電源裝置和半導(dǎo)體集成電路裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電源裝置和半導(dǎo)體集成電路裝置。所述電源裝置包括：包括輸出級放大器的線性調(diào)節(jié)器；電流感測電路；以及開關(guān)調(diào)節(jié)器。電流感測電路檢測線性調(diào)節(jié)器的輸出電流，并且被設(shè)置成以與輸出級放大器相對應(yīng)的配置與輸出級放大器并聯(lián)。開關(guān)調(diào)節(jié)器根據(jù)電流感測電路的輸出信號工作。線性調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作以在輸出節(jié)點處生成輸出電壓。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所討論的實施方式涉及一種電源裝置以及一種半導(dǎo)體集成電路裝置。 電源裝置和半導(dǎo)體集成電路裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，具有通信功能的電池驅(qū)動的移動終端(諸如智能手機、平板電腦(計算機） 等）需要通過減少消耗浪費的功率來進行通信。因此，在一些情況下，采用諸如包絡(luò)跟蹤 (ET)、極化調(diào)制、及包絡(luò)消除和恢復(fù)（EER)的漏極調(diào)制系統(tǒng)作為功率放大器（PA)，該功率放 大器是移動終端中具有最大功率消耗的塊之一。
[0003] 對于采用漏極調(diào)制系統(tǒng)的EER系統(tǒng)和ET系統(tǒng)的這樣的電源裝置，例如，使用線性 調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作的混合型電源裝置。
[0004] 換言之，這樣的電源裝置被用作高頻信號的功率放大器(例如發(fā)射器）的電源。響 應(yīng)于由輸入信號的峰值形成的包絡(luò)分量的變化來增大或減小放大器的電壓，從而減少浪費 的功率并提高效率。
[0005] 如上所述，線性調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作的混合型電源裝置已經(jīng)付諸 實踐，并且對于監(jiān)測線性調(diào)節(jié)器的輸出電流的電路，這樣的電源裝置通常采用電流檢測電 阻。
[0006] 換言之，由于混合型電源裝置通常通過使用電流檢測電阻來檢測線性調(diào)節(jié)器的輸 出電流，所以由電流檢測電阻造成的功率消耗使得電源裝置或功率放大器的功率效率降 低。
[0007] 關(guān)于此方面，提出了線性調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作的各種類型的混合 型電源裝置。
[0008] 專利文獻1 :國際專利申請的日本國家公開第2010-508577號公報；
[0009] 專利文獻2 :日本特開第2012-134705號公報；
[0010] 非專利文獻1 :Feipeng Wang等人在2005年4月份的IEEE微波理論與技術(shù)學(xué) 會的第 1244-1255 頁發(fā)表的 "Design of wide-bandwidth envelope-tracking power amplifiers for OFDM applications，'；
[0011] 非專利文獻2 :Feipeng Wang等人在2006年12月份的IEEE微波理論與 技術(shù)學(xué)會的第 4086-4099 頁發(fā)表的"An Improved Power-Added Efficiencyl9_dBm Hybrid Envelope Elimination and Restoration Power Amplifier for802. llg WLAN Applications，' ；
[0012] 因此，實施方式的一個方面的目的是通過減少浪費的功率來提高功率效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 根據(jù)實施方式的方面，提供了一種電源裝置，所述電源裝置包括：包括輸出級放大 器的線性調(diào)節(jié)器；電流感測電路；以及開關(guān)調(diào)節(jié)器。
[0014] 電流感測電路檢測所述線性調(diào)節(jié)器的輸出電流，并且所述電流感測電路被設(shè)置成 以與所述輸出級放大器相對應(yīng)的配置與所述輸出級放大器并聯(lián)。所述開關(guān)調(diào)節(jié)器根據(jù)所述 電流感測電路的輸出信號工作。所述線性調(diào)節(jié)器和所述開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作以在輸 出節(jié)點處生成輸出電壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是示出EER系統(tǒng)的一個示例的框圖；
[0016] 圖2是用于描述圖1中所示的EER系統(tǒng)的操作的視圖；
[0017] 圖3是示出ET系統(tǒng)的一個示例的框圖；
[0018] 圖4是示出混合型電源裝置的一個示例的電路圖；
[0019] 圖5是示出第一實施方式的電源裝置的框圖；
[0020] 圖6是示出圖5中所示的電源裝置的一個示例的電路圖；
[0021] 圖7A和圖7B是用于描述圖6中所示的電源裝置的操作的圖；
[0022] 圖8是示出圖5中所示的電源裝置的另一示例的電路圖；
[0023] 圖9是示出第二實施方式的電源裝置的框圖；
[0024] 圖10A、圖10B、圖10C和圖10D是示出圖9中所示的電源裝置中的延遲電路的示 例的電路圖。
[0025] 圖11是示出第三實施方式的電源裝置的一個示例的電路圖；
[0026] 圖12是示出圖11中所示的電源裝置中的滯后緩沖器的一個示例的電路圖；
[0027] 圖13A、圖13B、圖13C和圖13D是以比較的方式示出功率放大器的功耗根據(jù)固定 電源電壓和根據(jù)圖3中所示的ET系統(tǒng)中的波形跟蹤電源電壓的圖。
[0028] 圖14A、圖14B、和圖14C是用于描述電源裝置的一個示例的圖；
[0029] 圖15A、圖15B、圖15C和圖1?是以比較的方式示出在使用圖14A中所示的電源 裝置的低輸出情況下功率放大器的功耗根據(jù)固定電源電壓和根據(jù)波形跟蹤電源電壓的圖。
[0030] 圖16是示出混合型電源裝置的另一示例的電路圖；
[0031] 圖17是將第一實施方式應(yīng)用于圖16中所示的混合型電源裝置的電路圖；
[0032] 圖18是示出第四實施方式的電源裝置的一個示例的電路圖；
[0033] 圖19是示出第五實施方式的電源裝置的一個示例的電路圖；以及
[0034] 圖20是用于描述在第四實施方式和第五實施方式的電源裝置中從波形跟蹤電源 電壓模式到固定電源電壓模式的轉(zhuǎn)換的圖。

【具體實施方式】
[0035] 在詳細描述電源裝置和半導(dǎo)體集成電路裝置的實施方式之前，將參照圖1至圖4 來描述電源裝置和半導(dǎo)體集成電路裝置的示例及其問題。
[0036] 圖1是示出EER系統(tǒng)的一個示例的框圖，圖2是用于描述圖1中所示的EER系統(tǒng) 的工作的視圖。
[0037] 如圖1所示，EER系統(tǒng)能夠被形成為例如單個半導(dǎo)體集成電路裝置（LSI)，并且EER 系統(tǒng)包括幅度檢測器101、幅度放大器102、限制器103、延遲線路104和開關(guān)模式功率放大 器 105。
[0038] 從圖1和圖2的比較中可以明顯看出，幅度檢測器101、幅度放大器102、限制器 103 (延遲線路104)分別對應(yīng)于包絡(luò)發(fā)生器、電源裝置和相位發(fā)生器。
[0039] 高頻輸入信號RFin在限制器103中被拋棄，然后在延遲線路104中被延遲。從 而，將高頻輸入信號RFin轉(zhuǎn)換成表示相位分量的高頻相位信號Srfp，然后輸入該高頻相位 信號Srfp作為開關(guān)模式功率放大器105的輸入信號。
[0040] 此外，對于信號RFin，通過幅度檢測器(包絡(luò)發(fā)生器）101來檢測其包絡(luò)，之后在幅 度放大器（電源裝置）102中放大所產(chǎn)生的包絡(luò)信號Se，以生成表示包絡(luò)分量的幅度信號 Samp (輸出電壓Vo)。將該幅度信號Samp (輸出電壓Vo)施加于開關(guān)模式功率放大器105 的電源輸入端。
[0041] 在本文中，作為高頻輸入信號RFin的頻率，可以使用例如幾百MHZ到幾 GHZ的頻 率，但不限于此。此外，開關(guān)模式功率放大器105例如為D類或E類等放大器。
[0042] 以此方式，高頻輸入信號RFin的相位信息（Srfp)被輸入至開關(guān)模式功率放大器 105的輸入端，并且同時，信號RFin的幅度信息（Samp, Vo)被輸入至開關(guān)模式功率放大器 105的電源。從而，從放大器105的輸出端輸出經(jīng)功率放大的高頻輸出信號RFout。
[0043] 圖3是示出ET系統(tǒng)的一個示例的框圖。如圖3所示，ET系統(tǒng)能夠被形成為例如 單個半導(dǎo)體集成電路裝置，并且ET系統(tǒng)包括幅度檢測器201、幅度放大器202、延遲線路204 和線性模式功率放大器205。
[0044] 從圖3和圖1的比較中可以看出，ET系統(tǒng)未使用EER系統(tǒng)中的限制器103,并且高 頻輸入信號RFin在延遲線路204中被延遲，然后被輸入作為線性模式功率放大器205的輸 入信號。
[0045] 此外，對于信號RFin，通過幅度檢測器201來檢測其包絡(luò)，之后在幅度放大器（電 源裝置)202中放大所生成的包絡(luò)信號Se，并且將其作為表示包絡(luò)分量的幅度信號Samp (輸 出電壓Vo)施加于線性模式功率放大器205的電源輸入端。在本文中，線性模式功率放大 器205為例如A類、AB類或B類等放大器。
[0046] 以此方式，信號RFin經(jīng)由延遲線路204被輸入至線性模式功率放大器205的輸入 端，而且允許電源電壓（Vo)響應(yīng)于輸出的包絡(luò)可變。從而，從放大器205的輸出端輸出經(jīng) 功率放大的高頻信號RFout。
[0047] 在用于無線通信的發(fā)射器中，例如功率放大器用于在空氣中發(fā)送無線電波。由于 功率放大器輸出大的功率信號，所以功率放大器是發(fā)射器中具有大功耗的塊。
[0048] 因此，為了降低發(fā)射器的功耗，例如，優(yōu)選地通過增加功率放大器的功率效率來降 低功率消耗。換言之，在具有通信功能的電池驅(qū)動的移動終端(諸如智能手機和平板電腦 等）中，優(yōu)選地降低功率放大器的功耗。
[0049] 功率放大器大致上分類為參照圖1和圖2所描述的開關(guān)模式功率放大器105和參 照圖3所描述的線性模式功率放大器205。
[0050] 開關(guān)模式功率放大器105由于晶體管的開關(guān)操作而僅能夠放大相位信息，因此提 供另一電路來放大幅度信息。例如，在EER系統(tǒng)中，輸入信號RFin被劃分為相位信息（Srfp ) 和幅度信息（Samp)，然后通過相位信息來驅(qū)動開關(guān)模式功率放大器105。然后，通過對電源 進行調(diào)制來放大幅度信息。
[0051] 此外，由于線性模式功率放大器205輸出經(jīng)過線性放大的輸入信號RFin，并且能 夠同時放大相位信息和幅度信息，因而可采用簡單的電路配置。
[0052] 與線性模式功率放大器205相比，開關(guān)模式功率放大器105理想地呈現(xiàn)出高的功 率效率。這意味著：在理想情況下，當(dāng)對開關(guān)模式功率放大器105中的晶體管（322)的漏極 施加電壓時，無漏極電流流過；而相反地，當(dāng)漏極電流流過時，沒有施加漏極電壓。這來自如 下關(guān)系：功耗=漏極電壓X漏極電流=0。
[0053] 如上所述，在EER系統(tǒng)中，通過調(diào)制電源來表達幅度信息（Samp)，但由于電源裝置 (102)具有有限的頻率特性，因而失真的幅度信息被發(fā)送至放大器105,從而導(dǎo)致放大器中 的失真。
[0054] 為了減少放大器中的失真，需要較高速的電源裝置。經(jīng)常使用混合型電源裝置作 為電源裝置，混合型電源裝置能夠以高速操作并且在所述混合型電源裝置中線性調(diào)節(jié)器和 開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作。
[0055] 圖4是示出混合型電源裝置（高速電源裝置）的一個示例的電路圖，其可應(yīng)用于前 述EER系統(tǒng)和ET系統(tǒng)。
[0056] 在圖4中，附圖標記300、301和302分別表示包絡(luò)發(fā)生器、線性調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié) 器，附圖標記303和305分別表示電流檢測電阻和高頻功率放大器(射頻（RF)功率放大器)。
[0057] 在本文中，包絡(luò)發(fā)生器300對應(yīng)于例如圖1中的幅度檢測器101，并且包絡(luò)發(fā)生器 300將包絡(luò)信號Se (Vs)輸出至線性調(diào)節(jié)器301。線性調(diào)節(jié)器301的輸出經(jīng)由電流檢測電 阻303被施加至功率放大器305作為來自輸出節(jié)點"OUT"的輸出電壓Vo。
[0058] 開關(guān)調(diào)節(jié)器302包括滯后比較器321、晶體管(開關(guān)器件、開關(guān)）322、線圈（電感器） 323和二極管324。滯后比較器321的輸入端設(shè)置有電流檢測電阻303,并且電流檢測電阻 303檢測從線性調(diào)節(jié)器301流至輸出節(jié)點"OUT"的電流Ilin的方向以控制開關(guān)322。
[0059] 換言之，滯后比較器321的輸出信號控制開關(guān)（P溝道型金屬氧化物半導(dǎo)體（M0S) 晶體管）322的通斷（switching)。
[0060] 晶體管322的源極連接至施加有電源電壓Vdd的電源線，并且其柵極接收滯后比 較器321的輸出信號。從漏極提取通斷電壓Vsw。在本文中，附圖標記Isw表示線圈323中 流動的通斷電流。
[0061] 此外，晶體管322的漏極連接至二極管324的陰極和線圈的一端，二極管324的陽 極連接至地（GND)。線圈323的另一端連接至功率放大器305的電源輸入端并且施加有輸 出電壓Vo。
[0062] 換言之，電流檢測電阻303檢測線性調(diào)節(jié)器301的輸出電流Ilin，然后，開關(guān)調(diào)節(jié) 器302根據(jù)所檢測的結(jié)果控制晶體管322的通斷，以輸出預(yù)定的電壓。
[0063] 因此，開關(guān)調(diào)節(jié)器302的輸出經(jīng)由線圈323在輸出節(jié)點"OUT"處與線性調(diào)節(jié)器301 的輸出連接。在輸出節(jié)點"OUT"處生成輸出電壓Vo,然后將其用作功率放大器305的電源 電壓。
[0064] 如上所述，高速電源裝置(換言之，線性調(diào)節(jié)器和開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作的混 合型電源裝置）包括用于檢測線性調(diào)節(jié)器301的輸出電流Ilin的電流檢測電阻303。
[0065] 由于電流檢測電阻303通過線性調(diào)節(jié)器301的輸出電流Ilin生成能夠使得滯后 比較器321工作的電壓，因而產(chǎn)生由于電流檢測電阻303造成的功耗。由于電流檢測電阻 303造成的該功耗使得電源裝置或整個EER系統(tǒng)的功率效率降低。
[0066] 另外，由于提供電流檢測電阻303而在輸出節(jié)點"OUT"中發(fā)生電壓降落，因而，線 性調(diào)節(jié)器301的輸出電壓降低。另外，電源裝置的輸出電壓范圍因而變得更窄。
[0067] 現(xiàn)在將參照附圖來詳細描述本實施方式的電源裝置和半導(dǎo)體集成電路裝置。圖5 是示出第一實施方式的電源裝置的框圖。如圖5所示，第一實施方式的電源裝置包括線性 調(diào)節(jié)器1、開關(guān)調(diào)節(jié)器2和電流感測電路3。
[0068] 線性調(diào)節(jié)器1包括前級放大器11和輸出級放大器12。電流感測電路3接收前級 放大器11的輸出信號，然后檢測線性調(diào)節(jié)器1的輸出電流。
[0069] 換言之，電流感測電路3具有與輸出級放大器12相對應(yīng)的配置，并且由與用于控 制輸出級放大器12的信號相同的信號(前級放大器11的輸出信號Gp和Gn)來控制。
[0070] 電流感測電路3的輸出信號(輸出電壓Vso)被輸入至開關(guān)調(diào)節(jié)器2,然后線性調(diào)節(jié) 器1的輸出和開關(guān)調(diào)節(jié)器2的輸出在輸出節(jié)點"OUT"處連接在一起以生成輸出電壓Vo。
[0071] 第一實施方式的電源裝置不包括例如參照圖4所描述的電流檢測電阻303,因而 沒有消耗由于電流檢測電阻303造成的功率。
[0072] 圖6是示出圖5中所示的電源裝置的一個示例的電路圖。在圖6中，附圖標記Trip 和Tr2p均表示p溝道型M0S晶體管（pMOS晶體管)，附圖標記Trln和Tr2n均表示η溝道 型M0S晶體管（nMOS晶體管)。另外，附圖標記Vdd表不施加有電源電勢的電源線，附圖標 記GND表示施加有地電勢的電源線(地線)。
[0073] 如圖6所示，輸出級放大器12和電流感測電路3均具有推挽式（push-pull)配置。 輸出級放大器12包括pMOS (第一）晶體管Trip和nMOS (第二）晶體管Trln，其中，Trip連 接至電源線Vdd并生成拉電流（source current)，Trln連接至地線GND并生成灌電流（sink current)。
[0074] 以相同的方式，電流感測電路3包括pMOS (第三）晶體管Tr2p和nMOS (第四）晶 體管Tr2n，其中，Tr2p連接至電源線Vdd并且生成拉電流，Tr2n連接至地線GND并生成灌 電流。
[0075] 前級放大器11的輸出信號(第一控制信號)Gp被輸入至晶體管Trip和Tr2p的柵 極，并且前級放大器11的輸出信號(第二控制信號）Gn被輸入至晶體管Trln和Tr2n的柵 極。
[0076] 此處，當(dāng)晶體管的跨導(dǎo)被指定為Gm時，使與輸出級放大器12中的Trip和Trln有 關(guān)的(第一）電流生成能力比（Gm[Trlp] :Gm[Trln])與電流感測電路3中的(第二）電流生 成能力比（Gm[Tr2p] :Gm[Tr2n])基本上相同。
[0077] 因此，電流感測電路3具有作為輸出級放大器12的復(fù)制品的功能。表達式 Gm[Trlp]表示晶體管Trip的跨導(dǎo)（電流驅(qū)動能力），其它表達式表示相應(yīng)的跨導(dǎo)。
[0078] 此外，輸出級放大器12的晶體管Trip和Trln的大小被設(shè)置成大于電流感測電路 3的晶體管Tr2p和Tr2n的大小。換言之，由于電流感測電路3僅檢測線性調(diào)節(jié)器1的輸出 信號的電流（Ilin)，通過使得電流感測電路3中的晶體管具有比輸出級晶體管12中的晶體 管小的尺寸能夠進一步降低由于電流感測電路3造成的功耗。
[0079] 開關(guān)調(diào)節(jié)器2包括：串聯(lián)連接在電源線Vdd與地線GND之間的pMOS (第六）晶體 管26和nMOS (第七）晶體管27,以及用于控制這些晶體管26和27的驅(qū)動器25。注意，可 以在驅(qū)動器25的前級中布置滯后緩沖器21。
[0080] 換言之，電流感測電路3的輸出信號(輸出電壓Vso)經(jīng)由滯后緩沖器21輸入至驅(qū) 動器25。滯后緩沖器21防止例如因高頻分量的噪聲引起的開關(guān)調(diào)節(jié)器2的故障。
[0081] 接下來，將描述電流感測電路3和開關(guān)調(diào)節(jié)器2的操作。在圖6中，在從輸出級放 大器12釋放電流的情況下，來自前級放大器（11)的控制信號Gp被控制在使得晶體管Trip 的電流進一步增加的電平處，并且來自前級放大器（11)的控制信號Gn被控制在使得晶體 管TrIn的電流進一步減小的電平處。
[0082] 此時，在電流感測電路3中，晶體管Tr2p具有大電流并且變得接近0N (導(dǎo)通）狀 態(tài)，而晶體管Tr2n具有小電流并且變得接近OFF (斷開）狀態(tài)。作為結(jié)果，電流感測電路3 的輸出信號（Vso)達到高電平"H"。
[0083] 開關(guān)調(diào)節(jié)器2接收來自電流感測電路3的高電平"H"的輸出信號，并且按照從開 關(guān)調(diào)節(jié)器2釋放電流的方向工作，換言之，使得晶體管26接通并關(guān)斷晶體管27。因此，電流 經(jīng)由晶體管26和線圈23從電源線Vdd流動至輸出節(jié)點"OUT"。
[0084] 相反地，在電流被吸入輸出級放大器12的情況下，控制信號Gp被控制在使得晶體 管Trip的電流進一步減小的電平處，并且控制信號Gn被控制在使得晶體管Trln的電流進 一步增加的電平處。
[0085] 此時，在電流感測電路3中，晶體管Tr2p具有小電流并且變得接近于OFF (截止） 狀態(tài)，而晶體管Tr2n具有大的電流并且變得接近于0N (導(dǎo)通)狀態(tài)。因此，電流感測電路3 的輸出信號達到低電平"L"。
[0086] 開關(guān)調(diào)節(jié)器2接收來自電流感測電路3的低電平"L"的輸出信號，并且按照將電 流吸入開關(guān)調(diào)節(jié)器2的方向工作，換言之，使得晶體管26關(guān)斷并接通晶體管27。因此，電流 經(jīng)由線圈23和晶體管27從輸出節(jié)點"OUT"流動至地線GND。
[0087] 此處，在圖4中所示的電源裝置中，在電流檢測電阻303中流過電流(線性調(diào)節(jié)器 301的輸出電流Ilin)而消耗功率，從而導(dǎo)致功率效率的降低。
[0088] 另外，如上所述，由于提供電流檢測電阻303而產(chǎn)生電壓降，因而在輸出節(jié)點 "OUT"處，線性調(diào)節(jié)器301的輸出電壓減小，電源裝置的輸出電壓范圍也變得更窄，從而導(dǎo) 致效率的降低。
[0089] 相反，根據(jù)第一實施方式的電源裝置，來自線性調(diào)節(jié)器1和開關(guān)調(diào)節(jié)器2輸出的電 流相加以成為輸出電壓Vo。換言之，來自線性調(diào)節(jié)器1和開關(guān)調(diào)節(jié)器2的輸出直接彼此連 接，這使得在線性調(diào)節(jié)器1和開關(guān)調(diào)節(jié)器2之間沒有電阻（圖4中電流檢測電阻303)。因 此，可以防止功率效率降低和輸出電壓范圍降低。
[0090] 圖7A和圖7B是用于描述圖6所示的電源裝置的工作的圖。圖7A示出電源裝置 的輸出電壓Vo的仿真波形，圖7B示出線性調(diào)節(jié)器1的輸出電流Ilin和電流感測電路3的 輸出電壓Vso的仿真波形。在本文中，在圖7B中，通過參照左側(cè)刻度和右側(cè)刻度來分別表 示線性調(diào)節(jié)器1的輸出電流Ilin和電流感測電路3的輸出電壓Vso。
[0091] 如圖7A所示，應(yīng)理解，電源裝置的輸出電壓Vo具有快速響應(yīng)輸入包絡(luò)信號（Se)的 輸出波形。
[0092] 另外，如圖7B所示，應(yīng)理解，電流感測電阻3的輸出電壓Vso的電平("H"和"L"） 根據(jù)線性調(diào)節(jié)器1的輸出電流Ilin的極性的變化而變化，從而執(zhí)行校正操作。
[0093] 圖8是示出圖5所示的電源裝置的另一示例的電路圖，并且圖8對應(yīng)于采用前述 圖4所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器202作為開關(guān)調(diào)節(jié)器2的情況。
[0094] 如圖8所示，電流感測電路3的輸出值(輸出電壓Vso)被輸入至滯后緩沖器21，并 且通過滯后緩沖器21的輸出來對pMOS (第五）晶體管(開關(guān)）22進行通斷控制。
[0095] 注意，例如在不存在因諸如高頻分量的噪聲導(dǎo)致的開關(guān)調(diào)節(jié)器2的故障的可能性 的情況下，可以移除滯后緩沖器21并且將電流感測電路3的輸出信號直接輸入至晶體管22 的柵極。
[0096] 從圖8和前述圖4的比較中可以明顯看出，圖8中的晶體管22、線圈（電感器）23 和二極管24分別對應(yīng)于圖4中的晶體管322、線圈323和二極管324。
[0097] 換言之，開關(guān)調(diào)節(jié)器2的輸出經(jīng)由線圈23在輸出節(jié)點"OUT"處連接至線性調(diào)節(jié)器 1的輸出。在輸出節(jié)點"OUT"處，生成要施加的輸出電壓Vo例如作為功率放大器的電源電 壓。
[0098] 不用說應(yīng)當(dāng)理解，圖6和圖8所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器2僅為示例，可以采用具有各種其 它配置的開關(guān)調(diào)節(jié)器。另外，線性調(diào)節(jié)器1不限于例如圖5所示的包括前級放大器11和輸 出級放大器12的線性調(diào)節(jié)器，并且輸出級放大器12的配置也不限于圖6和圖8中的配置。 [0099] 以此方式，根據(jù)本實施方式的電源裝置不使用用于電流傳感器的電阻。因此，能夠 防止功率效率降低和輸出電壓范圍減小。
[0100] 圖9是示出第二實施方式的電源裝置的框圖。圖10A、圖10B、圖10C和圖10D是 示出圖9所示的電源裝置中的延遲電路的示例的電路圖。在本文中，圖10A至圖10D均示 出延遲電路4的示例。
[0101] 從圖9和前述圖5的比較可以明顯看出，第二實施方式的電源裝置在電流感測電 路3與開關(guān)調(diào)節(jié)器2之間包括延遲電路4。
[0102] 換言之，當(dāng)在電流感測電路3的輸出級中布置延遲電路4時，能夠阻止開關(guān)調(diào)節(jié)器 2響應(yīng)于不必要的高頻分量(噪聲分量)。當(dāng)開關(guān)調(diào)節(jié)器2對噪聲分量進行響應(yīng)時，功率效率 由于例如開關(guān)頻率的不必要的增加而降低。
[0103] 在圖10A所示的延遲電路4中，在輸入電流感測電路3的輸出（Vso)的信號線SL 與地線GND之間設(shè)置固定電容器41。在圖10B所示的延遲電路4中，固定電阻42的一個端 子連接至信號線SL，固定電阻42的另一個端子經(jīng)由固定電容器41連接至地線GND并且還 連接至后級開關(guān)調(diào)節(jié)器2的輸入端。
[0104] 以此方式，通過采用固定電容器作為延遲電路4,例如能夠獲得與電流感測電路3 的電流驅(qū)動能力（跨導(dǎo)Gm)和電容值有關(guān)的延遲量。另外，通過采用固定電容器和電阻，還 可以形成具有固定特性的低頻率通過濾波器(低通濾波器)。
[0105] 圖10C所示的延遲電路4對應(yīng)于以可變電容器43取代圖10A所示的固定電容器 41的延遲電路。圖10D所示的延遲電路4對應(yīng)于以可變電容器43取代圖10B所示的固定 電容器41并且以可變電阻44取代固定電阻42的延遲電路。
[0106] 以此方式，通過采用可變電容器作為延遲電路4,能夠提供最佳的延遲量。另外，通 過采用可變電容器和電阻，還可以最恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)低通濾波器的特性。
[0107] 在本文中，不用說應(yīng)當(dāng)理解，圖10A至圖10D僅示出延遲電路4的示例，可以采用 具有各種其它配置的延遲電路4。
[0108] 圖11是示出第三實施方式的電源裝置的一個示例的電路圖。圖12是示出圖11 所示的電源裝置中的滯后緩沖器的一個示例的電路圖。
[0109] 從圖11和前述圖6的比較可以明顯看出，第三實施方式的電源裝置在驅(qū)動器25 的前級中（電流感測電路3與驅(qū)動器25之間）包括具有可變滯后特性的滯后緩沖器21'。 [0110] 此處，例如，如圖12所示，在滯后緩沖器21'中，輸入電流感測電路3的輸出（Vso) 的信號線SL經(jīng)由電阻211連接至滯后緩沖器21。
[0111] 另外，在滯后緩沖器21的輸出與輸入之間連接可變電阻212,從而滯后特性變得 能夠通過控制可變電阻212的電阻值來調(diào)節(jié)。因此，變得能夠進一步阻止開關(guān)調(diào)節(jié)器2響 應(yīng)于不必要的高頻分量。
[0112] 圖13A、圖13B、圖13C和圖13D是以比較的方式示出根據(jù)圖3所示的ET系統(tǒng)中的 波形跟蹤電源電壓和固定電源電壓的功率放大器的功耗的圖。圖13A和圖13C示出施加固 定電源電壓時的功率放大器的功耗，圖13B和圖13D示出施加波形跟蹤電源電壓時的功率 放大器的功耗。
[0113] 在本文中，在圖13A至圖13D中，附圖標記R10表示用作發(fā)射RF信號的傳輸功率 區(qū)域，附圖標記R11至R14表示變成浪費的功率(浪費功率）的區(qū)域。
[0114] 最初，如圖13A所示，在通過施加固定電源電壓來驅(qū)動功率放大器的情況下，電源 電壓被固定在電壓Vfix處，電壓Vfix使得即使在發(fā)射RF信號最大化(在最大電平處)時也 能夠供給充足的功率。
[0115] 因此，圖13A中的區(qū)域R11和R12變成浪費功率區(qū)域，并且如形成有條形圖的圖 13C所示，功率效率由于該浪費的功率區(qū)域R11和R12而降低。
[0116] 另一方面，在通過采用前述漏極調(diào)制系統(tǒng)ET來驅(qū)動功率放大器的情況下，功率放 大器被施加有用于跟蹤高頻輸入信號（RFin)的包絡(luò)信號（Se)的波形跟蹤電源電壓。換言 之，如圖13B所示，當(dāng)允許驅(qū)動功率放大器的電源電壓具有小的裕量時，電壓能夠變成根據(jù) 包絡(luò)信號改變的波形跟蹤電源電壓。
[0117] 因此，盡管圖13B中的區(qū)域R13和R14變成浪費的功率區(qū)域，但這些區(qū)域僅為相對 于包絡(luò)信號的邊緣區(qū)域。因此，如形成有條形圖的圖13D所示，通過減小浪費的功率來增加 功率效率變得可能。注意，圖13A至圖13D僅示出了示例。
[0118] 圖14A、圖14B和圖14C是用于描述電源裝置(高速電源裝置)的一個示例的圖。圖 14A是示出如下系統(tǒng)的框圖，在該系統(tǒng)中，通過ET (包絡(luò)跟蹤）系統(tǒng)的電源裝置驅(qū)動功率放 大器5。
[0119] 如圖14A所示，例如，作為包絡(luò)發(fā)生器(例如，圖1中的幅度檢測器101)的輸出的 包絡(luò)信號Se經(jīng)由高頻率通過濾波器(高通濾波器：HPF) 61輸入至線性調(diào)節(jié)器1，并且經(jīng)由 低頻率通過濾波器(低通濾波器）62輸入至開關(guān)調(diào)節(jié)器2。
[0120] 線性調(diào)節(jié)器1的輸出和開關(guān)調(diào)節(jié)器2的輸出一起連接在輸出節(jié)點"OUT"處，并且 在輸出節(jié)點"OUT"處生成輸出電壓Vo。輸出電壓Vo用作功率放大器5的電源電壓，然后功 率放大器5通過放大高頻輸入信號RFin來輸出高頻輸出信號RFout。
[0121] 線性調(diào)節(jié)器1效率低，但寬頻帶線性放大器能夠供給高頻分量的功率。另一方面， 開關(guān)調(diào)節(jié)器2效率高，并且開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠供給低頻分量的功率。
[0122] 換言之，如圖14B所示，在功率放大器5僅由開關(guān)調(diào)節(jié)器（DC/DC轉(zhuǎn)換器）2驅(qū)動而 線性調(diào)節(jié)器(線性放大器）1不工作的情況下，不能跟蹤包絡(luò)信號，因此，功率效率由于浪費 的功率的區(qū)域R21而變成例如約30%。
[0123] 另一方面，如圖14C所示，在功率放大器5由線性調(diào)節(jié)器(線性放大器）1和開關(guān)調(diào) 節(jié)器（DC/DC轉(zhuǎn)換器）2兩者驅(qū)動的情況下，能夠跟蹤包絡(luò)信號。因此，與圖14B相比，浪費 的功率的區(qū)域R22和R23顯著地減小，從而可以增加功率效率，例如可以將功率效率增加至 高達約50%。
[0124] 在圖14C中，例如，區(qū)域R22與參照圖13D所描述的、關(guān)于包絡(luò)信號提供邊緣的浪 費的功率區(qū)域R13+R14相對應(yīng)。另外，區(qū)域R23表示由于線性調(diào)節(jié)器1中的線性放大器的 偏置電流等造成的浪費的電流區(qū)域（電流開銷)。
[0125] 圖15A、圖15B、圖15C和圖1?是以比較的方式示出使用圖14A所示的電源裝置 在低輸出時根據(jù)固定電源電壓和波形跟蹤電源電壓的功率放大器的功率消耗的圖。圖15A 和圖15C示出施加固定電源電壓時功率放大器的功耗。圖15B和圖1?示出施加波形跟蹤 電源電壓時功率放大器的功耗。
[0126] 此處，在圖15A至圖15D中，附圖標記R30表示用作發(fā)射RF信號的傳輸功率的區(qū) 域，并且附圖標記R31至R35表示變?yōu)槔速M的功率的區(qū)域。具體地，浪費的功率區(qū)域R35與 由于圖14C中的線性放大器的偏置電流等造成的浪費的電流區(qū)域R23相對應(yīng)。
[0127] 如圖15A所示，在輸出功率小的情況下，換言之，在通過施加具有低電壓VfixO的 固定電源電壓來驅(qū)動功率放大器的情況下，建立傳輸功率的區(qū)域R30與浪費的功率的區(qū)域 R31+R32之間的關(guān)系，如圖15C所示。具體地，以與前述圖14B相同的方式，功率效率例如為 約 30%。
[0128] 另一方面，如圖15B所不，在輸出功率小的情況下，如圖1?所不，建立傳輸功率的 區(qū)域R30與浪費的功率的區(qū)域R33+R34+R35之間的關(guān)系，并且功率效率變成小于30% (例 如，約10%)。
[0129] 其原因例如在于：無論輸出功率的幅度如何，由于線性調(diào)節(jié)器1中的線性放大器 的偏置電流等造成的浪費的電流區(qū)域R35是恒定的。因此，從圖15C和圖15D的比較可以 明顯看出，應(yīng)理解，例如，在小輸出功率的情況下，優(yōu)選地使線性調(diào)節(jié)器1停止工作，并且使 開關(guān)調(diào)節(jié)器2通過從其中輸出固定電源電壓來驅(qū)動功率放大器。
[0130] 圖16是示出混合型電源裝置的另一示例的電路圖并且與前述圖4中示出的電源 裝置相對應(yīng)，其中，線性調(diào)節(jié)器301由前級放大器311和輸出級放大器312來表示并且修改 開關(guān)調(diào)節(jié)器302。在圖16中，圖4的功率放大器305被表示為功率放大器的負載R。
[0131] 換言之，在圖16中，開關(guān)調(diào)節(jié)器302包括滯后比較器321、線圈323、驅(qū)動器325和 晶體管(開關(guān)）326和327。
[0132] 在滯后比較器321的輸入端中，布置有電流檢測電阻303。通過電流檢測電阻303 來檢測線性調(diào)節(jié)器301的輸出電流Ilin的方向，并且經(jīng)由驅(qū)動器325來控制晶體管326和 327。
[0133] 此處，線性調(diào)節(jié)器301中的輸出級放大器312的晶體管Trip和Trln對應(yīng)于例如 前述圖6中的輸出級放大器12的晶體管Trip和TrIn。
[0134] 此外，開關(guān)調(diào)節(jié)器302中的線圈323、驅(qū)動器325以及晶體管326和327分別對應(yīng) 于例如前述圖6中的線圈23、驅(qū)動器25以及晶體管26和27。
[0135] 由于在開關(guān)（晶體管）326和327與輸出節(jié)點"OUT"之間僅存在基于線圈323的電 感，因此圖16所示的電源裝置具有寬頻帶（由線圈323的通過率確定)，這導(dǎo)致了在波形跟 蹤期間增加效率的可能性。
[0136] 圖16所示的電源裝置以與前述圖4的電源裝置相同的方式通過電流檢測電阻303 來檢測線性調(diào)節(jié)器301的輸出電流Ilin。此處，現(xiàn)在討論將參照圖5至圖12描述的本實施 方式應(yīng)用于圖16的電源裝置的情況。
[0137] 在該情況下，當(dāng)線性調(diào)節(jié)器301停止工作以減小由于線性調(diào)節(jié)器301造成的浪費 的功率（R35)時，開關(guān)調(diào)節(jié)器2也停止工作。因此，圖16所示的電源裝置未生成輸出電壓 Vo〇
[0138] 圖17是將第一實施方式應(yīng)用于圖16所示的混合器電源裝置的電路圖。換言之， 圖17所示的電源裝置與如下電源裝置相對應(yīng)：其中，例如將前述圖6的配置應(yīng)用于圖16的 電源裝置；以及設(shè)置電流感測電路3且移除電流感測電阻303。
[0139] 在圖17中，圖6中的滯后緩沖器21被表示成如下比較器：電流感測電路3的輸 出（Vso)被輸入至該比較器的一個輸入端而預(yù)定參考電壓被輸入至該比較器的另一個輸入 端。此外，在開關(guān)調(diào)節(jié)器2的前級(滯后緩沖器21)中，布置有延遲電路4 (圖10A中示出的 電容器41)。
[0140] 如上所述，在圖17所示的電源裝置中，例如，當(dāng)線性調(diào)節(jié)器1停止工作時，電流感 測電路3變得難以根據(jù)線性調(diào)節(jié)器1的輸出電流來輸出信號，因此，開關(guān)調(diào)節(jié)器2也停止工 作。
[0141] 因此，例如，當(dāng)功率放大器的輸出功率小時，線性調(diào)節(jié)器1停止工作，從而變得難 以使用來自開關(guān)調(diào)節(jié)器2的固定電源電壓來驅(qū)動功率放大器。
[0142] 圖18是示出第四實施方式的電源裝置的一個示例的電路圖，其中已解決了前述 圖17的電源裝置的問題。
[0143] 從圖18和前述圖17的比較可以明顯看出，第四實施方式的電源裝置增加了控制 器6、開關(guān)SW11至SW14和平滑電容器7。在圖18的電源裝置中，包絡(luò)發(fā)生器10對應(yīng)于例 如圖1中的幅度檢測器101。
[0144] 在前級放大器（比較器)11的一個輸入端中布置有開關(guān)SW11，并且根據(jù)來自控制器 6的控制信號選擇性地將來自包絡(luò)發(fā)生器10的包絡(luò)信號Se或固定電源電壓模式電壓Vref 輸入至開關(guān)。
[0145] 此時，當(dāng)輸出固定電源電壓時，將表示選擇固定電源電壓和波形跟蹤電源電壓中 哪一個作為輸出電壓Vo的模式選擇信號Sm與用于指定電源裝置的輸出電源Vo的電平的 固定電源電壓模式電壓Vref -起輸入至控制器6中。
[0146] 換言之，模式選擇信號Sm是指如下信號：該信號根據(jù)功率放大器的輸出功率來確 定以固定電源電壓和波形跟蹤電源電壓中的哪一個來驅(qū)動功率放大器以增加功率效率，然 后指示固定電源電壓模式或波形跟蹤電源電壓模式。
[0147] 在本文中，可以不從外部向控制器6輸入模式選擇信號Sm，并且替代地，例如，允 許控制器6具有用作用于切換固定電源電壓模式和波形跟蹤電源電壓模式的閾值的輸出 功率。然后，控制器6自身可以確定向開關(guān)SW11至SW14中的每個開關(guān)輸出選擇信號。
[0148] 比較器11的另一個輸入端連接至輸出節(jié)點"OUT"并且輸出電壓Vo被輸入至該另 一個輸入端。在本文中，比較器11輸出例如參照圖6所描述的控制信號Gp和Gn。
[0149] 在輸出級放大器12的pMOS晶體管Trip的柵極處，開關(guān)SW12被布置成根據(jù)來自 控制器6的控制信號選擇性地輸入來自比較器11的信號Gp或者電源電勢（Vdd)。
[0150] 在輸出級放大器12的nMOS晶體管Trln的柵極處，開關(guān)SW13被布置成根據(jù)來自 控制器6的控制信號選擇性地輸入來自比較器11的信號Gn或地電勢（GND)。此外，在輸出 節(jié)點"OUT"處，布置有經(jīng)由開關(guān)SW14連接至地線GND的平滑電容器7。
[0151] 最初，當(dāng)輸出固定電源電壓時，線性調(diào)節(jié)器1中消耗最大量的功率的輸出級放大 器(輸出緩沖器)12被阻斷（固定在高阻抗)，前級放大器11用作比較器以控制輸出電壓Vo。 此時，為了降低輸出紋波和阻抗，將平滑電容器7連接至輸出節(jié)點"OUT"。
[0152] 換言之，當(dāng)輸出固定電源電壓時，開關(guān)SW11至SW14中的每個開關(guān)連接至Φ2側(cè)。 因此，固定電源電壓模式電壓Vref被輸入至比較器11的一個輸入端，并且與另一輸入端的 輸出電壓Vo進行比較。然后，經(jīng)由電流感測電路3來控制開關(guān)調(diào)節(jié)器2,使得輸出電壓Vo 變?yōu)閂ref。
[0153] 此時，由于在輸出緩沖器12的晶體管Trip的柵極施加電源電勢（Vdd)并且在晶體 管Trln的柵極施加地電勢（GND)，因而這兩個晶體管均關(guān)斷，因此輸出緩沖器(輸出級放大 器）12不消耗功率。另外，平滑電容器7連接至在節(jié)點與地線GND之間的輸出節(jié)點"OUT"。
[0154] 另一方面，當(dāng)輸出波形跟蹤電源電壓時，線性調(diào)節(jié)器1的輸出緩沖器12工作，并且 輸出緩沖器12和電流感測電路3被用作例如與如圖6所示的電源裝置中的配置相同的配 置。
[0155] 換言之，當(dāng)輸出波形跟蹤電源電壓時，開關(guān)SW11至SW14中的每個開關(guān)連接至Φ 1 偵k因此，包絡(luò)信號Se被輸入至比較器(前級放大器)11的一個輸入端，并且與另一個輸入 端的輸出電壓Vo進行比較。然后，控制線性調(diào)節(jié)器1，使得輸出電壓Vo根據(jù)包絡(luò)信號Se而 變化。
[0156] 此時，來自前級放大器11的控制信號Gp被輸入至輸出緩沖器12的晶體管Trip 的柵極，并且來自前級放大器11的控制信號Gn被輸入至晶體管Trln的柵極。此處，輸出 節(jié)點"OUT"處的平滑電容器被阻斷，因此，相對于包絡(luò)信號Se的高速波形跟蹤變得可能。
[0157] 以此方式，由于第四實施方式的電源裝置使得能夠使用前級放大器11作為固定 電源電壓模式比較器，因而實現(xiàn)了占用面積的減小。此外，當(dāng)以固定電源電壓進行設(shè)置時， 連接平滑電容器7，從而可以在固定電源電壓模式下進一步平滑輸出電壓Vo。
[0158] 另外，當(dāng)輸出固定電源電壓時，線性調(diào)節(jié)器1被激活(處于操作狀態(tài))，因此，可以以 期望的固定電源電壓立即進行設(shè)置。在將平滑電容器7連接至輸出節(jié)點"OUT"時以高阻抗 來設(shè)置輸出緩沖器(輸出級放大器)12的情況下，使得輸出電壓Vo暫時降低。然而，根據(jù)開 關(guān)調(diào)節(jié)器2的操作，輸出電壓Vo立即返回至固定電源電壓。
[0159] 由于開關(guān)調(diào)節(jié)器2包括延遲電路4和滯后緩沖器21，因而在達到期望的固定電源 電壓之前可以供給電流而不進行開關(guān)操作。因此，與固定頻率的電源相比可以更快速地充 電。
[0160] 圖19是示出第五實施方式的電源裝置的一個示例的電路圖。進一步增加了固定 電源電壓模式比較器單元8,使得即使在線性調(diào)節(jié)器停止工作的情況下，開關(guān)調(diào)節(jié)器2也生 成固定電源電壓。然而，開關(guān)SW21至SW25不同于圖18中的開關(guān)SW11至SW14。
[0161] 換言之，在圖18中所示的第四實施方式中，包含在線性調(diào)節(jié)器1中的前級放大器 11也用作固定電源電壓模式比較器，然而，在第五實施方式中，與前級放大器11分離地來 設(shè)置比較器。
[0162] 如圖19所示，第五實施方式的電源裝置增加了固定電源電壓模式比較器單元8。 固定電源電壓模式比較器單元8包括：固定電源電壓模式比較器81，以及具有與電流感測 電路3相對應(yīng)的配置的固定電源電壓模式電流感測電路82。
[0163] 在本文中，由于固定電源電壓模式電流感測電路82只需要工作，因而，例如，允許 固定電源電壓模式比較器81的晶體管的大小小于前級放大器11的晶體管的大小。
[0164] 此外，固定電源電壓模式電流感測電路82包括pMOS晶體管Tr3p和nMOS晶體管 Tr3n，這些晶體管的操作與上述電流感測電路3中的操作相同。
[0165] 從圖19和前述圖18的比較可以明顯看出，在第五實施方式的電源裝置中，來自 包絡(luò)發(fā)生器10的包絡(luò)信號Se直接被輸入至前級放大器11的一個輸入端而未經(jīng)過開關(guān) (Sffll)o
[0166] 此外，上述第四實施方式的電源裝置中的開關(guān)SW12和開關(guān)SW13還變?yōu)椴皇潜匦?的，并且前級放大器11的輸出信號Gp和Gn也被直接輸入至輸出級放大器12的晶體管Trip 和晶體管Trln的柵極。
[0167] 在圖19中，固定電源電壓模式比較器81的開關(guān)SW21、SW22以及前級放大器11' 的開關(guān)SW23、SW24用于停止和激活其對應(yīng)的操作，并且在一些情況下，這些開關(guān)被原始地 設(shè)置。
[0168] 在圖19中，例如，當(dāng)輸出功率小時，停止線性調(diào)節(jié)器1并且由來自于開關(guān)調(diào)節(jié)器2 的固定電源電壓來驅(qū)動功率放大器5。在此情況下，根據(jù)控制器6的控制信號來將開關(guān)SW21 至SW25中的每個開關(guān)切換至Φ 2偵k
[0169] 換言之，激活固定電源電壓模式比較器81使其處于工作狀態(tài)。然后，停止前級放 大器11'以停止線性調(diào)節(jié)器1，從而使得由于諸如線性調(diào)節(jié)器的偏置電流引起的浪費電流 不流過。此外，平滑電容器7連接至輸出節(jié)點"OUT"。
[0170] 另一方面，在以波形跟蹤電源電壓來驅(qū)動功率放大器5的情況下，例如，當(dāng)放大器 用作ET或EER系統(tǒng)的電源裝置時，根據(jù)來自控制器6的控制信號將開關(guān)SW21至SW25中的 每個開關(guān)切換至Φ1側(cè)。換言之，固定電源電壓模式比較器81停止工作，并且激活前級放 大器11以操作線性調(diào)節(jié)器1，并且還將平滑電容器7從輸出節(jié)點"OUT"斷開。
[0171] 圖20是用于描述在第四實施方式和第五實施方式的電源裝置中從波形跟蹤電源 電壓模式到固定電源電壓模式轉(zhuǎn)換的圖。此處，在圖20中，左側(cè)表示波形跟蹤電源電壓模 式的輸出電壓Vo，右側(cè)表不固定電源電壓模式的輸出電壓Vo。
[0172] 例如，當(dāng)輸出功率下降并且以固定電源電壓來驅(qū)動功率放大器5實現(xiàn)較高的功率 效率時，相應(yīng)的開關(guān)SW11至SW14和相應(yīng)的開關(guān)SW21至SW25從Φ 1側(cè)切換至Φ2側(cè)。因 此，可以立即切換至固定電源電壓模式。
[0173] 在以上討論的描述中，不用說應(yīng)理解，圖18和圖19的配置僅為示例，并且能夠?qū)?開關(guān)、連接點等的配置進行各種修改。以此方式，第四和第五實施方式使得能夠避免由于電 流檢測電阻（303 )產(chǎn)生的功耗并且還通過切換固定電源電壓和波形跟蹤電源電壓來有效地 驅(qū)動功率放大器。
[0174] 在以上描述中，已經(jīng)描述了功率放大器作為電源裝置的負載的示例。然而，本實施 方式的電源裝置是可適用的而不限于此。此外，不用說應(yīng)理解，本實施方式的電源裝置和功 率放大器的負載等能夠被形成為一個單獨的半導(dǎo)體集成電路裝置。
[0175] 本文中所提供的所有示例和條件性語言旨在出于教導(dǎo)目的幫助讀者理解由發(fā)明 人貢獻以推廣技術(shù)的本發(fā)明和構(gòu)思，而不應(yīng)被解釋成限于這樣具體列舉的示例和條件，也 不應(yīng)被解釋成限于說明書中的這樣的示例與示出本發(fā)明的優(yōu)勢與劣勢相關(guān)的組織。盡管已 經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的一個或更多個實施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以在不背離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下對本發(fā)明的一個或更多個實施方式作出各種變化、置換和替換。
【權(quán)利要求】
1. 一種電源裝置，包括： 線性調(diào)節(jié)器，包括輸出級放大器； 電流感測電路，用于檢測所述線性調(diào)節(jié)器的輸出電流，所述電流感測電路被設(shè)置為以 與所述輸出級放大器相對應(yīng)的配置與所述輸出級放大器并聯(lián)；以及 開關(guān)調(diào)節(jié)器，用于根據(jù)所述電流感測電路的輸出信號工作，其中， 所述線性調(diào)節(jié)器和所述開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作以在輸出節(jié)點處生成輸出電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其中， 所述輸出級放大器包括生成拉電流的第一晶體管和生成灌電流的第二晶體管； 所述電流感測電路包括生成拉電流的第三晶體管和生成灌電流的第四晶體管；以及 所述第一晶體管的第一控制信號控制所述第三晶體管，以及所述第二晶體管的第二控 制信號控制所述第四晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其中， 所述第一晶體管與所述第二晶體管之間的第一電流生成能力比和所述第三晶體管與 所述第四晶體管之間的第二電流生成能力比基本上相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其中， 所述第一晶體管和所述第二晶體管的大小大于所述第三晶體管和所述第四晶體管的 大小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的電源裝置，其中， 所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括： 開關(guān)器件，根據(jù)所述電流感測電路的輸出信號對所述開關(guān)器件進行通斷控制；以及 線圈，其布置在所述開關(guān)器件與所述輸出節(jié)點之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源裝置，其中， 所述開關(guān)調(diào)節(jié)器還包括接收所述電流感測電路的輸出信號的滯后緩沖器，并且 根據(jù)所述滯后緩沖器的輸出信號來對所述開關(guān)器件進行通斷控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源裝置，其中， 所述開關(guān)器件包括與二極管串聯(lián)連接的第五晶體管， 所述二極管與所述第五晶體管的公共連接節(jié)點連接至所述線圈的第一端子， 所述第一晶體管和所述第二晶體管的公共連接節(jié)點連接至所述線圈的第二端子，以及 所述第一晶體管和所述第二晶體管的公共連接節(jié)點連接至所述輸出節(jié)點。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源裝置，其中， 所述開關(guān)調(diào)節(jié)器還包括用于驅(qū)動作為所述開關(guān)器件的第六晶體管和第七晶體管的驅(qū) 動器； 所述第六晶體管和所述第七晶體管的公共連接節(jié)點經(jīng)由所述線圈連接至所述輸出節(jié) 點，以及 所述第一晶體管和所述第二晶體管的公共連接節(jié)點連接至所述輸出節(jié)點。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源裝置，其中， 所述滯后緩沖器包括可變的滯后特性。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源裝置，其中， 所述滯后緩沖器包括連接在所述滯后緩沖器的輸入與輸出之間的可變電阻。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電源裝置，所述電源裝置還包括： 布置在所述電流感測電路的輸出級中的延遲電路。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源裝置，其中， 所述延遲電路的延遲時間根據(jù)外部控制信號是可變的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電源裝置，所述電源裝置還包括： 布置在所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的前級中的滯后緩沖器，并且所述滯后緩沖器的滯后特性根據(jù) 外部信號是可變的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源裝置，其中， 所述延遲電路包括可變電容器或固定電容器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源裝置，其中， 所述延遲電路包括低通濾波器，所述低通濾波器包括可變電容器或固定電容器以及可 變電阻或固定電阻。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電源裝置，其中，所述線性調(diào)節(jié)器通過切換來 輸出波形跟蹤電源電壓和固定電源電壓，所述波形跟蹤電源電壓通過追隨待輸入的包絡(luò)信 號的波形而變化。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電源裝置，其中， 根據(jù)所述待輸入的包絡(luò)信號的最大電平來指定所述固定電源電壓。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電源裝置，所述電源裝置還包括： 控制器，所述控制器通過在波形跟蹤電源電壓模式和固定電源電壓模式之間進行切換 來控制所述模式，所述波形跟蹤電源電壓模式用于將所述電源裝置的輸出電壓轉(zhuǎn)換成所述 波形跟蹤電源電壓，所述固定電源電壓模式用于將所述電源裝置的輸出電壓轉(zhuǎn)換成所述固 定電源電壓。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的電源裝置，其中， 所述線性調(diào)節(jié)器包括用于控制所述輸出級放大器的前級放大器，所述前級放大器接收 表不所述輸出電壓的電平的輸出電壓信號，以及 在所述波形跟蹤電源電壓模式的情況下，所述控制器通過輸入所述包絡(luò)信號使得所述 前級放大器對所述輸出電壓信號和所述包絡(luò)信號進行比較，并且使得所述電流感測電路和 所述輸出級放大器工作，以及 在所述固定電源電壓模式的情況下，所述控制器通過輸入預(yù)定參考電壓使得所述前級 放大器對所述輸出電壓信號和所述預(yù)定參考電壓進行比較，使得所述電流感測電路工作， 并且使得所述輸出級放大器停止工作。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的電源裝置，其中， 所述線性調(diào)節(jié)器包括： 前級放大器，用于控制所述輸出級放大器，所述前級放大器接收所述輸出電壓和表示 所述包絡(luò)信號的電平的所述輸出電壓信號； 固定電源電壓模式比較器，用于接收所述輸出電壓和來自所述控制器的表示預(yù)定參考 電壓的電平的輸出電壓信號；以及 固定電源電壓模式電流感測電路，其由所述固定電源電壓模式比較器的輸出信號控 制，并且具有與所述電流感測電路相對應(yīng)的配置，其中， 在所述波形跟蹤電源電壓模式的情況下，所述控制器使得所述固定電源電壓模式電流 感測電路停止工作并且使得所述前級放大器工作，以及 在所述固定電源電壓模式的情況下，所述控制器使得所述前級放大器停止工作并且使 得所述固定電源電壓模式電流感測電路工作。
21. -種半導(dǎo)體集成電路裝置，包括： 電源裝置；以及 功率放大器，用于接收在所述電源裝置中生成的輸出電壓作為電源電壓，并且然后放 大輸入高頻信號以輸出經(jīng)放大的信號，其中， 所述電源裝置包括： 線性調(diào)節(jié)器，包括輸出級放大器； 電流感測電路，用于檢測所述線性調(diào)節(jié)器的輸出電流，所述電流感測電路被設(shè)置為以 與所述輸出級放大器相對應(yīng)的配置與所述輸出級放大器并聯(lián)；以及 開關(guān)調(diào)節(jié)器，其根據(jù)所述電流感測電路的輸出信號工作，其中， 所述線性調(diào)節(jié)器和所述開關(guān)調(diào)節(jié)器彼此協(xié)作地工作以在輸出節(jié)點處生成輸出電壓。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，所述半導(dǎo)體集成電路裝置還包括： 幅度檢測器，其接收所述高頻信號并且檢測所述高頻信號的包絡(luò)以向所述電源裝置輸 出包絡(luò)信號。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體集成電路裝置，所述半導(dǎo)體集成電路裝置還包括： 限制器，其接收所述高頻信號，并且然后向所述功率放大器輸出表示所述高頻信號的 頻率分量的高頻相位信號。
【文檔編號】H02M3/156GK104065267SQ201410042066
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】大石和明, 吉田榮司, 坂井靖文 申請人:富士通株式會社