新型HELP技术与开关调节器在3G手机中的应用

新型HELP技术与开关调节器在3G手机中的应用

2.2 用低压差、脉宽调制(PWM)DC-DC降压转换器提高发送效率的方案
　　
　　⑴ 低压差、脉宽调制(PWM)DC-DC降压转换器MAX1821可为WCDMA手机功率放大器(PA)供电设计，当然，它也可以用于其它需要优先考虑高效率的应用。供电电压范围2.6V～5.5V，保证输出电流达600mA，1MHz PWM开关频率允许采用小尺寸外部元件，跳频模式使轻载静态电流降低至180?A。MAX1821可以动态控制，提供0.4V～3.4V的输出电压范围。在电压和电流的满量程范围内，该电路的设计能够保证在<30?s内建立输出电压。MAX1821通过外部电阻设置输出电压，提供1.25V～5.5V固定输出电压范围。


　　MAX1821具有一个低导通电阻的内部MOSFET开关和同步整流器，大大提高了转换效率、减少了外部元件数；100%占空比在600mA负载下(包括外部电感电阻在内)允许压差仅有150mV。图2(a)所示为基于开关调节器技术以提高发送效率的设计框图。

　基站收发器系统(BTS)部件包括天线、无线电收发器、信号处理系统以及支持、控制硬件和软件，见图2（b）所示。

　　对于广域蜂窝站，接收器—般通过双上器模块和塔顶部件连接到天线。塔顶部件由低噪声放大器(LNA)组成，在发送端天线前馈连高功率放大器(HPA)。从图2(a)中可看出，实际上是在电池与WCDMA功率放大器(PA)中嵌入MAX1821降压型开关调节器，也组成了1MHZ脉宽调制降压转换器，其PWM开关频率为1MHZ。

⑵开关调节器为WCDMA功放优化配置，有利于提高发送效率的运行


　　实际上，重点是从系统性能的角度对特殊用途的MAX1820开关调节器有些什么样的特殊性能作分析，从而优化配置的运行也显而易见了。

　　从图2(a)可以清楚地看出，利用MAX1821这样的高效率开关调节器能动态地调整WCDMA功率放大器的供电电压，并使其跟随功放的发送功率而变化，又刚好能满足射频信号的幅度要求。既可以提高电源的利用率，又减少了功率浪费。采用开关调节器高效率地实现这种调节，在峰值发送功率以外的任何工作条件下，都可大幅度地节省电池功率，见图3所示。

图3高效率开关调节器大幅度地节省电池功率图

　　因为峰值功率只有在手机远离基站/或数据传送时需要.。从总体来讲，这种方案的省电效果是非常显著的。如果功放的供电电压能够在一个足够宽的范围内高效率地动态调节，那么，就有可能采用固定增益的线性功放，省掉目前广泛应用于3G时代前电话的偏置控制。