[发明专利]一种电源供电方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电源供电方法、装置及系统。

背景技术

对于通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接口无线数据卡，其工作所需电能由USB主机(即PC)提供，而USB规范规定USB主机最大供电电流不大于500mA，但是当无线数据卡以全球移动通信/通用分组无线业务(GSM/GPRS，Global System For Mobile Communication/General Packet RadioService)标准规定的最大功率33dBm发射时，其消耗瞬时供电电流远大于500mA。为了同时符合USB规范和GSM/GPRS标准，需要对电源供电电路进行特别设计。

如图1所示，为现有技术提供的USB接口数据卡的电源供电装置结构示意图。该装置依次包括：USB接口、直流/直流(DC/DC)电压转换芯片、限流芯片、以及并联的海容(超大电容)。其中，USB接口提供的VBUS电源最多能提供500mA/5V电流，DC/DC芯片将5V电源变换为适于给数据卡系统供电的电源Vsys。为了防止电源Vsys给挂在Vbat上的海容充电电流过大而导致VBUS从USB接口吸入电流超过500mA(USB规范规定最大负载电流)，需要在Vbat跟Vsys之间串接限流芯片。挂在Vbat上的海容主要用于储能，具体而言，当无线数据卡以GSM/GPRS标准规定的最大功率33dBm发射时，其消耗瞬时供电电流远大于500mA，但是在不发射的间隙内无线数据卡耗电远小于500mA，且整个8时隙平均消耗瞬时供电电流小于500mA，因此在Vbat上并联海容可以解决脉冲电流过大的问题。

如图2所示，为图1所示的电源供电装置中供电电路各处电流示意图。根据USB规范，VBUS最大只能提供0.5A/5V电流，则图2中VBUS＝5V，I1＝0.5A；DC/DC电压转换效率可达到0.9，而Vsys电压的确定需要考虑以下因素：

首先，Vsys电压是Vbat的最高电压，而终端基带/射频(RF)芯片工作电源是从Vbat通过DC/DC进行电压变换到较低电压(如1.8V、1.2V、2.5V、2.8V等)，因此Vsys最好应取较低电压。其次，射频PA在以GSM/GPRS标准规定的最大功率33dBm发射时，若Vbat电压在3.8V以上，则其转换效率基本相同。再有，为保证基带/RF芯片稳定工作，数据卡在以GSM/GPRS标准规定的最大功率33dBm发射时，Vbat上电压跌幅不宜太大，因此Vbat电压不宜太高。

因此，Vsys可取3.8V，当无线数据卡以GPRS最大功率双时隙发射时电流I4最大，约为1.5A，持续时间约为2*577us，此时Vbat会跌落，但系统要求至少不小于3.3V(为保证射频功率放大器和基带芯片正常工作，3.3V为Vbat最低电压要求)，记海容容值为C，则根据电路原理，以下方程组成立：

I4=I2+I3I2=0.5*5*0.9/3.8I3*2*577*10-6=C*(3.8-3.3)I4=1.5]]>

计算得出C约为2.1mF左右，因此现有电源供电装置中只能选择2.2mF的海容才能保证Vbat电压跌落不低于3.3V。