信号，并将所述直流信号反馈至所述虚拟电流节点；/n所述虚拟电流节点用于将所述RFIC LDO模块反馈的所述直流信号输出给所述功率放大器，并根据所述发射功率与所述直流信号的差值调整所述系统供电模块输出给所述功率放大器的供电电压，使得所述功率放大器的偏压供电一部分来自所述系统供电模块，另一部分来自所述功率耦合模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路，其特征在于，包括系统供电模块、功率耦合模块、RFICLDO模块、虚拟电流节点和功率放大器；
所述虚拟电流节点的一端与所述功率放大器连接，另一端分别与所述系统供电模块和所述RFICLDO模块连接；所述功率耦合模块与所述RFICLDO模块连接；
所述功率耦合模块用于耦合目标信道上的发射功率，并将耦合到的电磁波输送至所述RFICLDO模块；
所述RFICLDO模块用于将所述功率耦合模块耦合到的电磁波处理成直流信号，并将所述直流信号反馈至所述虚拟电流节点；
所述虚拟电流节点用于将所述RFICLDO模块反馈的所述直流信号输出给所述功率放大器，并根据所述发射功率与所述直流信号的差值调整所述系统供电模块输出给所述功率放大器的供电电压，使得所述功率放大器的偏压供电一部分来自所述系统供电模块，另一部分来自所述功率耦合模块。


2.根据权利要求1所述的基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路，其特征在于，所述功率耦合模块由若干并联的DPDT耦合器组成，每一所述DPDT耦合器的输出端连接于所述RFICLDO模块。


3.根据权利要求2所述的基于功率放大器供电优化的射频降功耗电路，其特征在于，所述RFICLDO模块包括依次连接的整流电路、稳压电路、高电源抑制比低压差线性稳压器、带隙基准源以及过流与短路保护电路；
所述整流电路的输入端与每一所述DPDT耦合器的输出端连接，用于将每一所述DPDT耦合器到的电磁波整流成直流电；
所述稳压电路的输入端与所述整流电路的输出端连接，用于将所述整流电路输出的直流电进行稳压并输出给所述高电源抑制比低压差线性稳压器；
所述高电源抑制比低压差线性稳压器的输入端与所述稳压电路的输出端连接，用于根据所述功率放大器的偏置电压调节稳压后的直流电并输出；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，
申请(专利权)人：上海创功通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31