《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術 > 設計應用 > 便攜式應用設備電源設計的新趨勢(二)
便攜式應用設備電源設計的新趨勢(二)
來源:電子技術應用2010年第7期
Jerry Han
美國國家半導體 資深產(chǎn)品工程師
摘要: 目前,3G手機正在世界范圍內(nèi)加速推廣。同時,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,這雖然可以輕松實現(xiàn)系統(tǒng)實施,但根據(jù)這種標準制造的線性功率放大器在整個傳送功率譜中只能實現(xiàn)較低的效率。如何以同樣的高性能電池延長通話時間和電池壽命,是系統(tǒng)設計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手機正在世界范圍內(nèi)加速推廣。同時,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,這雖然可以輕松實現(xiàn)系統(tǒng)實施,但根據(jù)這種標準制造的線性功率放大器在整個傳送功率譜中只能實現(xiàn)較低的效率。如何以同樣的高性能電池延長通話時間和電池壽命,是系統(tǒng)設計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,附加功率效率(PAE)僅有40%。除PAE外,射頻功率放大器的另一個重要規(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,無論是在正常或極端條件下,其均應符合規(guī)格的要求。

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

    在傳輸功率增加的同時,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。在關機模式下,設備關閉并將電池消耗降低至0.02 μA。
      當以GSM模式使用時,LM3212可支持高達2.5 A的電流。利用內(nèi)部同步整流,LM3212可實現(xiàn)達95%的效率。美國國家半導體開發(fā)的LM3212既可解決效率問題,又可滿足GSM/EDGE(2G)和WCDMA/EVDO/TDSCDMA(3G)標準的要求。電池電流在30 dBm時降低了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)授權禁止轉(zhuǎn)載。