TW503345B - Power controller - Google Patents

Description

【發明說明】 【發明領域】 功峯i t 3係關於一種功率控制器、，特別是關於不需利用 放大哭σ斋偵測輸出功率，而是利用功率偵測器偵測各級 :之輸出功率，以有效控制各級放大器之功率與效率 的功率控制器。 【習知技術】 圖1為習知功率控制系統的方塊圖，其中編號1〇()為 f功率放大器（Power Amplifier)之方塊圖。該功率控制 裔1⑽的作用是將射頻輸入信號（Radio Frequency

Signal)之功率放大，並經由天線丨g〇發射出去。該功率控 制器1 0 〇可適用於手機的功率控制系統。如圖1所示，習知 功率控制器1〇〇包含驅動級（Driver stage)放大器11〇、中 間，（Inter Stage)放大器 120、功率級（p〇wer stage)放 大器130、以及各級放大器之匹配電路14〇、ι41與丨“。另 i卜，為_了讓各級放大器在適當的工作環境動作，功率控制 器1 0 0還包含直流偏壓與類比功率控制電路丨5 〇、1 51。控 制電路1 50係接收第一控制信號Apc丨，且用來控制驅動級 放大器11 0與中間級放大器1 2 〇。而控制電路1 5 1則接收第 二控制信號APC2，且用來控制功率級放大器13〇。 如圖1所示，該功率控制系統係利用天線丨9〇將功率控 制器1 0 0之射頻輸出信號發射出去，同時利用功率偶合器 (power coupler) 180與功率偵測單元丨70偵測射頻輪出信 503345 五、發明說明（2) 號之功率大小。功率偵測單元丨70根據輸出功率之大小產 生一控制信號APC。該控制信號APC即輪入至功率控制器 100的APC1與APC2，藉以控制功率控制器1〇〇之各級工作電 壓。 由於功率控制器100之輸出信號的功率相當高，經過 功率偶合器180時會造成相當大的功率損&，而浪費能 源。而且，最後一級輸出之功率為接近飽和區域、 (：prmRegic)n)，s此很難以功率偶合器正確地债測 loss)而、漆士控制，且會有高功率損失（high power 題。同 9之阻抗不匹配（wpedance mismatching)之問 統之裝置的二化偶J:18°由之/二會影響使用該控制系 率輸出時，放ΐί二Λ制玄單元15°、151，雖然在高功 器則無法產生高效；但在低功率輸出時’放大 双手 亦浪費能源。 【發明概要】 有鑒於上述問 制器内部具有功發明之目的是提出一種在功率控 本發明之另ί偵Γ70之功率控制器。 可偵測輸出功座+目的是提出一種不需外接功率偶合器即 本發明功率？，器。 之偏壓，以達到古目的疋提出一種可個別控制各級放大器 制器。 兩功率高效率，且低功率高效率之功率控 $ 6頁 观345 五、發明說明（3) 為達成上述目的，本發明功率控制器包含：複數級放 了二係接收發射信號並加以功率放大；複數個匹配電 牽扁、、手i，接複數級放大為之間，藉以匹配各級放大器；功 以、二器，用來偵測各級放大器之功率並產生偵測信號； 以彳f壓控制電路，係接收功率偵測器之偵測信號，藉 以便ϊίΐ放大器之功率大小’1生各級放大器之偏壓， 更凋正各級放大器所需之功率且達到最佳效率。 【貫施例】 器 接 制 此 較 與 放 34 功 10 配 等 =:參考圖*說明*發明l力率控㈣器與使用該控制 =功率控m若僅偵測最後—級輸出之功率， 近飽和區域，因此很難正媒地偵測功率大小並加以控*'、、 ，且會有高功率損失而產生之阻抗不匹配之問題。^ :本發明提出從第—、二級輸出處即偵測功 線性之控制。 千 乂達到 圖2為本發明功率控制器之方塊圖。該功率栌 習：功率控制器相同’亦包含驅動級放大器21、中二 大窃22、功率級放大器23、以及匹配電路3ι、3曰） 。該等放大器21、22、23與匹配電路31、32、3 ，、 能與作用與習知功率控制器相同，不再重複說明 之 ，又取得各級放大器之輸出功率，本發明功率控 還i a複數個功率偵測器41、42、43，並分 二裔 電路32、33、34上，當然亦可連接於各級放大於匹 功率偵測器41、42、43係用來伯測各級放大心出該 月j it}功

第7頁 五、發明說明（4) "一" ---- 率，產生偵測信號DS1、DS2與DS3。偏壓控制電路5〇即 根據該等功率偵測器41、42、43之偵測信號DS1、ds2與 S3分別產生三組偏壓信號^?(：1、VApc2與以％^^給各級 放j 。由於偏壓控制電路5〇可個別控制各級放大器之工 乍裒丨兄因此不管是任何功率範圍，該功率控制器1 〇皆可 保持在較高效率。當然，雖然本實施例同時使用三個功率 :貞測器41、42、43，但亦可根據不同設計僅使用一個或兩 固功率偵測器。例如，僅使用功率偵測器4丨與43，戋僅 用功率偵測器41與42等。 圖3為圖2 示，該實施例 T2、T3分別作 VAPC1、VAPC2 體ΤΙ 、 T2 、 T3 圖所示，本實 器，其輸出信 功率偵測器之 與電容串聯電 之功率偵測器 作同時偵測功 如圖2與3 5 0還包含一比 出信號時，亦 時，送出一衰 f率控制器之部分電路圖之例子。如該圖所 疋以電晶體作為放大器，因此電晶體了 1、 為各級放大器的元件。而各級偏壓值 與VAPC3分別經由Ri、R2與”連接至各電晶 的基極，用來控制各電晶體之基極電壓。如 施例是以二極體Dl、D2與D3作為功率偵測 號分別為偵測信號DS1、DS2與DS3。當然， 元件並不限於二極體，其他例如電感、電阻 路等等，均可作為功率偵測器。由於本發明 直接連接於匹配電路，因此可藉由匹配之動 率’不但设計簡單且可節省功率損失。 所示’本發明功率控制器丨〇之偏壓控制電路 較器55。該比較器55在該功率控制器1〇不輸 即驅動級放大器2 1之輸出功率低於一臨界值 減致能信號V —E至衰減致能電路56，該衰減 五、發明說明（5) 致能電路56的實施電路如 ^ 到衰減致能信號後，即/斤不。该衰減致能電路5 6收 經由電容C7接地，使該過電晶體74、T5將射頻輸入信號 推動驅動級放大器2〗。、員輸入4號不會因為信號過強而 器不會輸出功率，而節^ 原該功率控制器1 〇之各級放大 由於本發明之功率. 測器所偵測出之各級= =本身的功㈣ 率時亦“功率，且在低功 控制哭μ ί κ 自行調整偏壓，因此使用該功率 轸出:遂率控制系統不需另外設置〜力率偶合器來债測 ^ 所以’本發明的系統可達到小型化，且同時節 令功率損失。 »以上雖以貫施例說明本發明，但並不因此限定本發明 之範圍’只要不脫離本發明之要旨，該行孝者可進行各種 變形或變更。 有 503345 圖式間早說明 【圖式之簡要說明】 圖1為習知功率控制系統之方塊圖。 圖2為本發明功率控制系統之方塊圖。 圖3為2之功率控制器之電路圖。 【圖式編號】 10 功率控制器 21、22、23 放大器 31、32、33、34 匹配電路 41、4 2、4 3 功率偵測器

50 偏壓控制單元 51 偏壓控制電路 52、53、54 放大器 55 比較器

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 · 一種功率控制器，係包含： ίΐ:放大器’係接收發射信號並加以功等 以匹配電路，係連接前述複數級放大器 以匹配則述各級放大器； 功率偵測器，用來伯測葡^+、β β , 债測信號；以及}偵'“逑各級放大器之功 一偏麼控制電路，係接收 號，Μ以妒媸1、+、々 受叹則述功率偵測器之 放大器之偏壓，使各級放夫哭、&刀羊大小，產生 便各、，及放大器達到最佳效率。 2·如申請專利範圍第！項所記载之 偏壓控制電路包含一比較器，卫制师，I 時輸出一旁路控制信號。 ㈢在该功率控制 3·如申請專利範圍第2項所記載 信號旁路單元，藉以在前述旁路抑功制率控制器’这 發射信號接地’使該發射信號不ς =彳§唬致能時 器。 曰傳运至前述各 放大； 之間，藉 率並產生 偵測信 前述各級 ‘中前述 裔不動作 包含一 ，將前述 級放大