并联设置的电源制造技术

一种电源系统，包括第一开关式电源（１）和第二开关式电源（２）的并联电路，所述第一开关式电源（１）具有第一系统带宽（ＬＢ１），所述第二开关式电源（２）具有覆盖比所述第一系统带宽（ＬＢ１）更高的频率的第二系统带宽（ＬＢ２）。所述第一开关式电源（１）被设定为提供第一最大输出功率（Ｐ１ｍ），所述第二开关式电源（２）被设定为提供比所述第一最大输出功率（Ｐ１ｍ）小的第二最大输出功率（Ｐ２ｍ）。控制电路（３）改变所述第一开关式电源（１）和所述第二开关式电源（２）的参考电压（Ｖｒ），以获得所述并联电路的输出电压（Ｖｏｕｔ）的相应变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电源系统，一种包括电源系统和放大器的放大器系统，以及一种包括电源系统和放大器的移动设备。
技术介绍
WO 00/48306公开了功率放大器输出电平的控制。为该功率放大器生成可变的供电电压，其依赖于所需的输出电平。开关式转换器与线性稳压器(linear regulator)的串联组合为功率放大器生成变化的供电电压。开关式转换器高效地生成功率放大器所需大部分功率，并且可以或者可以不必提供充分的精确控制以定义期望的功率包络(envelope)的斜坡(ramp)部分。线性稳压器阶段对开关式转换器的输出执行滤波功能，并且控制在TDMA(时分多址)突发期间的精确的功率包络调制(power-envelope modulation)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种替代电源系统，其能够响应控制信号高速地调节其输出电压并且具有较高的效率。本专利技术的第一方面提供了一种如权利要求1所述的电源系统。本专利技术的第二方面提供了一种放大器系统，其包括所述电源系统和如权利要求8所述的放大器。本专利技术的第三方面提供一种如权利要求9所述的移动设备，其包括所述电源系统和放大器。在从属权利要求中定义了优选实施例。根据第一方面的电源系统包括第一开关式电源和第二开关式电源的并联电路。第一开关式电源具有第一系统带宽并且被设定为提供第一最大输出功率。第二开关式电源具有比第一系统带宽更大的第二系统带宽，并且第二开关式电源被设定为提供比第一最大输出功率小的第二最大输出功率。控制电路控制第一开关式电源和第二开关式电源的参考电压以获得所述并联电路的输出电压的相应变化。大部分功率可以由有效的、相对低频的第一开关式电源提供。由相对高频的第二开关式电源提供输出电压的快速转变，所述第二开关式电源相对较小，这是因为其仅须提供相对较小的功率。因此，可以为它们的任务来优化两个开关式电源，并且能够以高效率提供快速改变的输出电压。事实上，在两个开关式电源上划分输出频率范围。低系统带宽并且高效的开关式电源负责提供达到其带宽的输出电压。高系统带宽的开关式电源负责提供输出电压的剩余的高频部分。优选情况下，与功率放大器相组合来使用该电源系统，所述功率放大器必须提供具有随时间变化的振幅的输出信号，例如在无线通信设备(例如，蜂窝式电话、寻呼机、无限调制解调器等)的发射脉冲过程中。在这些无线通信设备中，放大器的输出信号是无线电频率信号。如果其电源电压根据所提供的功率而变化，则可以最小化RF放大器的功耗。通常，在这些移动应用中，包含在高频范围中的功率比包含在低频范围中的功率低得多。应注意，US 6,130,526公开了一种相对较慢的开关式电源的装置，其与相对快速的线性稳压器并联，提供大部分输出功率。该现有技术未公开两个开关式电源被并联设置并且未公开这两个开关式电源必须满足权利要求1中的特殊要求以获得所期望的目的。此外，该现有技术不涉及一种系统，在该系统中，电源的参考电压被控制以获得输出电压的相应变化。相反，该电源装置具有固定的参考电压并且试图尽可能将输出电压保持为常数。如果以反馈回路的结构设置所述开关式电源，则系统带宽是闭环带宽。在如权利要求2所述的根据本专利技术的实施例中，第一系统带宽覆盖从零到第一预定频率的频率范围，并且包括边界值。第二系统带宽覆盖从第二预定频率到第三预定频率的频率范围。所述第二预定频率是从以值零开始，以第一预定频率结束的范围中选择的。选择第三预定频率高于第一预定频率。系统带宽的这种选择提供了一种第二开关式电源，其动作比第一开关式电源更快，并且因此能够提供输出功率的快速转变。使所述第一开关式电源比所述第二开关式电源更慢，从而使得其在这些快速转变的过程中不会提供功率。第一开关式电源可以被优化为最佳地提供较大的平均功率。第二开关式电源可以被优化为提供所需的较小的功率脉冲。在如权利要求3所述的根据本专利技术的实施例中，第一开关式电源工作于第一开关频率，第二开关式电源工作于比所述第一开关频率更高的第二开关频率。或者，第一开关式电源在具有第一上限的第一开关频率范围内工作。第二开关式电源工作在具有比所述第一上限更高的第二上限的第二开关频率范围内。此外，在这种方式中，应注意相对较慢的第一开关式电源可以被优化为最佳地提供较大的平均功率，并且第二开关式电源可以被优化为提供所需的相对较小的功率脉冲。在如权利要求4所述的根据本专利技术的优选实施例中，第一开关式电源包括第一开关，第一电感器，以及第一控制器，该第一控制器接收参考电压以控制第一开关，从而通过所述第一电感器获得第一周期性电流。第二开关式电源包括第二开关，第二电感器，以及第二控制器，该第二控制器接收参考电压以控制第二开关，从而通过所述第二电感器获得第二周期性电流。将第一周期性电流以及第二周期性电流提供给相同的负载。两个开关式电源都可以是降压转换器。在如权利要求5所述的根据本专利技术的实施例中，电源系统包括低通滤波器，其对提供给第一控制器的参考电压进行低通滤波，以防止第一开关式电源在参考电压的快速转变过程中提供大量功率。在如权利要求6所述的根据本专利技术的实施例中，所述电源系统包括高通滤波器或带通滤波器，其对提供给第二控制器的参考电压进行滤波，以便当未发生参考电压的快速转变时防止第二开关式电源提供大量功率。在如权利要求7所述的根据本专利技术的实施例中，电源系统包括延迟电路，其延迟提供给第二控制器的参考电压，以防止第二开关式电源提供本应该由较慢的第一开关式电源提供的大量功率。现在，在从参考电压的变化到第一开关式电源调整其输出电流时的反应这一期间出现的延迟被补偿，从而使得第一开关式电源能够为参考电压变化的低频部分提供功率。将参考以下实施例，进一步说明本专利技术的这些及其他方面。附图说明图1显示两个开关式电源的并联电路的框图；图2显示两个开关式电源的系统带宽的选择的例子；图3显示两个开关式电源的工作频率的选择的例子；以及图4显示两个开关式电源的并联电路的更详细的框图。具体实施例方式图1显示两个开关式电源1和2的并联电路的框图。控制器3提供参考电压Vr。第一开关式电源1接输入电压Vin和参考电压Vr，并且向负载4提供输出电流I1。第二开关式电源2接收输入电压Vin和参考电压Vr，并且向负载4提供输出电流I2。输出电流I1和I2都被提供给负载4，其在该例子中是功率放大器4。功率放大器4接收供电电压Vo并且放大输入信号Vi以获得输出信号Va。因此，两个电源1和2接收相同的输入电压Vin并且提供相同的输出电压Vo，因此是并联设置的。参考电压Vr的电平决定输出电压Vo的电平。因此，参考电平Vr的调节引起输出电压Vo的相应调节。为了优化功率放大器4的效率，连续地改变输出电压Vo的电平以最佳地匹配将由功率放大器4提供的输出功率。图2显示两个开关式电源1和2的系统带宽的选择的例子。第一开关式电源1的系统带宽LB1覆盖从零到值BW1的频率范围。第二开关式电源2的系统带宽LB2覆盖从值BW2L到值BW2的频率范围。可以在从零到BW1的频率范围内选择值BW2L。选择值BW2高于值BW1。因此，第一开关式电源1仅能对参考电压Vr的缓慢改变起反作用，而第二开关式电源2能够对参考电压Vr的快速改变起反作用。图3显示两个开关式电源1和2的工作频率的选择的例子。或者，如果第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，包括：第一开关式电源（１）和第二开关式电源（２）的并联电路，所述第一开关式电源（１）具有第一系统带宽（ＬＢ１），所述第二开关式电源（２）具有覆盖比所述第一系统带宽（ＬＢ１）更高的频率的第二系统带宽（ＬＢ２），所述第一开 关式电源（１）被设定为提供第一最大输出功率（Ｐ１ｍ），所述第二开关式电源（２）被设定为提供比所述第一最大输出功率（Ｐ１ｍ）小的第二最大输出功率（Ｐ２ｍ），以及控制电路（３），用于改变所述第一开关式电源（１）和所述第二开关式电源（２） 的参考电压（Ｖｒ），以获得所述并联电路的输出电压（Ｖｏｕｔ）的相应变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫布尔登斯基，彼得G布兰肯，朱塞佩格里洛，德克雷夫曼，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]