[发明专利]一种具有串并联结构的包络线跟踪电源、芯片及通信终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种包络线跟踪电源，尤其涉及一种用于射频功率放大器、具有串并联结构的包络线跟踪电源，同时也涉及包括该包络线跟踪电源的集成电路芯片及相应的通信终端，属于射频集成电路技术领域。

背景技术

随着移动宽带技术的日益发展，对无线传输的数据速率提出了更高的要求，然而实际用于传输的频谱资源却是有限的。所以，4G以及更高级的通信服务应运而生，这些新型通信技术的一个重要特点就是采用更高的峰值平均功率比(PAPR)来发送信号。

对于传统的功率放大器(PA)而言，高PAPR信号会迫使功率放大器工作在大电源功率回退状态，虽然这样能使功率放大器实现较好的线性度，但会导致较大的功率损耗，使功率放大器的工作效率降低。为了解决这个问题，其中一种方法是采用可变的动态偏置电压，如图1所示,功率放大器本身用于放大输入信号，同时射频输入信号通过一个包络放大器为功率放大器提供偏置电压。通过这种方法，能够根据基带信号的包络连续调整功率放大器的电源电压，相当于使功率放大器一直偏置在接近饱和的状态，提高了其工作效率。如果需要处理的是一个宽带信号，那么就需要一个高效率的开关模式电源(SMPS)以提供大部分在直流偏置附近的功率。与此同时，还需要一个高带宽、低效率的线性稳压器提供较远端频率点的剩余功率。

另一种方法是通过包络跟踪电源提高功率放大器的效率。如图2所示，现有的包络跟踪电源由一个线性放大器与一个开关放大器并联构成。射频输入信号包络连接到线性放大器的正向输入端，其输出端通过一个反馈系数为β的环路反馈回到反向输入端。开关放大器由控制电路和输出级构成，输出级连接一个电感L，放大器的输出同样通过一个反馈环路作用于输入端。线性放大器的输出信号作为开关放大器的输入信号，同时该输入信号为射频功率放大器提供根据包络变化的电源偏置。在这种结构中，线性放大器的瞬时效率与峰值输出和电源电压的比例成正比。这个现象引起了线性放大器输出级的功率损耗，也是这种结构效率低下的主要原因。

如果LTE信号具有高峰值平均功率比和功率谱密度，那么线性放大器有很大可能性工作在低效率区。通过额外增加的开关电源来调制线性放大器的偏置以提高其工作效率的方法虽然有效，但是其电路非常复杂，而且引入了额外的电感元件，在功耗、面积等方面造成了巨大的浪费。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种具有串并联结构的包络线跟踪电源。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括该包络线跟踪电源的集成电路芯片及相应的通信终端。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种具有串并联结构的包络线跟踪电源，包括线性调制器和开关电源；

所述线性调制器的输入端与输入信号包络连接，输出端与所述开关电源的第一输入端连接；

所述开关电源的第二输入端与输入信号包络连接，所述开关电源的第一输出端与所述开关电源的第一输入端连接，所述开关电源的第二输出端为线性调制器提供偏置。

其中较优地，所述线性调制器采用线性放大器，所述线性放大器的正向输入端与所述输入信号包络连接，所述线性放大器的输出端通过一个反馈系数为β的环路反馈回到所述线性放大器的反向输入端，所述线性放大器的输出端分别与射频功率放大器以及所述开关电源的第一输入端连接，通过所述线性放大器对接收的所述输入信号包络进行放大，并输出与所述输入信号包络的幅值相应的电压。