开关变压器和包括开关变压器的电子系统技术方案

提供了开关变压器和包括开关变压器的电子系统。一种开关变压器，包括：驱动放大器，所述驱动放大器被配置为通过放大源信号来输出输入信号；初级电路，所述初级电路包括初级电感器组、初级开关和第一初级连接线，所述初级电感器组被配置为在第一初级输入/输出端子处接收所述输入信号，所述初级开关被配置为基于第一开关操作来调节所述初级电感器组的电感，并且所述第一初级连接线被配置为将所述第一初级输入/输出端子电连接到所述初级开关的第一端；以及次级电路，所述次级电路被配置为与所述第一初级连接线和所述初级电感器组中的至少一个初级电感器相互电磁耦合。至少一个初级电感器相互电磁耦合。至少一个初级电感器相互电磁耦合。

【技术实现步骤摘要】
开关变压器和包括开关变压器的电子系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2019
‑
0130187和于2020年6月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2020
‑
0072600的权益，通过引用将这些申请的全部公开内容并入本文。


[0003]示例实施例涉及开关变压器，更具体地，涉及在用于无线通信的发射器和/或接收器中使用的开关变压器。

技术介绍

[0004]变压器可以经由由在初级线圈和次级线圈中流动的交变电流产生的磁通量，以一定的耦合系数将初级电路电磁耦合至次级电路。
[0005]随着封装价格增加，用于无线移动通信的射频集成电路(RFIC)的芯片尺寸越来越小。另一个考虑因素是用于无线移动通信的RFIC能够以低功率产生所需的输出。近来，随着移动通信从第三代(3G)演进到长期演进(LTE)再到第五代(5G)，RFIC芯片的尺寸已经增大到即使在具有高峰均功率比(PAPR)的信号特性的情况下也能保持高功率效率。
[0006]用于无线通信的RFIC可以包括支持5G的变压器和支持不同频率的多条链路(例如，射频(RF)链路)。
[0007]根据相关技术，RFIC可以通过控制输出端子处的变压器的电容以使其具有目标频率范围来获得目标带宽。然而，这样的RFIC只能获得有限的带宽。此外，由于难以控制变压器的电感，因此负载大小是固定的，从而降低了功率效率。
[0008]可以减小变压器的电感或电容以增加带宽，但是在减小驱动放大器的漏极的电容和寄生电容方面存在结构上的限制。
[0009]可以在变压器的电感器之间提供开关以减小电感。然而，发射器具有大的输出功率，线性度对于发射器很重要，并且随着加工尺寸减小，实现发射器更加困难。因此，难以在现有结构中在电感器之间提供开关。例如，开关的可靠性可能由于大的输出功率而降低。此外，当发射器的变压器包括开关时，磁通量可能会由于该开关而损失，并且耦合系数可能会减小。

技术实现思路

[0010]示例实施例提供了一种开关变压器以及包括所述开关变压器的电子系统，所述开关变压器包括具有间位结构以增大初级电路和次级电路之间的耦合系数的连接线。
[0011]示例实施例还提供了一种开关变压器以及包括所述开关变压器的电子系统，所述开关变压器包括具有多个晶体管的开关，所述多个晶体管通过其源极/漏极端子彼此串联连接以增加所述开关的可靠性。
[0012]示例实施例还提供了一种开关变压器以及包括所述开关变压器的电子设备，所述
开关变压器能够使分别连接到驱动放大器的输入和输出端子的电路之间的阻抗匹配。
[0013]根据示例实施例，提供了一种开关变压器，包括：驱动放大器，所述驱动放大器被配置为通过放大源信号来输出输入信号；初级电路，所述初级电路包括初级电感器组、初级开关和第一初级连接线，所述初级电感器组被配置为在第一初级输入/输出端子处接收所述输入信号，所述初级开关被配置为基于第一开关操作来调节所述初级电感器组的电感，并且所述第一初级连接线被配置为将所述第一初级输入/输出端子电连接到所述初级开关的第一端；以及次级电路，所述次级电路被配置为与所述第一初级连接线和所述初级电感器组中的至少一个初级电感器相互电磁耦合。
[0014]根据示例实施例，提供了一种电子系统，包括：混频器，所述混频器被配置为基于频率变换输出源信号；驱动放大器，所述驱动放大器被配置为通过放大所述源信号来输出输入信号；驱动输入电路，所述驱动输入电路包括输入电容器、输入电感器组和输入开关，并且电连接到所述驱动放大器的输入端子，所述输入开关被配置为基于第一开关操作来调节所述输入电感器组的电感；初级电路，所述初级电路包括初级电感器组、初级开关和第一初级连接线，所述初级电感器组被配置为在第一初级输入/输出端子处接收所述输入信号，所述初级开关被配置为基于第二开关操作调节所述初级电感器组的电感，并且所述第一初级连接线被配置为将所述第一初级输入/输出端子电连接到所述初级开关的第一端；以及处理电路，所述处理电路被配置为控制所述第一开关操作和所述第二开关操作。
[0015]根据示例实施例，提供了一种电子系统，包括：初级电路，所述初级电路包括初级电感器组、初级开关和初级连接线，所述初级电感器组被配置为在初级输入/输出端子处接收输入信号，所述初级开关被配置为基于第一开关操作来调节所述初级电感器组的电感，并且所述初级连接线被配置为将所述初级输入/输出端子电连接到所述初级开关的一端；次级电路，所述次级电路包括次级电感器组、次级开关和次级连接线，所述次级电路与所述初级连接线和所述初级电感器组中的至少一个初级电感器相互电磁耦合，所述次级电感器组被配置为将从所述初级电路感应到的信号输出到与负载电连接的次级输入/输出端子，所述次级开关被配置为基于第二开关操作来调节所述次级电感器组的电感，并且所述次级连接线被配置为将所述次级输入/输出端子电连接到所述次级开关的一端；以及处理电路，所述处理电路被配置为基于所述输入信号的频率和所述负载的大小中的至少一者来控制所述第一开关操作和所述第二开关操作中的至少一者。
附图说明
[0016]通过结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解示例实施例，在附图中：
[0017]图1是用于描述根据示例实施例的射频集成电路(RFIC)的框图；
[0018]图2是描述根据示例实施例的开关变压器模块的电路图；
[0019]图3A和图3B是用于描述根据示例实施例的输入开关的开关操作的电路图；
[0020]图4是用于描述根据示例实施例的开关变压器电路的框图；
[0021]图5是用于描述根据示例实施例的开关变压器电路的电路图；
[0022]图6A和图6B是用于描述根据示例实施例的初级电路的图；
[0023]图7是根据示例实施例的堆叠开关的电路图；
[0024]图8A和图8B是用于描述根据示例实施例的次级电路的图；
[0025]图9A和图9B是用于描述与图8A和图8B相比还包括次级连接线的次级电路的图；
[0026]图10A至图11B是用于描述根据示例实施例的初级电路和次级电路的图；
[0027]图12A至图12D是根据示例实施例的在初级开关操作中的初级电路的电路图和在次级开关操作中的次级电路的电路图；
[0028]图13是根据示例实施例的通信设备的框图。
具体实施方式
[0029]在下文中，将参照附图详细描述示例实施例。
[0030]图1是用于描述根据示例实施例的射频集成电路(RFIC)的框图。
[0031]参照图1，电子系统1000可以包括开关变压器模块1、滤波器2、混频器3、锁相环(PLL)4和/或负载5。开关变压器模块1可以包括多个开关，例如，输入开关SW0、初级开关SW1和/或次级开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关变压器，包括：驱动放大器，所述驱动放大器被配置为通过放大源信号来输出输入信号；初级电路，所述初级电路包括初级电感器组、初级开关和第一初级连接线，所述初级电感器组被配置为在第一初级输入/输出端子处接收所述输入信号，所述初级开关被配置为基于第一开关操作来调节所述初级电感器组的电感，并且所述第一初级连接线被配置为将所述第一初级输入/输出端子电连接到所述初级开关的第一端；以及次级电路，所述次级电路被配置为与所述第一初级连接线和所述初级电感器组中的至少一个初级电感器相互电磁耦合。2.根据权利要求1所述的开关变压器，还包括：处理电路，所述处理电路被配置为通过以下方式控制所述第一开关操作：基于所述输入信号的频率小于频率值，控制所述初级开关使其断开，以及基于所述输入信号的所述频率大于或等于所述频率值，控制所述初级开关使其闭合。3.根据权利要求2所述的开关变压器，其中，所述的控制所述初级开关使其断开使得所述初级电感器组的电感增大，并且所述的控制所述初级开关使其闭合使得所述初级电感器组的所述电感减小。4.根据权利要求2所述的开关变压器，还包括：初级电容器，其中，所述第一初级输入/输出端子是被配置为接收所述输入信号的多个初级输入/输出端子中的一个初级输入/输出端子，所述初级电容器并联连接到所述多个初级输入/输出端子，并且所述处理电路被配置为基于所述输入信号的所述频率来控制所述初级电容器的电容，使得所述初级电容器和所述初级电路相互谐振。5.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述初级开关被配置为将所述初级电感器组中的第一初级电感器选择性地连接到所述初级电感器组中的第二初级电感器。6.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述次级电路包括次级电感器组、次级开关和次级连接线，所述次级电感器组被配置为将从所述初级电路感应到的信号输出到次级输入/输出端子，所述次级开关被配置为基于第二开关操作来调节所述次级电感器组的电感，并且所述次级连接线被配置为将所述次级输入/输出端子电连接到所述次级开关的一端。7.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述第一初级输入/输出端子是包括所述第一初级输入/输出端子和第二初级输入/输出端子的多个差分端子中的一个差分端子，所述多个差分端子被配置为接收所述输入信号；所述第一初级连接线是包括所述第一初级连接线和第二初级连接线的多条初级连接线中的一条初级连接线；所述初级电感器组的两端分别电连接到所述第一初级输入/输出端子和所述第二初级输入/输出端子；并且所述第二初级连接线被配置为将所述第二初级输入/输出端子与所述初级开关的与所
述第一端相对的第二端电连接。8.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述第一初级连接线的电感值基本上等于所述初级电感器组的电感值。9.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述初级电感器组和所述第一初级连接线形成在第一半导体层上，并且所述初级开关形成在堆叠在所述第一半导体层上的第二半导体层上。10.根据权利要求9所述的开关变压器，其中，所述初级电感器组和所述第一初级连接线通过填充通孔的导电通路结构连接到所述初级开关。11.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述第一初级连接线的宽度小于所述初级电感器组中的每一个初级电感器的宽度。12.根据权利要求1所述的开关变压器，其中，所述初级开关包括串联连接的多个晶体管，所述多个晶体管中的每个单独晶体管通过该单独晶体管的源极或漏极连接到所述多个晶体管中的另一个晶体管，所述多个晶体管中的每个晶体管具有被配置为接收使能信号的栅极端子，并且所述多个晶体管中的每个晶体管具有被配置为接收驱动电压的基体端子。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑元准，姜昇勋，孙基龙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：