《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 便攜式應(yīng)用設(shè)備電源設(shè)計(jì)的新趨勢(二)
便攜式應(yīng)用設(shè)備電源設(shè)計(jì)的新趨勢(二)
來源:電子技術(shù)應(yīng)用2010年第7期
Jerry Han
美國國家半導(dǎo)體 資深產(chǎn)品工程師
摘要: 目前,3G手機(jī)正在世界范圍內(nèi)加速推廣。同時(shí),更大的數(shù)據(jù)速率也帶來了電流消耗和散熱問題。目前的功率放大器均由電池直接供電,這雖然可以輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)施,但根據(jù)這種標(biāo)準(zhǔn)制造的線性功率放大器在整個(gè)傳送功率譜中只能實(shí)現(xiàn)較低的效率。如何以同樣的高性能電池延長通話時(shí)間和電池壽命,是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員急需解決的問題。
Abstract:
Key words :

(接上期)
2 適用于射頻功率放大器(RF PA)的SuPA
    目前,3G手機(jī)正在世界范圍內(nèi)加速推廣。同時(shí),更大的數(shù)據(jù)速率也帶來了電流消耗和散熱問題。目前的功率放大器均由電池直接供電,這雖然可以輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)施,但根據(jù)這種標(biāo)準(zhǔn)制造的線性功率放大器在整個(gè)傳送功率譜中只能實(shí)現(xiàn)較低的效率。如何以同樣的高性能電池延長通話時(shí)間和電池壽命,是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員急需解決的問題。
    圖2為射頻功率放大器的損耗和低效率架構(gòu)。在RF IN處,功率為28 dBm,對于天線處的III級功率要求,最大輸出功率為24 dBm。因此,在最大功率時(shí),附加功率效率(PAE)僅有40%。除PAE外,射頻功率放大器的另一個(gè)重要規(guī)格是鄰道功率/泄漏比(ACPR/ACLR)。由于功率放大器和其他子系統(tǒng)具有干擾無線電信道或系統(tǒng)的傾向,因此PAE和ACPR/ACLR常用來特征化功率放大器和其他子系統(tǒng)的失真。為保證高線性,無論是在正?;驑O端條件下,其均應(yīng)符合規(guī)格的要求。

    為了提高系統(tǒng)性能并延長電池壽命,美國國家半導(dǎo)體引進(jìn)了可用于射頻功率放大器(PA)的電源管理技術(shù),稱為SuPA。SuPA可用于功率放大器的開關(guān)單元,這是一種向PA提供電源電壓的專用DC/DC轉(zhuǎn)換器。圖3為對其改進(jìn)射頻功率放大器子系統(tǒng)的原理進(jìn)行的說明。

    在傳輸功率增加的同時(shí),Vout也隨之增加。因此,要保持ACLR規(guī)格,必須改變SuPA的輸出電壓,以保證不會出現(xiàn)失真且線性不受影響。LM3212將2.7 V~5.5 V的輸入電壓降低至0.6 V~3.4 V的動態(tài)可調(diào)輸出電壓。使用VCON模擬輸入來設(shè)置輸出電壓。動態(tài)可調(diào)輸出電壓確保在射頻功率放大器的全部功率級下高效工作。在關(guān)機(jī)模式下,設(shè)備關(guān)閉并將電池消耗降低至0.02 μA。
      當(dāng)以GSM模式使用時(shí),LM3212可支持高達(dá)2.5 A的電流。利用內(nèi)部同步整流,LM3212可實(shí)現(xiàn)達(dá)95%的效率。美國國家半導(dǎo)體開發(fā)的LM3212既可解決效率問題,又可滿足GSM/EDGE(2G)和WCDMA/EVDO/TDSCDMA(3G)標(biāo)準(zhǔn)的要求。電池電流在30 dBm時(shí)降低了50%。Vcon可由來自基帶的DAC輸出控制,也可由GPIO產(chǎn)生的濾波可變占空比PWM信號控制。
(未完,下期待續(xù))

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。