[发明专利]控制功率放大器的开关式电源

说明书

技术领域

本发明涉及通常使用在射频发射机中的开关式电源。更具体地， 本发明涉及如何控制开关式电源。

背景技术

开关式电源(SMPS)用于向功率放大器馈送电能。这种结构例 如被用在许多便携式射频发射机中的电池和发射机的功率放大器之 间。使用开关式电源的主要原因在于其良好的效率。例如，线性调 节器的功率损耗相比开关式电源而言要大得多。

图1示出了高效率RF发射机布局的例子。该发射机包括对即将 要发射的信号102在用天线104发射前进行放大的射频功率放大器 100。该发射机还包括用于提供电池电压V_BAT的电池106。该电池电 压被送到开关式电源108中，该开关式电源108作为DC-DC转换器 并且将电池电压转换成功率放大器的供电电压V_PA。作为输入，开关 式电源可以有一个用来控制功率供应的参考电压V_M。通常，功率放 大器是非线性功率放大器，但其也可以是线性放大器。

通常，开关式电源包括开关转换器(功率级)和控制电路。基 于开关转换器的类型和其控制的类型，有许多种方法来实现SMPS。 开关转换器包括将电池电压经由滤波结构连接到负载(功率放大器) 的开关结构。通常，该滤波结构是LC滤波器，但是也存在其它的实 现。该开关结构以给定的开关频率F_S来进行闭合/断开。通常，LC 滤波器较开关频率具有很低的转角频率。因此，其很有效地衰减了 开关频率和谐波的分量。但是，衰减并不完美所以SMPS的输出电压 内在地包含开关纹波。该纹波由位于开关频率处的主要分量和高阶 谐波组成，但是相对于主要分量高阶谐波具有低得多的振幅。

纹波增大了发射机天线中的发射机干扰水平。特别地，开关频 率的第一谐波要求同时发射和接收的系统，例如基于WCDMA和 CDMA2k的系统的收发机中会引起问题。在像这样的系统中，纹波可 以减敏(desentisize)接收。通常的开关频率在1MHz到2MHz的 范围中，但是在一些情况下，为了获得要求的带宽，它可以增大到 例如10MHz。高的开关频率降低了SMPS的效率。

在使用同时发射和接收的无线通信系统中，发射和接收的频率 差被称为双工间隔。在多数现有系统中，双工间隔是固定的。但是 在开发新系统时，未来的趋势是朝向可变的双工间隔。在这样的系 统中，如果使用的发射频率是位于最高的可能频率而接收频率是位 于最低的可能频率，那么相对于现有系统双工间隔将要窄许多。这 可能意味着甚至SMPS开关纹波的第二和第三谐波都可以落在其自身 的接收信号之上。进一步，在未来频带扩展可能会被付诸使用，这 可能意味更窄的双工间隔。

因此，随着发射和接收频率越来越接近对方，需要更加严格的 发射干扰标准，尤其是在双工系统中。进一步，支持多于一个系统 的终端也提出类似的问题。不同系统的许多接收机将在同一个终端 中工作，而另一个系统的发射机在一个临近的频带中发射。这些不 同系统的接收可以被SMPS纹波的谐波所干扰。为了消除SMPS纹波 谐波问题，一个直接的方法是使用比10MHz高得多的开关频率FS， 并且选择使用的FS使得谐波不会落在同时工作的接收机之上。但是 这意味着较低的SMPS效率以及因此更高的功率消耗。在便携设备中， 这是一个坏的方法。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种用于控制开关式电源的改良方 法。根据本发明的一个方面，提供一种包括用于在第一射频接收发 射的接收机和用于在第二射频进行发射的发射机的射频收发机，并 且在发射机中提供具有开关式电源的功率放大器。该收发机还包括 被配置用于基于第一射频和第二射频的频率间隔来改变开关式电源 的开关频率的控制器。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于控制射频收发机中的 发射机的功率放大器的开关式电源的方法，其中该射频收发机包括 用于在第一射频接收发射的接收机和用于在第二射频进行发射的发 射机。在该方法中，开关式电源的开关频率基于第一射频和第二射 频的频率间隔进行改变。

根据本发明的另一方面，提供包括用于在第一射频接收发射的 接收装置和用于在第二射频进行发射的发射装置的射频收发机，以 及在发射装置中提供具有开关式电源的功率放大装置。该收发机还 包括用于基于第一射频和第二射频的频率间隔来改变开关式电源的 开关频率的控制装置。