[发明专利]开关电路及包络线信号放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号使与电感元件连接的开关元件进行开关的开关电路、及具备该开关电路的包络线信号放大器。

背景技术

近年来，作为在移动电话的基站等中将高频率的调制信号进行功率放大时所使用的一种放大方式，有EER(Envelope Elimination and Restoration，包络消除与恢复)方式。在EER方式中，从放大的调制信号中提取振幅成分(包络线)和相位成分，利用与振幅成分对应的信号对相当于相位成分的信号进行振幅调制，由此，以调制后的信号的振幅与原先的调制信号的振幅成正比例的方式进行放大。

更具体而言，将跟踪于所提取的包络线的电压作为电源电压而供给至饱和型放大器。该放大器通过将相当于相位成分的信号进行放大，来使已放大的信号的振幅跟踪于所提取的包络线。上述的跟踪于包络线的电压是通过如下方式获得：例如，对通过针对需要放大的调制信号进行包络线检波所得到的检波信号(以下，称为包络线信号)进行功率放大而获得。在包络线信号的功率放大中，为了提高效率而使用饱和型放大器。例如，利用通过针对包络线信号进行脉冲宽度调制所生成的PWM信号，使开关元件进行开关，并对经过开关被放大的PWM信号进行积分，由此包络线信号被解调成调制信号。

在对PWM信号进行放大时，多使用将互补的开关元件推挽式连接的D级放大器、或者在由电感元件施加的电压为零时接通开关元件的E级放大器。但是，对于D级放大器而言，技术上难以平衡性良好地提高互补的开关元件的耐压。另外，对于E级放大器而言，根据设计条件及动作条件而在断开开关元件时存在由电感元件施加至开关元件的浪涌电压（surge voltage）大幅超过电源电压的情形。根据上述理由，在将推挽式或单一的开关元件应用于高频且大功率的放大器时，自然存在限制。

此外，由于上述PWM信号中包含频率比较低的包络线信号的成分、及频率较高的PWM信号的成分，因此，作为PWM信号的放大器，需要具有宽频带的频率特性的放大器。作为满足上述条件的放大器，可以考虑例如将专利文献1中所示的分布放大器适用于PWM信号的放大器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-033627号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在分布放大器中，在用于合成多个开关元件输出电力的分布常数线路中，必需使向与输出端相反侧传播的电力由电阻消耗而成为终端，从而存在终端电阻中的损耗较大的问题。另外，从经放大的PWM信号中取出作为调制信号的包络线信号时需要低通滤波器，该滤波器的插入损耗亦无法忽视。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够将经多个开关元件放大的PWM信号以低损耗合成并对调制信号进行解调的开关电路、及具备该开关电路的包络线信号放大器。

解决问题的技术手段

本发明的一方面涉及的开关电路具备：连接电路，其经由N-1个第1电感元件而将用于控制N个(N为2以上的整数)开关元件的开关的各控制端子级联连接；及第3电感元件，其分别连接于一端与直流电源连接的第2电感元件的另一端及上述开关元件的各一端之间，上述开关电路的特征在于，通过输入至上述连接电路的输入端子的PWM信号，来使上述多个开关元件依次进行开关。即，该开关电路具备：(a)N个开关元件；(b)包含N-1个第1电感元件的连接电路；(c)第2电感元件；及(d)N个第3电感元件。N个开关元件各自具有一端及控制端子。第2电感元件具有一端及另一端。N-1个第1电感元件为串联连接。N个开关元件的控制端子分别连接于连接电路内的多个节点。该等多个节点包含N-1个第1电感元件的连接接点、及连接电路的输入端及输出端。N个第3电感元件分别将N个开关元件的一端与第2电感元件的另一端电连接。

在该开关电路中，N个开关元件各自的控制端子分别连接于构成PWM信号传播的连接电路的N-1个第1电感元件的各连接节点、及连接电路的输入输出端子，在各开关元件的一端、与一端与直流电源连接的第2电感元件的另一端之间分别插装有第3电感元件。