3G3.5G手机中功率放大器专用电源解决方案

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解决方赛精选　

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３　Ｇ／３．５　Ｇ手机中功率放大器　

专用电源解决方案　

根据ｉＳｕｐｐｔｉ公司预测，到２００８　

年全世界电源管理芯片销售额将上　

升至２９５亿美元。而２００３年到２００８　

年的年复合增长率将达到１２．７％。在　

２００５年，虽然半导体行业本身出现　

大的调整，但在移动通信和消费电　

子产品的推动下，电源管理芯片依　

然增势强劲。随着３Ｇ的开始和３．５Ｇ　

脚步声不断临近，下一世代手机中　

集成的多媒体应用和新的信号发送　

方式为电源管理带来了新的课题　

十多年以来，以手机为主的移　

动通信产品高速发展。从初期采用　

模拟技术的大哥大，到如今采用各　

种数字通信标准的移动电话，通信　

技术的发展也推动硬件本身的不断　

技术提升。在３Ｇ手机开始广泛普　

及的时候，移动电话已经悄然发展　

到了第３代和３．５代。第３．５代（俗　

称３．５Ｇ）的手机中融入了更多的多　

媒体应用和更高的通信速度，耗电　

量也随之上升。而现有的锂电池也　

越来越无法满足手机多媒体和通信　

规格的要求。　

现有的手机电池一般采用锂电　

池，容量约在９００ｍＡ一１２００ｍＡ左右。　

新的多媒体功能必将增加手机功　

耗，从而缩短电池续航时间。改变　

这一情况主要有两种手段，提升电　

池技术（如燃料电池等）和改善电源　

转换效率和降低功耗。而在燃料电　

池等高密度电池技术还无法实现大　

规模推广应用时，提升手机的电源　

管理成为唯一的选择。　

■富士通微电子（Ｉ－海）有限公司产品经理王韵　

２．５Ｇ和３Ｇ移动通讯终端之间，　再次，除了降低功耗提高使用　

电源要求的最大区别主要来自功率　效率之外，频繁使用过程中如何降　

放大器（ＰＡ）所需功率的不同。如何　

低对电池的损耗，也是提高锂电池　

降低功耗，实现更优化的电池效率，　

续航能力的方法之一。突入电流　

延长电池续航时间？如何在高速通　

（Ｂｙｐｏｓｓ￣ＤＣＤＣ，ＤＣＤＣ￣Ｂｙｐｏｓｓ启　

信实现高速响应？如何在与基站不　动时的峰值电流）会导致锂电池劣　

同距离时智能切换不同发送功率？　化，从而影响电池使用时间。　

位于手机前端的功率放大器专用电　ＭＢ３９Ｃ０１８将这一峰值电流降低至　

源管理ＩＣ的作用愈发变得更加重要。　１Ａ以下，有效防止锂电池的劣化，　

如何提高功率放大器用Ｄｃ／ＤＣ　

是锂电池在长期反复使用过程中也　

的转换效率？首先，标准电压ＶＲＥＦ　

能保持较好的续航能力。　

输出对ＤＯ／ＤＯ的转换效率会产生很　

ＭＢ３９Ｃ０１８对应负荷电流８００ｍＡ　

大的影响。依附于负载特性的ＶＲＥＦ　（图１），ＤＯ／ＤＯ输出电压退阶响应时　

输出值精度越差，手机在信号发送　间低于２０ｐｓ（图２），可以说是支持　

时的损失就越大，从而导致电池效　

３Ｇ／３．５Ｇ移动电话的Ｄｃ／ＤＣ转换器　

率的下降。ＭＢ３９Ｃ０１８将标准电压　

ｆＣ。采用电流控制模式，负载突然　

ＶＲＥＦ的ＤＣ／ＤＣ负载依存特性精度　

变化时的响应速度优于电压控制模　

控制在１．２４Ｖ－１０ｍＶ（标准值）（０～　

式，相位补偿时也不需要外置电阻　

８００ｍＡ时），从而保证了稳定的电压　和电容器。这样不但能减少元器件　

供给，帮助手机信号发送效率大大　数目，也降低了工程师在制板的时　

提高。　

间。并且，因为采用电流控制模式，　

其次，通过智能高速切换信号　

所以不需要软启动和短路保护之类　

输出功率，也能够大幅提高电池续　的保护功能。输出电压也可以利用　

航时间。比如在ＣＤＭＡ模式当中，　

ＤＡＣ控制或内部基准电压，由电阻　

手机端根据与基站不同距离，自动　分压器设定。ＭＢ３９Ｃ０１８还内置了　

切换信号输出功率。离基站距离远　温度保护功能和ＵＶＬＯ功能。　

的时候，Ｄｃ／ＤＣ提供大电压和大电　

最适于移动电话的电源放大器、　

流用以大功率发射信号，距离近的　ＲＦＰＣ卡、数码相机等便携装置的内　

时候则反之。通过高速切换输出功　

置电源。　

率，从而有效实现延长电池寿命和　

续航时间。ＭＢ３９Ｃ０１８进阶时间仅　

特长　

为１０ｐｓ（标准值），退阶也只需２０ｐｓ　

高效率：９６％（最大）　

（标准值），可以充分保证３Ｇ／３．５Ｇ手　

输出电流：ＤＣ／ＤＣ　８００ｍＡ（最大）　

机高速切换的需求。　

旁路ＦＥＴ…１Ａ（最大）　

世界电子元器件２００７．９　ｇｅｃ．ｅｃｃｎ．ｃｏｍ　

黧　

解决方室精避　

Ｄｌａｌｔａｌ　Ｈ　ｅ　—＾　。。刁　昌　

０　ｒｌｒｔ

ｌ－ｌａ　

维普资讯

输入电源电压范围：２．５Ｖ～５．５Ｖ　

输出电压可变范围：Ｏ．７Ｖ～～３．６Ｖ　

工作频率：（标准）２ＭＨｚ　

不需要Ｆｌｙｂａｃｋ二极管　

低压差工作：支持１００％ＯＮ　ＤＵ１、ｒ　

照片１外观　

内置高精度基准电压源　

１，２４Ｖ±１，５％（２５℃）　

关机模式时的消耗电流：１７Ａ以下　

内置开关ＦＥＴ：　

Ｐｃｈ　ＭＯＳ　ＦＥＴ　０．３Ｑ（标准）　

ｖＯｕ卜ＩＯ　［蠡蒋稳定虞３　

￡　

；　

ｌ叫ＴＷ　

”　图１负荷稳定度　

Ｐｃｈ　ＭＯＳ　ＦＥＴ　０＿２Ｑ（标准）　

负荷电流和ＤＣ／ＤＣ输出电压特性　

ＶｌＮ＝３．２Ｖ，Ｖｏｕｔ＝２．７Ｖ　

使ＤＣ／ＤＣ￣：？ＤＣ／ＤＣ输出电压按一定步长变化时的　

响应时间特性　

ｌＯＵＴ＝ＯｍＡ（无负荷）ＶＩＮ＝３．７Ｖ　ＶＯＵＴ＝１．１一一２＿７Ｖ　

Ｔｏ＝＋２５℃　

内置旁路ＦＥＴ：　

Ｐｃｈ　ＭＯＳ　ＦＥＴ　０．Ｏ８Ｑ（标准）　

电流型的输入：负荷过渡响应速度快　

Ｌ…一　∽…∞ｍ　

”　图２　ＤＣ／ＤＣ步长晌应特性　

内置温度保护功能　

包装：ＱＦＮ２４（Ｏ．４　４．０　０．８５ｍｍ）　

无铅／符合ＲｏｌｌＳ指令的要求　

电路结构　

本产品由以下６个功能组成。　

ＰＷＭ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ电路　

用２ＭＨｚ的切换频率使内置的Ｐｃｈ／Ｎｃｈ　ＭＯＳ　ＦＥＴ进　

行同步整流工作时，进行控制。　

ｌｏｕｔ　Ｃｏｍｐｏｒｏｔｏｒ电路　

从内置的Ｐｃｈ　ＭＯＳ　ＦＥＴ检测到流向外部感应器的　

电流，比较峰值电流和ＥｒｒＡｍｐ的输出，对ＰＷＭ　Ｌｏｇｉｃ　

Ｃｏｎｔｒｏｌ关闭内置的Ｐｃｈ　ＭＯＳ　ＦＥＴ。　

ＥｒｒＡｍｐ相位补偿电路　

内置有ＥｒｒＡｍｐ的相位补偿电路，对本产品进行调　

节，使能进行最佳的工作。　

ＶＲＥＰ电路　

用ＢＧＲ（Ｂｏｎｄ　Ｇｏｐ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）电路生成高精度的基　

准电压。输出电压是１，２４Ｖ（标准）。　

旁路ＦＥＴ电路　

．．　豳３应用举例　

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■　

解决方案糯进　

引起ＤＣ／ＤＣ电源（ＶＩＮ）和输出（ｖ０）的短路。在　

ＶＲＥＦＩＮ电压达到１．３３Ｖ以上时，本产品停止ＤＣ／ＤＣ工　

作，打开旁路ＦＥＴ。　

保护店路　

在接合部分的温度达到１３５￣Ｃ（标准）时，过热保护　

电路同时关闭Ｎｃｈ和Ｐｃｈ的ＳＷＦＥＴ。虽然没有设置专　

用的过电流保护电路，但是因为采用电流型电压控制　

方式，所以一直监视和控制电流的峰值。　

支持第３．５代移动电话的电源放大器用电源　

１旁路ＦＥＴ　１Ａ（最大）　

２切换频率：２ＭＨｚ　

转换效率：９６％（最大）　

３锂电池　

４同步整流型降压电路　

５　８００ｍＡ（最大）　

图４结构框图　

６连接天线　

７基带芯片　

下面的公式那样设定输出电压。　

Ｖｏ＝３　ＶＲＥＦＩＮ　

８电源放大器模块　

※ＶＤＤ电压低于输出电压设定值时，Ｐｃｈ—ＦＥＴ会固　

　圆

※通过ＤＡＣ在ＶＲＥＦＩＮ端子上施加电压，可以像　

定为ＯＮ。

ＳＰＡＲＴＡＮ－３Ａ　ＤＳＰ平＝￣ＦＰＧＡ　

又添低功耗器件　

赛灵思公司近日宣布其　

互为补充、相得益彰。事实上，与竞　ＸｔｒｅｍｅＤＳＰ　ＤＳＰ４８Ａ逻辑片包括专用　

ｔａｎ一３Ａ　ＤＳＰ　

１８Ｘ１８乘法器和１８位预加法器（ｐｒｅ—　

ＸｔｒｅｍｅＤＳＰ信号处理解决方案产品　

争ＦＰＧＡ产品相比，Ｓｐａｒ

系列新增功耗优化的Ｓｐａｒｔａｎ一３Ａ　ＤＳＰ　３４００ＡＬＰ具有２５％的功耗效率优势，　

ａｄｄｅｒ）和４８位后加法器／累加器　

器件。这个目前业已投入量产的　最低成本的器件在２５０ＭＨｚ时钟速　（ｐｏｓｔ—ａｄｄｅｒ／ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ），能够以低　

ＦＰＧＡ新器件，为低成本且低功耗　

度下性能高达每毫瓦４．Ｏ６ＧＭＡＣｓ。　

ＦＰＧＡ领域的应用如军事通信战术　

ＤＳＰ功效（ｐｏｗｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）是指　

成本提供优异的ＤＳＰ性能。　

新器件能够实现高功率效率的　

无线电系统、无线接入点和便携式　完成信号处理计算时所消耗的功　

另一个原因是Ｓｐａｒｔａｎ一３ＡＤＳＰＦＰＧＡ　

医疗设备等，提供了高性能的数字　

率。ＤＳＰ功效指标适用于系统、功　

平台采用了高级静态功率管理（待　

信号处理（ＤＳＰ）能力。　能、构建模块和通用操作。执行通　机模式）功能，可以在保持ＦＰＧＡ配　

与标准器件产品相比，Ｓｐａｒ—　用乘法累加操作时，Ｓｐａｒｔａｎ一３ＡＤＳＰ　

置数据和应用状态的情况下大幅降　

ｔａｎ一３Ａ　ＤＳＰ低功耗（ＬＰ）器件的静态　

ＬＰ器件在２５０ＭＨｚ时钟速度下功效　

低ＦＰＧＡ功耗。这意味着在应用中　

功耗降低了５０％，而在待机模式下　达每毫瓦４．Ｏ６　ＧＭＡＣｓ。　

静态功耗的降低更是高达７０％。同　

时，Ｓｐａｒｔａｎ一３Ａ　ＤＳＰ低功耗器件还　

消费额外逻辑资源就能完成信号处　

器件可以根据需要快速进入和退出　

Ｓｐａｒｔａｎ一３ＡＤＳＰＬＰ可用于超级便　

Ｓｐａｒｔａｎ一３ＡＤＳＰＦＰＧＡ平台不需　

待机模式（ｓｕｓｐｅｎｄ　ｍｏｄｅ）。　

具有工业额定等级。降低的功耗与　

理功能，因此设计人员可以在获得　携式超声设备等应用。Ｓｐａｒｔａｎ一３Ａ　

Ｓｐａｒｔａｎ—ＤＳＰ系列固有的因集成专　

更高的功效的情况下达到性能和成　

ＤＳＰ　ＦＰＧＡ平台的待机模式还可帮助　

圃　

用ＤＳＰ电路而拥有的动态功耗优势　本目标。用来构成专用ＤＳＰ电路的　

延长此类应用中电池的寿命。

世界电子元器件２００７．９　ｇｅｃ．ｅｃｃｎ．ｃｏｍ