專利名稱：帶有到開關(guān)電源的反饋的調(diào)制電源級(jí)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)制電源級(jí)，具體地說，涉及這樣的級(jí)，其中，連接有反饋回路，以提供 輸入來控制對(duì)低頻開關(guān)電源的選擇?？梢詮牡皖l開關(guān)電源的輸出或者從高頻校正級(jí)的輸出 來提供這種反饋。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是，包絡(luò)線路追蹤(ET:envel0pe tracking)以及包絡(luò) 線路消除與恢復(fù)(EER :envelope elimination and restoration)可以較大地提高功率 放大器工作的效率，特別是具有較大峰值系數(shù)的例如正交頻分復(fù)用(OFDM orthogonal frequency-division multiplexing)的信號(hào)。然而，同樣已知的是，由于涉及較大的功率以 及帶寬，這些技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出相當(dāng)大的困難。當(dāng)應(yīng)用于必須將分立元件的數(shù)目最小化并 且必須避免使用大尺寸磁性元件的便攜式無線路終端時(shí)，這些困難變得尤其難以應(yīng)對(duì)。顯而易見的簡單解決方案是使調(diào)制器成為快速響應(yīng)的線路性調(diào)節(jié)器。然而，這只 是改變了功率放大器中浪費(fèi)的功率以及線路性調(diào)節(jié)器中浪費(fèi)的功率，并沒有導(dǎo)致效率的凈 ±曾長(net gain)。為了增大一些效率，已知一些現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)采取提供有低壓差(LD0:low drop-out)快速響應(yīng)線路性穩(wěn)壓器的開關(guān)型。這消除了開關(guān)型操作中固有的誤差。然而，由 于在線路性穩(wěn)壓器中必須有足夠的范圍以考慮到開關(guān)型誤差的峰值，其比均方根(RMS)誤 差大得多，所以會(huì)出現(xiàn)問題。這在LDO中導(dǎo)致較大的固有耗散(standing dissipation)。GB2398648中公開的技術(shù)提供了在此之上的重大改進(jìn)。圖1中示出了該實(shí)現(xiàn)。圖 1示出了用作高效功率轉(zhuǎn)換裝置的典型的開關(guān)式電源的圖。應(yīng)注意，作為示例將其給出；本 發(fā)明不限于該類型的拓?fù)?。粗DC-DC開關(guān)電源102在濾波器網(wǎng)絡(luò)104濾波之后提供了對(duì)于輸入線路118上所 提供的參考波形的所需波形的近似值。濾波器包括用于存儲(chǔ)磁能的電感器106以及用于存 儲(chǔ)電能的電容器108。使用變壓器110，其可以給出真正的疊加，例如，信號(hào)可以相加和相 減，所以可以將來自校正放大器114的平均校正設(shè)為零，從而消除較大的固有耗散。變壓器 的輸出向負(fù)載112提供了輸出。變壓器110的輸出被反饋，以向校正放大器114提供輸入， 校正放大器114接收線路116上的參考信號(hào)作為進(jìn)一步的輸入(其可以與線路118上的參 考信號(hào)相同，或者來自與線路118上的參考信號(hào)相同的源)。變壓器將開關(guān)電源電壓與校正 放大器的輸出進(jìn)行組合，以提供校正后的輸出電壓。圖1的結(jié)構(gòu)的潛在問題是，變壓器110必須具有較高的自感以防止校正電流通過 變壓器多余的電感而分流。這表示通常必須使用較大的鐵氧體磁芯。盡管這對(duì)于無線路基 礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用而言是可以接受的，但是對(duì)于便攜式手機(jī)應(yīng)用或任何可能會(huì)施加尺寸限制的應(yīng) 用而言，這表現(xiàn)得尤其困難。圖1的電源級(jí)能夠進(jìn)行非常高效的操作，但是電路僅可以在兩個(gè)水平(level)之 間進(jìn)行切換(switched)僅可以通過能量存儲(chǔ)元件106以及108的濾波動(dòng)作獲得中間水平。對(duì)于低頻輸出(比切換頻率低得多的頻率)，該結(jié)構(gòu)能夠執(zhí)行追蹤，但是在高頻下，該結(jié) 構(gòu)會(huì)提供較差的追蹤。開關(guān)相關(guān)的產(chǎn)品在高頻下也會(huì)有實(shí)質(zhì)上的突破。當(dāng)所述功率轉(zhuǎn)換電 路被用作調(diào)制器時(shí)，能量存儲(chǔ)元件形成了平行的諧振回路(resonant tank)，其在某些頻率 下將表現(xiàn)出針對(duì)負(fù)載的較高阻抗。在圖2中可以看出其影響。能量存儲(chǔ)元件針對(duì)快速改變的電流要求的反作用在功 率放大器處產(chǎn)生了波形204。與所需波形202比較時(shí)，它表現(xiàn)出嚴(yán)重的示蹤。而且，較高的 輸出阻抗會(huì)導(dǎo)致負(fù)載的不穩(wěn)定?？梢栽诿绹鴮＠鸑o. 5，905，407,6, 054，914,6, 198，374,6, 300，826,6, 583，664、 6，661，210,6, 661，217,6, 710，646,6, 792，252、以及美國專利申請(qǐng) No. 2002/0008574 中找 到現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)型調(diào)節(jié)器的示例。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的調(diào)制電源級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種電壓供應(yīng)級(jí)，該電壓供應(yīng)級(jí)包括選擇裝置，其根據(jù)表 示期望電源電壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合裝置，其將所選 擇的電源電壓與校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；以及調(diào)整裝置，其適于根據(jù)所 述參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)，其中，所述選擇裝置被設(shè)置為 進(jìn)一步根據(jù)由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)來選擇所述多個(gè)電源電壓中的所述一 個(gè)電源電壓。所述組合裝置的輸入是要組合的信號(hào)所選擇的電源電壓和校正信號(hào)。所選擇的 電源電壓是選擇裝置的輸出，其優(yōu)選地是開關(guān)電壓供應(yīng)。校正信號(hào)是調(diào)整裝置的輸出。所述由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)可以是所述選擇裝置的輸出。所述由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)可以是所述調(diào)整裝置的輸出。所述反饋控制級(jí)可以向選擇裝置提供由組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)。反饋控 制級(jí)可以適于接收參考信號(hào)作為第一輸入，并接收組合裝置的一個(gè)輸入作為第二輸入，并 且還適于根據(jù)組合裝置的一個(gè)輸入來調(diào)整參考信號(hào)，以便為選擇裝置提供經(jīng)調(diào)整的參考信 號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述反饋控制級(jí)可以包括減法器，其從所述參考信號(hào)中減去 所述選擇裝置的輸出；比例積分PI控制器，其接收相減所得信號(hào)并生成經(jīng)修改的輸出；以 及加法器，其將所述PI控制器的所述經(jīng)修改的輸出與所述參考信號(hào)相加，以形成作為所述 經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)的所述反饋控制級(jí)的輸出。在另選實(shí)施方式中，所述反饋控制級(jí)可以包括比例積分PI控制器，其接收所述 調(diào)整裝置的輸出，并生成經(jīng)修改的輸出；以及加法器，其將所述PI控制器的所述經(jīng)修改的 輸出與所述參考信號(hào)相加，以形成作為所述經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)的所述反饋控制級(jí)的輸出。所述組合裝置優(yōu)選地包括電感器，并且所述調(diào)整裝置優(yōu)選地包括電壓-電流轉(zhuǎn)換 器，其中，表示所述校正信號(hào)的電流在所述電感器的第二端子處被注入，以調(diào)整由所選擇的 電源電壓提供的在所述電感器中流動(dòng)的電流，在連接至所述電感器的第二端子的負(fù)載中流 動(dòng)的經(jīng)過如此調(diào)整的電流由此在所述負(fù)載兩端施加了所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓。所述電壓供應(yīng)級(jí)優(yōu)選地還包括參考調(diào)整級(jí)，其調(diào)整所述參考信號(hào)以提供經(jīng)修改的參考信號(hào)。所述選擇裝置適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來進(jìn)行選擇。所述反饋控制裝置 適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來提供所述由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)。所述參考調(diào)整級(jí)可以包括用于根據(jù)所述參考信號(hào)的幅度與所選擇的電源電壓的 幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度的裝置。用于調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度的裝置可 以包括相關(guān)器，其確定所述參考信號(hào)與所選擇的電源電壓之間的幅度誤差；以及幅度調(diào) 整塊，其根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。所述參考調(diào)整級(jí)可以包括用于對(duì)所述組合裝 置中的電流進(jìn)行控制，以使所述組合裝置中的電流最大化并由此使所述調(diào)整裝置中的電流 最小化的裝置。用于控制電流的裝置包括相關(guān)器，其確定所述電感器中的電流，并且提供 控制信號(hào)以根據(jù)該電流來修改微分器的系數(shù)，所述微分器被設(shè)置為接收所述參考信號(hào)并且 生成其微分版本。所述微分器被設(shè)置為接收經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)作為輸入，生成微分后 的經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所述參考調(diào)整級(jí)還包括加法器，其將所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信 號(hào)與所述微分后的經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)修改的參考信號(hào)。一種用于移動(dòng)無線設(shè)備的追蹤調(diào)制電源級(jí)，該追蹤調(diào)制電源級(jí)包括所定義的電壓 供應(yīng)級(jí)。這樣，本發(fā)明還提供了一種生成電源電壓的方法，該方法包括以下步驟選擇步 驟，根據(jù)表示期望電源電壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合步驟， 將所選擇的電源電壓與校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；生成步驟，根據(jù)所述參 考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)；以及提供步驟，向所述組合步驟提 供一個(gè)輸入信號(hào)作為反饋信號(hào)，其中，所述選擇步驟被進(jìn)一步配置為根據(jù)所述反饋信號(hào)來 選擇所述多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓。所述提供步驟可以提供所述選擇裝置的輸出作為所述反饋信號(hào)。所述提供步驟可以提供所述調(diào)整裝置的輸出作為所述反饋信號(hào)。該方法還可以包括以下步驟對(duì)所述反饋信號(hào)進(jìn)行控制，以向所述選擇裝置提供 由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)。對(duì)所述反饋信號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步驟接收所述參考信號(hào)作為第一輸 入，并且接收所述組合步驟的一個(gè)輸入作為第二輸入；以及根據(jù)所述組合步驟的所述一個(gè) 輸入來調(diào)整所述參考信號(hào)，以便為所述選擇步驟提供經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)。對(duì)所述反饋信號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步驟從所述參考信號(hào)中減去所述選擇 裝置的輸出；接收相減所得信號(hào)，并且生成經(jīng)比例積分PI修改的輸出，并且將經(jīng)修改的信 號(hào)與所述參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)。對(duì)所述反饋信號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步驟接收所述調(diào)整裝置的輸出；生成 經(jīng)比例積分PI修改的輸出；以及將經(jīng)修改的信號(hào)與所述參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)調(diào)整 的參考信號(hào)。所述組合裝置可以包括電感器，并且，所述調(diào)整裝置可以包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器， 該方法還可以包括以下步驟在所述電感器的第二端子處注入表示所述校正信號(hào)的電流， 以調(diào)整由所選擇的電源電壓提供的在所述電感器中流動(dòng)的電流、在連接至所述電感器的第 二端子的負(fù)載中流動(dòng)的經(jīng)過如此調(diào)整的電流，由此在所述負(fù)載兩端施加所述經(jīng)調(diào)整的電源 電壓。該方法還可以包括以下步驟調(diào)整步驟，調(diào)整所述參考信號(hào)以提供經(jīng)修改的參考信號(hào)。所述選擇步驟還適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來進(jìn)行選擇。所述反饋控制步驟還適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來提供所述由所述組合步 驟的一個(gè)輸入得到的信號(hào)。所述調(diào)整步驟還可以包括根據(jù)所述參考信號(hào)的幅度與所選擇的電源電壓的幅度 之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度。調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度的步驟可以包括確定所述參考信號(hào)與所選擇的電源電 壓之間的幅度誤差；以及根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。所述調(diào)整步驟可以包括對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn)行控制，以使所述組合裝置 中的電流最大化，由此使所述調(diào)整裝置中的電流最小化。對(duì)電流進(jìn)行控制的步驟可以包括確定所述電感器中的電流；提供控制信號(hào)以根 據(jù)該電流來修改微分器的系數(shù)，所述微分器被設(shè)置為接收所述參考信號(hào)并生成其微分版 本。該方法還可以包括以下步驟在所述微分器處接收經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)作為輸 入；以及生成微分后的經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所述調(diào)整步驟還包括將所述經(jīng)幅度調(diào)整的 參考信號(hào)與所述微分后的經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)修改的參考信號(hào)。另一方面，本發(fā)明提供了一種組合器，該組合器將第一電壓信號(hào)與第二電壓信號(hào) 相組合，以提供組合后的電壓信號(hào)，該組合器包括電感，其具有連接至第一電壓信號(hào)的第 一端子；負(fù)載，其連接至第二電壓端子；以及轉(zhuǎn)換裝置，其在輸入端接收第二電壓信號(hào)，并 且在輸出端生成表示第二電壓信號(hào)的電流，所述轉(zhuǎn)換裝置的輸出端連接至所述電感器的第 二端子，其中，在所述負(fù)載中生成了表示組合后的第一電壓和第二電壓的電流，因此在所述 負(fù)載兩端施加了組合后的電壓信號(hào)。該組合器還可以包括連接在所述電感器的第二端子處的電容器，其中，所述電感 器和所述電容器以組合的方式形成了針對(duì)組合信號(hào)的L-C濾波器。所述轉(zhuǎn)換裝置可以是電壓-電流轉(zhuǎn)換器。所述負(fù)載可以是功率放大器，并且組合電壓是所述功率放大器的電源電壓。一種調(diào)制電壓供應(yīng)級(jí)可以包括所定義的組合器，該調(diào)制電壓供應(yīng)級(jí)還可以包括 選擇裝置，其根據(jù)參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓，所選擇的電源電壓是 第一電壓信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換裝置是用于根據(jù)所述參考信號(hào)和所述組合后的電壓信號(hào)來生成包 括第二電壓信號(hào)的校正信號(hào)的調(diào)整裝置。這樣，本發(fā)明還提供了一種用于組合第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)以提供組合后 的電壓信號(hào)的方法，該方法包括以下步驟將第一電壓信號(hào)連接至電感器的第一端子；將 負(fù)載連接至所述電感器的第二端子；將第二電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為表示第二電壓信號(hào)的電流；在 所述電感器的第二端子處提供表示第二電壓信號(hào)的電流，其中，在所述負(fù)載中生成了表示 組合后的第一電壓和第二電壓的電流，因此在所述負(fù)載兩端施加了所述組合后的電壓信 號(hào)。在所述電感器的第二端子處提供表示第二電壓信號(hào)的電流的步驟可以包括將電 流注入到所述電感器的第二端子中。另一方面，本發(fā)明提供了一種電壓供應(yīng)級(jí)，該電壓供應(yīng)級(jí)包括選擇裝置，其根據(jù)表示期望電源電壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合裝置，其將所 選擇的電源電壓與校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；校正裝置，其適于根據(jù)所述 參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)；調(diào)整裝置，其根據(jù)所述參考信號(hào) 的幅度與所選擇的電源電壓的幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度；以及微分裝置， 其對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn)行控制，以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大化，并由此 使需要在所述校正裝置中流動(dòng)的電流最小化。所述調(diào)整裝置可以包括相關(guān)器，其確定所述參考信號(hào)與所選擇的電源電壓之間 的幅度誤差；以及幅度調(diào)整塊，其根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。用于對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn)行控制以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大 化并由此使在所述校正裝置中流動(dòng)的電流最小化的裝置可以包括相關(guān)器，該相關(guān)器確定所 述電感器中的電流，并且據(jù)此來校正微分器的系數(shù)。所述幅度調(diào)整塊可以接收所述參考信號(hào)，并生成經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所述微 分器接收所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)并且在其輸出端生成所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)的 微分版本，并且，加法器將所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)與經(jīng)修改的微分后的參考信號(hào)相加， 以提供由所述調(diào)制電源級(jí)使用的所述參考信號(hào)。另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于生成調(diào)制電源電壓的方法，該方法可以包括 以下步驟選擇步驟，根據(jù)表示期望電源電壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電 源電壓；組合步驟，將所選擇的電源電壓與校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；生 成步驟，根據(jù)所述參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)；調(diào)整步驟，根據(jù) 所述參考信號(hào)的幅度與所選擇的電源電壓的幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度；以 及控制步驟，通過微分來控制所述組合裝置中的電流，以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流 最大化，并由此使需要在所述校正裝置中流動(dòng)的電流最小化。所述調(diào)整步驟可以包括確定所述參考信號(hào)與所選擇的電源電壓之間的幅度誤 差；以及根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn)行控制，以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大化并 由此使在所述校正裝置中流動(dòng)的電流最小化的步驟可以包括確定所述電感器中的電流； 以及據(jù)此來修改微分器的系數(shù)。所述幅度調(diào)整塊可以接收所述參考信號(hào)，并生成所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所 述微分器接收所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，并在其輸出端生成所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào) 的微分版本，并且，加法器將所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)與經(jīng)修改的微分后的參考信號(hào)相 加，以提供由所述調(diào)制電源級(jí)使用的所述參考信號(hào)?？梢詥为?dú)地實(shí)現(xiàn)或者以任何組合方式來實(shí)現(xiàn)所定義的或者在以下描述中所討論 的本發(fā)明的所有方面與特性。


現(xiàn)在將參照附圖舉例描述本發(fā)明，其中圖1例示了包括根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的低頻開關(guān)電源以及高頻誤差校正的調(diào)制電源級(jí)；圖2例示了與例如圖1的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題；圖3例示了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的調(diào)制電源級(jí)的改進(jìn)；
圖4例示了對(duì)于第一實(shí)施方式的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)的變型；圖5例示了對(duì)于第一實(shí)施方式的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步變型；圖6例示了本發(fā)明第二實(shí)施方式的示例性實(shí)現(xiàn)；圖7例示了本發(fā)明實(shí)施方式的示例性實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照本發(fā)明在各種實(shí)施方式中的應(yīng)用，舉例來描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解的是，本發(fā)明不限于其針對(duì)任何特定實(shí)施方式的特定實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的范圍。根據(jù)本發(fā)明的主要原理是提供附加的反饋路徑。該反饋路徑向開關(guān)電源提供輸 入。根據(jù)兩個(gè)主要實(shí)施方式中的一個(gè)來提供反饋路徑。在第一主要實(shí)施方式中，反饋 路徑來自于開關(guān)電源的輸出，即，粗路徑的輸出。在第二主要實(shí)施方式中，反饋路徑來自于 校正路徑的輸出。從而，開關(guān)電源級(jí)向組合器級(jí)(用于組合開關(guān)電源與校正信號(hào))提供了 來自輸入的輸入。該反饋減小了低頻誤差，并且能夠減小組合器級(jí)的帶寬?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D3來描述用于實(shí)現(xiàn)第一主要實(shí)施方式的第一結(jié)構(gòu)。在以下圖中使用 相同的標(biāo)號(hào)，其中，任何元件都對(duì)應(yīng)于在另一圖中示出的元件。通常由標(biāo)號(hào)300來表示圖3的調(diào)制電源級(jí)，其包括開關(guān)電源級(jí)302、開關(guān)電源控 制器304、校正放大器310、組合器級(jí)308、反饋控制級(jí)306、電容器312以及負(fù)載314。圖3的調(diào)制電源級(jí)300根據(jù)在輸入線路316上提供的參考信號(hào)在輸出線路318上 向負(fù)載314提供調(diào)制電源。負(fù)載314可以是功率放大器。開關(guān)電源控制器304從反饋控制級(jí)306接收輸入信號(hào)。根據(jù)來自反饋控制級(jí)306 的信號(hào)，開關(guān)電源控制器304對(duì)開關(guān)電源級(jí)302進(jìn)行控制以在線路320上提供開關(guān)電源輸 出。線路320上的開關(guān)電源輸出向組合器級(jí)308提供第一輸入。反饋控制級(jí)306接收兩個(gè) 輸入第一輸入是在線路322上提供的來自線路320上的開關(guān)電源級(jí)302的輸出，第二輸入 是通過輸入線路316上的參考信號(hào)來提供的。反饋控制級(jí)306的作用是根據(jù)反饋信號(hào)來調(diào) 整所接收的參考信號(hào)，以向開關(guān)電源控制器304提供改動(dòng)的輸入。組合器級(jí)308的第二輸入是通過校正放大器310的輸出來提供的。校正放大器 310接收線路316上的參考信號(hào)作為第一輸入，并且接收線路3M上的包括線路318上的組 合器級(jí)308的輸出的反饋信號(hào)作為第二輸入。可選的電容器312連接在輸出線路318與地之間。在圖3的示例性結(jié)構(gòu)中，根據(jù)第一實(shí)施方式，用變壓器來實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308。變壓 器具有第一繞組340以及第二繞組342。第一繞組340的第一抽頭連接至線路320上的開 關(guān)電源級(jí)302的輸出。第一繞組340的第二抽頭在線路318上提供輸出信號(hào)。連接第二繞 組342的第一抽頭以接收校正放大器310的輸出。第二繞組342的第二抽頭連接至地。這 樣，變壓器就將開關(guān)電源的輸出與校正放大器的輸出組合起來，以在其輸出端產(chǎn)生校正后 的開關(guān)電源。反饋控制級(jí)306開始工作以利用線路322上的來自開關(guān)電源的輸出的反饋向開關(guān) 電源控制器304的輸入提供線路316上的參考信號(hào)的改進(jìn)版本。反饋控制級(jí)306包括減法 器326、加法器330以及PI控制塊328。減法器接收線路316上的參考信號(hào)作為一個(gè)輸入，并且接收線路322上的反饋信號(hào)作為另一個(gè)輸入。用線路316上的反饋信號(hào)減去線路322 上的反饋信號(hào)以向PI控制塊3 提供輸入。PI (比例積分)控制器的實(shí)現(xiàn)在本領(lǐng)域中是公 知的。PI控制塊328的輸出形成了加法器330的第一輸入，加法器330的第二輸入由線路 316上的參考信號(hào)來提供。加法器將PI控制塊328的輸出與參考信號(hào)316相加，以針對(duì)開 關(guān)電源控制器304產(chǎn)生改動(dòng)的參考信號(hào)作為反饋控制級(jí)306的輸出。加法器330向反饋控 制上加了處理大振幅信號(hào)所需的前饋元件。反饋控制級(jí)306通過利用減法裝置3 感應(yīng)電平差異來工作。減法器326的輸出 電平被PI控制塊328感應(yīng)到，并被用于向開關(guān)電源控制器304提供對(duì)于輸入電平的較慢調(diào) 整修理(trim)，使得兩個(gè)電平盡可能地接近。在線路322上的開關(guān)電源級(jí)路徑中提供的反饋移除了線路320上的開關(guān)電源輸出 中的低頻誤差，使得組合器級(jí)308可以實(shí)現(xiàn)為較小的器件，否則就可能較大。開關(guān)電源控制器304根據(jù)本領(lǐng)域已知的技術(shù)來控制開關(guān)電源以選擇合適的電源 電壓。開關(guān)電源控制器根據(jù)其輸入線路上的信號(hào)來控制開關(guān)電源102，在所例示的結(jié)構(gòu)中由 反饋控制級(jí)306的輸出來提供該信號(hào)。在改進(jìn)的結(jié)構(gòu)中，組合器級(jí)308由電感器實(shí)現(xiàn)，而不是由變壓器實(shí)現(xiàn)。圖4中示出 了該改進(jìn)的實(shí)現(xiàn)。如圖4所例示的，組合器級(jí)308設(shè)置有電感器402，其具有連接至開關(guān)電源級(jí)302 的輸出線路320的第一端子。電感器402的第二端子在線路318上提供輸出信號(hào)。通過以電感器來實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308，提供了另外的修改從而實(shí)現(xiàn)組合功能。由圖4 的校正放大器410來代替圖3的校正放大器310。校正放大器410在線路412上提供電流 輸入，其在連接至輸出線路318的電感器402的端子上注入電流。這樣就提供了將校正信 號(hào)與開關(guān)電源信號(hào)進(jìn)行組合以在線路318上獲得改進(jìn)調(diào)制的電源電壓的功能。圖4的示例性結(jié)構(gòu)的電感器402有兩個(gè)功能。首先，電感器402將開關(guān)電源信號(hào) 與校正(或調(diào)整)信號(hào)進(jìn)行組合。其次，電感器402可以與電容器302組合以提供由圖1 中的電感器106與電容器108所提供的L-C濾波器。與GB2398648的結(jié)構(gòu)相比，將電感器402的磁化或自感用作電路功能的一部分，而 不是多余但必需的附加裝置，就像圖3的變壓器結(jié)構(gòu)中那樣。在提供了如圖1所示的L-C 結(jié)構(gòu)的情況下，電感器106可以實(shí)現(xiàn)電感器402，并且電容器108可以實(shí)現(xiàn)電容器312。從 而利用現(xiàn)有的電路實(shí)現(xiàn)了組合器。這表明輸出組合電路的帶寬需求被極大地降低。圖3的結(jié)構(gòu)與圖4的結(jié)構(gòu)之間的另一個(gè)明顯差異是，大部分輸出電流通過電感器 402被開關(guān)電源級(jí)分流，而不是由校正放大器來提供。通常，參照?qǐng)D4，開關(guān)電源302在開關(guān)電源控制塊304的控制下在一組電壓之間進(jìn) 行切換，以選擇與線路316上的參考信號(hào)電壓相對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源。校正放大器410提供作 為電流的調(diào)整或校正信號(hào)，將其添加到表示開關(guān)電源電壓的線路318上的電感器402的輸 出中流動(dòng)的電流中。線路318上的調(diào)整電流形成了針對(duì)負(fù)載314的調(diào)整電源電壓。提供了圖4的附加元件作為優(yōu)選元件，以增強(qiáng)圖3的結(jié)構(gòu)的運(yùn)行。作為電感器的 組合器級(jí)308的實(shí)現(xiàn)(利用電流注入校正放大器)不依賴于線路322上提供的反饋。該結(jié) 構(gòu)可以方便地實(shí)現(xiàn)，而不依賴于提供針對(duì)開關(guān)電源級(jí)的反饋。參照?qǐng)D5，例示了在示例性實(shí)施方式中的更進(jìn)一步變型。參照?qǐng)D5，在此例示的調(diào)整電源級(jí)500還設(shè)置有參考調(diào)整級(jí)403。參考調(diào)整級(jí)適于接收線路316上的參考信號(hào)作為輸入。參考調(diào)整級(jí)403還接收另 外的輸入，該輸入是線路416上的來自線路412上的校正放大器410的輸出的反饋信號(hào)。參 考調(diào)整級(jí)403產(chǎn)生形成對(duì)于反饋控制級(jí)306的輸入的輸出。在圖5的結(jié)構(gòu)中，反饋控制級(jí) 306接收作為參考調(diào)整級(jí)403的輸出而提供的參考信號(hào)的改進(jìn)版本，而不是反饋控制級(jí)306 接收線路316上的參考信號(hào)作為直接的輸入。參考調(diào)整級(jí)403包括幅度調(diào)整塊404、微分器塊406、加法器408、相關(guān)器411以及 兩個(gè)積分器413和414。相關(guān)器411接收線路316上的參考信號(hào)作為第一輸入，并且接收線路416上的校 正放大器410的輸出作為第二輸入。相關(guān)器產(chǎn)生兩個(gè)輸出。通過積分器413將第一輸出提 供至幅度調(diào)整塊404。通過積分器414將第二輸出提供至微分器塊406。除了相關(guān)器411 的已積分的第一輸出之外，幅度調(diào)整塊接收線路316上的參考信號(hào)作為輸入。微分器塊406 接收幅度調(diào)整塊404的輸出作為第一輸入，并且接收相關(guān)器411的第二已積分的輸出作為 第二輸入。加法器408接收幅度調(diào)整塊404的輸出作為第一輸入，并且接收微分器塊406 的輸出作為第二輸入。加法器408的輸出形成了參考調(diào)整級(jí)403的輸出，從而提供了反饋 控制級(jí)306的輸入。相關(guān)器411對(duì)線路316上的參考信號(hào)電流與線路416上的校正放大器410所提供 的電流進(jìn)行相關(guān)。當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)相關(guān)時(shí)，相關(guān)器411提供正的輸出，而當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)反 相關(guān)時(shí)，相關(guān)器411提供負(fù)的輸出。兩個(gè)輸出都是取決于出現(xiàn)在相關(guān)器的輸入的不同成形 的濾波器響應(yīng)而從相關(guān)器411產(chǎn)生的。從而，通過未示出的裝置來控制相關(guān)器，以將其輸入 信號(hào)施加給兩組濾波器中的一個(gè)。當(dāng)選擇相關(guān)器輸入的濾波器響應(yīng)使之具有帶通響應(yīng)時(shí)，微分器406由相關(guān)器來控 制。當(dāng)選擇相關(guān)器輸入的濾波器響應(yīng)使之具有低通響應(yīng)時(shí)，幅度調(diào)整塊404由相關(guān)器來控 制。從而，相關(guān)器產(chǎn)生了兩個(gè)輸出，這些輸出形成了積分器413和414的輸入。積分器414對(duì)相關(guān)器輸出進(jìn)行積分，從而使其以受控的方式來控制微分器406的 微分系數(shù)。參考調(diào)整級(jí)403提供了雙重的功能。第一個(gè)功能由微分器406來提供，第二個(gè)功 能由幅度調(diào)整塊404來提供。通常，微分器406可以使流經(jīng)電感器402的電流最大化。這會(huì)使需要通過校正放 大器410傳送的電流最小化，下面將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的討論。通常，幅度調(diào)整塊404可以將校正放大器410提供幅度校正的需求最小化，使得校 正放大器可以較不努力地工作，下面進(jìn)行更詳細(xì)地討論。電感器402的第一端子處的電壓是開關(guān)電源302的輸出，其大約為aXl+b -dx/dt, 其中aXl是所需的調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸出，dx/dt表示時(shí)間導(dǎo)數(shù)校正信號(hào)，b是時(shí)間導(dǎo)數(shù)校正信 號(hào)的幅度。電感器402的第二端子處的電壓是通過校正放大器的動(dòng)作而校正過的第一端子 處的電壓，使得第二端子的電壓盡可能地接近可以由ax2表示的電壓信號(hào)，其中皿2是所需 的調(diào)制器輸出。微分器406可以控制傳送至負(fù)載的電壓信號(hào)的幅度分量b。相關(guān)器411向微分器406提供與電感器402中流動(dòng)的電流有關(guān)的信息?；谠撾娏餍畔?，調(diào)整微分器的系數(shù)以確 保電壓水平b是正確的水平。于是塊406中的微分發(fā)生了改變。因而，微分器改進(jìn)了信號(hào)， 使信號(hào)更接近所需的電壓。如果沒有微分器406，則由于開關(guān)電源反饋路徑，存在通過電感器402的dc電流 (但是沒有ac電流)。提供微分器406以確保大多數(shù)電流(不僅是dc電流)流過電感器 402。電流相關(guān)器411將校正放大器410提供的AC電流與線路316上的參考信號(hào)的AC 分量相乘。如果參考信號(hào)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)太低，則校正放大器進(jìn)行電流相關(guān)。如果導(dǎo)數(shù)項(xiàng)太高， 則兩個(gè)信號(hào)之間是反相關(guān)。這可以用于調(diào)整所測量的負(fù)載電流與導(dǎo)數(shù)項(xiàng)之間的聯(lián)系。二次 項(xiàng)將不需調(diào)整。例如微分器406的微分器的實(shí)現(xiàn)以及微分器系數(shù)的采用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來 說是公知的。可以由以下描述進(jìn)一步理解微分器406的操作以獲得性能改進(jìn)。開關(guān)電源302用作主追蹤元件，而校正放大器410施加精細(xì)調(diào)整或校正。開關(guān)電源 302基于反饋路徑322針對(duì)改進(jìn)的追蹤運(yùn)行閉環(huán)。開關(guān)電源的輸出端仍然會(huì)存在一些殘留 誤差。校正放大器提供了另一個(gè)閉環(huán)，其消除了存在于開關(guān)電源的輸出端的殘留誤差。校 正放大器可以消除高頻誤差，但是低頻校正被電感器402的自感的分流效應(yīng)削弱了。然而， 開關(guān)電源環(huán)在低頻下具有更高的環(huán)路增益，所以在較低頻率下可以減少校正。參考調(diào)整級(jí)403解決了當(dāng)兩個(gè)反饋回路使電感器402的兩側(cè)相等時(shí)所出現(xiàn)的問 題。這會(huì)使電感器402兩端的電壓為零。結(jié)果，需要校正放大器410來獲得(source)電感 器402中的電流的整個(gè)AC部分。為了使AC電流流過電感器402，電感器402兩端的電壓 必須等于電感乘以流過電感器402的電流的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。流過電感器402的電流是流過負(fù)載 314的電流，并且根據(jù)定義，包絡(luò)線追蹤調(diào)制器的輸出電壓必須跟隨(follow)該電流。因 此，如果開關(guān)電源302的輸入跟隨時(shí)間導(dǎo)數(shù)項(xiàng)以及調(diào)制信號(hào)，則開關(guān)電源302可以提供除DC 電流以外的大部分AC電流，從而減少了需要通過校正放大器410傳送的功率。連接在輸出端的電容器312導(dǎo)致電感器402兩端的電壓分量等于所施加的調(diào)制電 壓的二階導(dǎo)數(shù)。這表示，理想情況下，施加至開關(guān)電源302的信號(hào)應(yīng)具有一階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與二階 導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。二階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)通過所使用的電感值與電容值而固定，但是一階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)還是負(fù)載314 所吸引的電流的函數(shù)。因此，需要進(jìn)行負(fù)載電流的一些測量，并且，導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與該負(fù)載電流是 有聯(lián)系的。如上所述，通過相關(guān)器411來確定負(fù)載電流與該導(dǎo)數(shù)項(xiàng)之間的聯(lián)系。幅度調(diào)整塊404可以確保電感器402兩端的dc信號(hào)的幅度是零，即，電感器兩個(gè) 端子處的幅度是零。因而，幅度調(diào)整塊404可以嘗試使 等于 。如果使 等于 ，則僅 通過b · dx/dt分量來提供在電感器的第二端子處形成的電壓信號(hào)(用于傳送至負(fù)載)。如果達(dá)到了這種目的，則校正放大器不需提供幅度校正，從而減少了校正放大器 的工作量。提供參考調(diào)整級(jí)403以達(dá)到這些性能目標(biāo)。電感器的端子處的潛在的幅度不平衡是開關(guān)電源302的輸出與存在于線路316上 的校正放大器410的輸入的參考信號(hào)之間的潛在幅度不平衡的結(jié)果。這種幅度不平衡導(dǎo)致
15較大的電流在電感器402中流動(dòng)，尤其是在低頻時(shí)。幅度調(diào)整塊404通過使反饋控制級(jí)306 的輸入在低頻時(shí)等于線路302上的開關(guān)輸出而解決了該問題，結(jié)果在電感器的端子上形成 的電壓必然是匹配的。幅度調(diào)整塊404根據(jù)校正信號(hào)來調(diào)整線路316上的參考信號(hào)的幅度，其中校正信 號(hào)表示幅度誤差。通過積分器413從相關(guān)器411提供相關(guān)信號(hào)。通過幅度調(diào)整塊404來提 供如此經(jīng)過幅度調(diào)整的參考信號(hào)，作為加法器408的輸入以及微分器406的輸入。有利的是，參考調(diào)整級(jí)403所提供的控制功能跟組合器級(jí)308是否以電感器來實(shí) 現(xiàn)是無關(guān)的?？梢詫?duì)參考調(diào)整級(jí)403的雙重功能進(jìn)行如下總結(jié)。幅度調(diào)整塊404使用一個(gè)相關(guān)器輸出，以控制提供至微分器并且作為該級(jí)的輸出 而提供的信號(hào)的幅度。微分器使用另一個(gè)相關(guān)器輸出，以提供對(duì)于流過電感的電流的控制，從而避免校 正放大器必須為電感器提供電流?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D6來描述本發(fā)明第二主要實(shí)施方式的實(shí)現(xiàn)的示例性結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D6，其改動(dòng)了圖5的結(jié)構(gòu)，使得從校正放大器的輸出來提供到反饋控制級(jí) 306的反饋，而不是從開關(guān)電源級(jí)的輸出來提供。從而，反饋控制級(jí)306在線路602上接收 來自于線路412上的校正放大器的輸出的反饋信號(hào)。在該結(jié)構(gòu)中，由于不需要減法器326，所以改動(dòng)了反饋控制級(jí)。從而，線路602上的 反饋信號(hào)形成了 PI控制塊328的輸入，其形成了加法器330的輸入。如前所述，由參考調(diào) 整級(jí)403的輸出來提供加法器330的另一個(gè)輸入。圖6的結(jié)構(gòu)例示了優(yōu)選的示例性結(jié)構(gòu)，其中提供了參考調(diào)整級(jí)403，并且，以電感 器來實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308。然而，針對(duì)反饋控制級(jí)306從校正放大器的輸出提供反饋信號(hào)的原 理不限于實(shí)現(xiàn)參考調(diào)整級(jí)403的結(jié)構(gòu)，或者以電感器來實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308的結(jié)構(gòu)。可以省 略參考調(diào)整級(jí)403，并且，可以由例如變壓器的其它裝置來實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308。應(yīng)注意的是，在各種實(shí)施方式中公開了特征的組合，并且，本發(fā)明不限于對(duì)這種特 征的組合的應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)。從而，在此描述的從組合級(jí)的輸入提供反饋信號(hào)的主要原理不限 于組合器級(jí)的具體實(shí)現(xiàn)。同樣地，從組合器級(jí)的輸入到開關(guān)電源級(jí)的反饋信號(hào)的實(shí)現(xiàn)不限 于在此例示的參考調(diào)整級(jí)的實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立于組合器級(jí)的實(shí)現(xiàn)，通過在調(diào)制電源級(jí)中實(shí)現(xiàn)在此描述的參考調(diào)整級(jí)可以獲 得相似的優(yōu)勢(shì)。盡管與在此描述的其它特性結(jié)合時(shí)，參考調(diào)整級(jí)具有特定的優(yōu)勢(shì)(例如，當(dāng) 由電感器來實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)時(shí))，但是其實(shí)用性不限于這種特定的應(yīng)用。還應(yīng)注意的是，以電感器實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)不限于在此示出的任何其它方面的細(xì)節(jié)。 盡管當(dāng)結(jié)合這種特性使用時(shí)可以獲得優(yōu)勢(shì)，以電感器實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)不限于從組合器的輸入 到開關(guān)電源級(jí)提供反饋的結(jié)構(gòu)。同樣地，盡管通過以電感器實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)并結(jié)合參考調(diào)整 級(jí)可以再次獲得優(yōu)勢(shì)，但是組合器級(jí)與電感器的實(shí)現(xiàn)不限于任何提供參考調(diào)整級(jí)的結(jié)構(gòu)。最后應(yīng)注意的是，從組合器的輸入到開關(guān)電源級(jí)的反饋的特定實(shí)現(xiàn)與組合器級(jí)的 特定實(shí)現(xiàn)無關(guān)，并且與是否提供參考調(diào)整級(jí)無關(guān)。參照?qǐng)D7，根據(jù)在此描述的示例性實(shí)施方式的原理例示了多相位、多級(jí)電源結(jié)構(gòu)。 圖7的結(jié)構(gòu)利用了在上面圖3中描述的反饋結(jié)構(gòu)，其中，從開關(guān)電源級(jí)的輸出提供到開關(guān)電源級(jí)的反饋。此外，圖7的結(jié)構(gòu)利用了在上文中描述的圖4的結(jié)構(gòu)的特征，其中，以電感器 實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308。在所例示的圖7的多相位結(jié)構(gòu)中，假設(shè)是雙相位結(jié)構(gòu)。從而，提供了兩組開關(guān)電源 級(jí)。各個(gè)開關(guān)電源級(jí)對(duì)應(yīng)于前面圖中的開關(guān)電源級(jí)302，因此在圖7中例示了第一開關(guān)電源 級(jí)30 以及第二開關(guān)電源級(jí)302b，它們都對(duì)應(yīng)于前面圖中的開關(guān)電源級(jí)302。開關(guān)電源控 制器304為兩個(gè)開關(guān)電源級(jí)30 與302b提供公共的開關(guān)電源控制信號(hào)。與圖3的結(jié)構(gòu)一 樣，開關(guān)電源控制器304從反饋控制級(jí)306接收輸入信號(hào)。反饋控制級(jí)306在線路316上 接收作為輸入的參考信號(hào)，并且還接收來自開關(guān)電源級(jí)的輸出端的反饋信號(hào)。在多相位結(jié) 構(gòu)的示例中，反饋控制級(jí)306僅需要來自一個(gè)開關(guān)電源級(jí)的單個(gè)反饋信號(hào)。從而，在圖7的 結(jié)構(gòu)中，例示了從開關(guān)電源級(jí)30 的輸出向反饋控制級(jí)306提供反饋信號(hào)。開關(guān)電源級(jí)30 與302b都向各自的組合器級(jí)308a與308b提供輸出。在示例性 結(jié)構(gòu)中，組合器級(jí)308a與308b都可以根據(jù)之前在此描述的任何組合器級(jí)來實(shí)現(xiàn)。在圖7 的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，以電感器實(shí)現(xiàn)組合器級(jí)308a與308b，分別標(biāo)識(shí)為元件40 與402b。電感 器40 與402b的第一端子都接收來自各自的開關(guān)電源級(jí)30 與302b的輸出信號(hào)。電感 器40 與40 的第二端子一起連接至輸出線路318。校正放大器410在線路316上接收參考信號(hào)，并且在線路412上產(chǎn)生電流，該電 流在電感器40 與402b的輸出端被注入。從而，將校正放大器410的輸出端以及電感器 402a與402b的輸出端一起連接至輸出線路，以將輸出信號(hào)傳送至負(fù)載。從先前的描述可以理解的是，組合器級(jí)308a與30 都可以由變壓器來實(shí)現(xiàn)。各 個(gè)變壓器的輸出端可以連接在一起以在線路318上提供組合的多相位信號(hào)。從先前的描述可以理解的是，可以修改圖7的結(jié)構(gòu)，以從校正放大器410的輸出端 向反饋控制級(jí)提供反饋信號(hào)。從先前的描述可以想到的是，可以進(jìn)一步修改圖7的結(jié)構(gòu)，以包括例如在圖5與圖 6中例示的參考調(diào)整級(jí)403的參考調(diào)整級(jí)。開關(guān)電源30 與302b都可以具有一組電壓(例如，V1至Vx)，其中χ可以是從2 以上的任何適用的數(shù)字。從開關(guān)電源控制器304驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源30 與302b，其中，開關(guān)電 源控制器304選擇最接近的電壓。在這些實(shí)施方式中，開關(guān)電源控制器304可以是PWM、遲滯型轉(zhuǎn)換器或Delta sigma轉(zhuǎn)換器。在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，以開關(guān)時(shí)鐘的相反相位來定時(shí)開關(guān)電源30 與302b。根據(jù)先前的描述，展示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式。各個(gè)實(shí)施方式的各種 元件可以分離地使用，或者可以與其它所描述的元件結(jié)合使用。本發(fā)明不限于其針對(duì)任何 在此描述的實(shí)施方式的細(xì)節(jié)的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種電壓供應(yīng)級(jí)，該電壓供應(yīng)級(jí)包括選擇裝置，其根據(jù)表示期望電源電壓的參考 信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合裝置，其將所選擇的電源電壓與校正信 號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；以及調(diào)整裝置，其適于根據(jù)所述參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào) 整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)，其中，所述選擇裝置被設(shè)置為進(jìn)一步根據(jù)由所述組合 裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)來選擇所述多個(gè)電源電壓中的所述一個(gè)電源電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的所述 信號(hào)是所述選擇裝置的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的所述 信號(hào)是所述調(diào)整裝置的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電壓供應(yīng)級(jí)，該電壓供應(yīng)級(jí)還包括反饋控制 級(jí)，其向所述選擇裝置提供由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的所述信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，所述反饋控制級(jí)適于接收所述參考信號(hào) 作為第一輸入，并接收所述組合裝置的一個(gè)輸入作為第二輸入，并且所述反饋控制級(jí)還適 于根據(jù)所述組合裝置的所述一個(gè)輸入來調(diào)整所述參考信號(hào)，以便為所述選擇裝置提供經(jīng)調(diào) 整的參考信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓供應(yīng)級(jí)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求4和權(quán)利要求2時(shí)，其中，所 述反饋控制級(jí)包括減法器，其從所述參考信號(hào)中減去所述選擇裝置的輸出；比例積分PI 控制器，其接收相減所得信號(hào)并生成經(jīng)修改的輸出；以及加法器，其將所述PI控制器的所 述經(jīng)修改的輸出與所述參考信號(hào)相加，以形成作為所述經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)的所述反饋控制 級(jí)的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓供應(yīng)級(jí)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求4和權(quán)利要求3時(shí)，其中，所 述反饋控制級(jí)包括比例積分PI控制器，其接收所述調(diào)整裝置的輸出，并生成經(jīng)修改的輸 出；以及加法器，其將所述PI控制器的所述經(jīng)修改的輸出與所述參考信號(hào)相加，以形成作 為所述經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)的所述反饋控制級(jí)的輸出。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，所述組合裝置包括電感器，并且所 述調(diào)整裝置包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器，其中，表示所述校正信號(hào)的電流在所述電感器的第二 端子處被注入，以調(diào)整由所選擇的電源電壓提供的在所述電感器中流動(dòng)的電流，經(jīng)過如此 調(diào)整的電流在連接至所述電感器的第二端子的負(fù)載中流動(dòng)，由此在所述負(fù)載兩端施加了所 述經(jīng)調(diào)整的電源電壓。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電壓供應(yīng)級(jí)，該電壓供應(yīng)級(jí)還包括參考調(diào)整級(jí)，其 調(diào)整所述參考信號(hào)以提供經(jīng)修改的參考信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓供應(yīng)級(jí)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)或權(quán)利要求 8時(shí)，其中，所述選擇裝置適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來進(jìn)行選擇。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓供應(yīng)級(jí)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)時(shí)，其中，所 述反饋控制裝置適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來提供由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到 的所述信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，所述參考調(diào)整級(jí)包括用于 根據(jù)所述參考信號(hào)的幅度與所選擇的電源電壓的幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅 度的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，用于調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度的裝置 包括相關(guān)器，其確定所述參考信號(hào)與所選擇的電源電壓之間的幅度誤差；以及幅度調(diào)整 塊，其根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，所述參考調(diào)整級(jí)包括用于 對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn)行控制，以使所述組合裝置中的電流最大化并由此使所述調(diào)整 裝置中的電流最小化的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電壓供應(yīng)級(jí)，其中，用于控制電流的裝置包括相關(guān)器，其 確定所述電感器中的電流，并且提供控制信號(hào)以根據(jù)該電流來修改微分器的系數(shù)，所述微 分器被設(shè)置為接收所述參考信號(hào)并且生成所述參考信號(hào)的微分版本。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電壓供應(yīng)級(jí)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求14和12以及13時(shí)，其中， 所述微分器被設(shè)置為接收經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)作為輸入，生成微分后的經(jīng)幅度調(diào)整的參 考信號(hào)，所述參考調(diào)整級(jí)還包括加法器，其將所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)與所述微分后的 經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)修改的參考信號(hào)。
17. 一種用于移動(dòng)無線設(shè)備的追蹤調(diào)制電源級(jí)，該追蹤調(diào)制電源級(jí)包括根據(jù)權(quán)利要求 1至16中任一項(xiàng)所述的電壓供應(yīng)級(jí)。
18. —種生成電源電壓的方法，該方法包括以下步驟選擇步驟，根據(jù)表示期望電源電 壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合步驟，將所選擇的電源電壓與 校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；生成步驟，根據(jù)所述參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的 電源電壓來生成所述校正信號(hào)；以及提供步驟，向所述組合步驟提供一個(gè)輸入信號(hào)作為反 饋信號(hào)，其中，所述選擇步驟被進(jìn)一步配置為根據(jù)所述反饋信號(hào)來選擇所述多個(gè)電源電壓 中的一個(gè)電源電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述提供步驟提供所述選擇裝置的輸出作為 所述反饋信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述提供步驟提供所述調(diào)整裝置的輸出作為 所述反饋信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括以下步驟對(duì)所述反饋 信號(hào)進(jìn)行控制，以向所述選擇裝置提供由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，對(duì)所述反饋信號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步 驟接收所述參考信號(hào)作為第一輸入，并且接收所述組合步驟的一個(gè)輸入作為第二輸入； 以及根據(jù)所述組合步驟的所述一個(gè)輸入來調(diào)整所述參考信號(hào)，以便為所述選擇步驟提供經(jīng) 調(diào)整的參考信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求21和19時(shí)，其中，對(duì)所述反饋 信號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步驟從所述參考信號(hào)中減去所述選擇裝置的輸出；接收相 減所得信號(hào)，并且生成經(jīng)比例積分PI修改的輸出，并且將經(jīng)修改的輸出與所述參考信號(hào)相 加，以形成所述經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求21和20時(shí)，其中，對(duì)所述反饋信 號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步驟接收所述調(diào)整裝置的輸出，并生成經(jīng)比例積分PI修改的 輸出；以及將經(jīng)修改的輸出與所述參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)調(diào)整的參考信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至M中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述組合裝置包括電感器，并且，所述調(diào)整裝置包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器，該方法還包括以下步驟在所述電感器的第二端 子處注入表示所述校正信號(hào)的電流，以調(diào)整由所選擇的電源電壓提供的在所述電感器中流 動(dòng)的電流，經(jīng)過如此調(diào)整的電流在連接至所述電感器的第二端子的負(fù)載中流動(dòng)，由此在所 述負(fù)載兩端施加所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓。
26.根據(jù)權(quán)利要求18至25中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括以下步驟調(diào)整步驟， 調(diào)整所述參考信號(hào)以提供經(jīng)修改的參考信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)或權(quán)利要求25 時(shí)，其中，所述選擇步驟適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來進(jìn)行選擇。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求21至25中任一項(xiàng)時(shí)，其中，反饋 控制步驟適于根據(jù)所述經(jīng)修改的參考信號(hào)來提供由所述組合步驟的一個(gè)輸入得到的所述 信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈至觀中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述調(diào)整步驟包括根據(jù)所述 參考信號(hào)的幅度與所選擇的電源電壓的幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中，調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度的步驟包括確定 所述參考信號(hào)與所選擇的電源電壓之間的幅度誤差；以及根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求沈至30中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述調(diào)整步驟包括對(duì)所述組 合裝置中的電流進(jìn)行控制，以使所述組合裝置中的電流最大化，并由此使所述調(diào)整裝置中 的電流最小化。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，對(duì)電流進(jìn)行控制的步驟包括確定所述電感器 中的電流，并且提供控制信號(hào)以根據(jù)該電流來修改微分器的系數(shù)，所述微分器被設(shè)置為接 收所述參考信號(hào)并生成所述參考信號(hào)的微分版本。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求31和四以及30時(shí)，該方法還包 括以下步驟在所述微分器處接收經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)作為輸入；以及生成微分后的經(jīng) 幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所述調(diào)整步驟還包括將所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)與所述微分后的 經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)相加，以形成所述經(jīng)修改的參考信號(hào)。
34.一種組合器，該組合器將第一電壓信號(hào)與第二電壓信號(hào)相組合以提供組合后的電 壓信號(hào)，該組合器包括電感器，其具有連接至第一電壓信號(hào)的第一端子；負(fù)載，其連接至 第二電壓端子；以及轉(zhuǎn)換裝置，其在輸入端接收第二電壓信號(hào)，并且在輸出端生成表示第二 電壓信號(hào)的電流，所述轉(zhuǎn)換裝置的輸出端連接至所述電感器的第二端子，其中，在所述負(fù)載 中生成了表示組合后的第一電壓和第二電壓的電流，由此在所述負(fù)載兩端施加了組合后的 電壓信號(hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的組合器，該組合器還包括連接在所述電感器的第二端子 處的電容器，其中，所述電感器和所述電容器以組合的方式形成了針對(duì)組合后的信號(hào)的L-C 濾波器。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的組合器，其中，所述轉(zhuǎn)換裝置是電壓-電流轉(zhuǎn)換器。
37.根據(jù)權(quán)利要求34至36中任一項(xiàng)所述的組合器，其中，所述負(fù)載是功率放大器，并且 所述組合電壓是所述功率放大器的電源電壓。
38.一種包括根據(jù)權(quán)利要求34至37中任一項(xiàng)所述的組合器的調(diào)制電壓供應(yīng)級(jí)，該調(diào)制電壓供應(yīng)級(jí)還包括選擇裝置，其根據(jù)參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓，所 選擇的電源電壓是第一電壓信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換裝置是用于根據(jù)所述參考信號(hào)和所述組合后的 電壓信號(hào)來生成包括第二電壓信號(hào)的校正信號(hào)的調(diào)整裝置。
39.一種用于組合第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)以提供組合后的電壓信號(hào)的方法，該 方法包括以下步驟將第一電壓信號(hào)連接至電感器的第一端子；將負(fù)載連接至所述電感器 的第二端子；將第二電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為表示第二電壓信號(hào)的電流；在所述電感器的第二端子 處提供表示第二電壓信號(hào)的電流，其中，在所述負(fù)載中生成了表示組合后的第一電壓和第 二電壓的電流，由此在所述負(fù)載兩端施加了所述組合后的電壓信號(hào)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，在所述電感器的第二端子處提供表示第二電 壓信號(hào)的電流的步驟包括將電流注入到所述電感器的第二端子中。
41.一種電壓供應(yīng)級(jí)，該電壓供應(yīng)級(jí)包括選擇裝置，其根據(jù)表示期望電源電壓的參考 信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合裝置，其將所選擇的電源電壓與校正信 號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；校正裝置，其適于根據(jù)所述參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的 電源電壓來生成所述校正信號(hào)；調(diào)整裝置，其根據(jù)所述參考信號(hào)的幅度與所選擇的電源電 壓的幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度；以及微分裝置，其對(duì)所述組合裝置中的電 流進(jìn)行控制，以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大化，并由此使需要在所述校正裝置中 流動(dòng)的電流最小化。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的調(diào)制電源級(jí)，其中，所述調(diào)整裝置包括相關(guān)器，其確定所 述參考信號(hào)與所選擇的電源電壓之間的幅度誤差；以及幅度調(diào)整塊，其根據(jù)所述誤差來修 改所述參考信號(hào)。
43.根據(jù)權(quán)利要求41或42所述的調(diào)制電源級(jí)，其中，用于對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn) 行控制以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大化并由此使在所述校正裝置中流動(dòng)的電流 最小化的裝置包括相關(guān)器，該相關(guān)器確定所述電感器中的電流，并且根據(jù)該電流來修改微 分器的系數(shù)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的調(diào)制電源級(jí)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求42時(shí)，其中，所述幅度調(diào)整 塊接收所述參考信號(hào)，并生成經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所述微分器接收所述經(jīng)幅度調(diào)整的 參考信號(hào)并且在其輸出端生成所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)的微分版本，并且，加法器將所 述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)與經(jīng)修改的微分后的參考信號(hào)相加，以提供由所述調(diào)制電源級(jí)使 用的所述參考信號(hào)。
45.一種用于生成調(diào)制電源電壓的方法，該方法包括以下步驟選擇步驟，根據(jù)表示期 望電源電壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合步驟，將所選擇的電 源電壓與校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；生成步驟，根據(jù)所述參考信號(hào)和所述 經(jīng)調(diào)整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)；調(diào)整步驟，根據(jù)所述參考信號(hào)的幅度與所選擇的 電源電壓的幅度之間的差來調(diào)整所述參考信號(hào)的幅度；以及控制步驟，通過微分來控制所 述組合裝置中的電流，以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大化，并由此使需要在所述校 正裝置中流動(dòng)的電流最小化。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述調(diào)整步驟包括確定所述參考信號(hào)與所選 擇的電源電壓之間的幅度誤差；以及根據(jù)所述誤差來修改所述參考信號(hào)。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的方法，其中，對(duì)所述組合裝置中的電流進(jìn)行控制以使在所述組合裝置中流動(dòng)的電流最大化并由此使在所述校正裝置中流動(dòng)的電流最小化的步 驟包括確定所述電感器中的電流，并且根據(jù)該電流來修改微分器的系數(shù)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，當(dāng)從屬于權(quán)利要求46時(shí)，其中，所述幅度調(diào)整塊接收 所述參考信號(hào)，并生成所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)，所述微分器接收所述經(jīng)幅度調(diào)整的參 考信號(hào)并且在其輸出端生成所述經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)的微分版本，并且，加法器將所述 經(jīng)幅度調(diào)整的參考信號(hào)與經(jīng)修改的微分后的參考信號(hào)相加，以提供由所述調(diào)制電源級(jí)使用 的所述參考信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了電源級(jí)，該電源級(jí)包括選擇裝置，其根據(jù)表示期望電源電壓的參考信號(hào)來選擇多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓；組合裝置，其將所選擇的電源電壓與校正信號(hào)相組合，以生成經(jīng)調(diào)整的電源電壓；以及調(diào)整裝置，其適于根據(jù)所述參考信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)整的電源電壓來生成所述校正信號(hào)，其中，所述選擇裝置被設(shè)置為進(jìn)一步根據(jù)由所述組合裝置的一個(gè)輸入得到的信號(hào)來選擇所述多個(gè)電源電壓中的一個(gè)電源電壓。
文檔編號(hào)H03F1/02GK102089967SQ200980126424
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者馬丁·威爾遜 申請(qǐng)人:努吉拉有限公司