开关放大器制造技术

本发明专利技术在电源电压受限的情况下增加开关放大器的输出电压。开关放大器设置有以互补方式导通和关断的第一开关和第二开关，以及两端用作电力合成器的输入的电容器。电容器的两端连接至第一开关和第二开关的输出端。根据第一开关和第二开关的操作，电容器接收来电源的供给。因此，电容器中的负载被用作电荷泵，经由开关放大器的操作频率使输出电压交替地升压或降压，从而产生具有受控的波高的矩形电压。从而产生具有受控的波高的矩形电压。从而产生具有受控的波高的矩形电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关放大器


[0001]本技术涉及开关放大器。具体地，本技术涉及升压或降压的开关放大器。

技术介绍

[0002]通常已知两种类型的开关放大器：D类放大器和E类放大器。开关放大器原则上是高效的，因此，近年来，开关放大器越来越多地用于移动设备的通信放大器。同时，由于移动设备的增加，通信状况已经劣化。因此，需要提高功率放大器的输出功率。然而，在移动装置中使用的锂离子电池等的电池电压存在上限。在供应至放大器的电源电压固定的情况下，需要降低放大器和负载的阻抗并且增大放大器的输出电流以增加放大器的输出功率。减小电路阻抗和增大输出电流以增加输出功率在效率方面通常是不利的。例如，由于配线的寄生电阻引起的损耗与输出电流的增加成比例地增加。此外，当负载阻抗降低时，匹配元件的部件数量增加，并且信号的插入损耗通常增加。即，直接输出电源电压的D类放大器具有在增大输出功率时由于输出电流的增大而导致的损耗增大的副作用。相比之下，在E类放大器中，即使电源电压受限，匹配电路的谐振阻抗被设计为高，使得可以升高输出电压，并且可以在不增加输出电流的情况下增加输出功率。
[0003]在这方面，可以说E类放大器是用于实现高输出功率放大器的具有低损耗的优异的放大器。然而，E类放大器的输出电压的升压程度极大地取决于匹配电路的谐振阻抗。这里，考虑使用E类放大器的发送器的天线接近金属的情况。由于天线和金属之间的紧密接触，天线的阻抗可以显著偏离作为标准值的50欧姆。当天线的阻抗改变时，E类放大器的匹配电路的谐振阻抗改变。E类放大器的输出电压由于谐振阻抗的改变而被意外地升压，并且放大器可能故障。即，为了实现低损耗高输出放大器，输出电压的升压动作是有效的，以便不增加输出电流，但是升压量需要被控制为恒定量，而不管外部环境如何。鉴于此，已经提出电荷泵电路作为用于实现受控升压的代表性技术(例如，参见专利文献1)。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利申请公开号2015
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技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的问题
[0008]根据上述电荷泵电路，通过使用二极管或开关元件的整流效应将恒定量的电荷存储到电容中，升压量可以被控制为恒定。然而，当电容被充电时，在二极管或开关元件中发生功率损耗。此外，发生与开关元件的控制有关的功耗。即，当通过公共电荷泵升高电压时，升压量被控制为恒定，但用于由除放大器以外的电路元件控制的面积、功率损耗和功耗增加。此外，采用负电源和正电源的D类放大器也是常用的，相当于控制升压量恒定。然而，这种D类放大器需要用于生成负电压的电源电路，使得面积和功耗两者都增加。如上所述，存在以下问题：当在电源电压受限的情况下放大器的输出功率增加时，功耗增加或者牺牲放
大器的可靠性。
[0009]鉴于这种情况已经实现了本技术，并且其目的是在电源电压受限的情况下增加开关放大器的输出电压。
[0010]问题的解决方案
[0011]完成本技术以解决上述问题，并且其第一方面提供了一种开关放大器，包括：以互补方式导通和关断的第一开关和第二开关；以及电容，其两端连接至第一开关和第二开关的输出端，电容从电源接收电力。
[0012]此外，根据第一方面的开关放大器可进一步包括：第一阻抗元件，连接在电容的一端与电源端子之间；以及第二阻抗元件，连接到电容的另一端和接地端子。该配置提供了经由第一阻抗元件和第二阻抗元件向电容供电以对电容充电的效果。
[0013]此外，在根据第一方面的开关放大器中，第一开关可以具有连接到电源端子的输入端和连接到电容的另一端的输出端，并且第二开关可以具有连接到接地端子的输入端和连接到电容的一端的输出端。
[0014]此外，根据第一方面的开关放大器可以进一步包括电力合成器，该电力合成器组合从电容的两端提供的信号的电力，并且将组合的电力从输出端子提供给负载。
[0015]另外，在根据第一方面的开关放大器中，电力合成器可包括第一电容器和第二电容器，第一电容器和第二电容器的输入端分别连接到电容的两端，并且第一电容器和第二电容器的输出端彼此连接以形成用作输出端子的端子。因此，提供了实现具有第一电容器和第二电容器的电力合成器的效果。
[0016]另外，在根据第一方面的开关放大器中，电力合成器可包括第一电容器和第二电容器而不是电容。该配置提供了将电容的功能赋予电力合成器的第一电容器和第二电容器的效果。
[0017]另外，在根据第一方面的开关放大器中，电力合成器可包括变压器，而不是第一阻抗元件和第二阻抗元件。该配置提供了实现具有变压器的电力合成器的效果。
[0018]此外，在根据第一方面的开关放大器中，电力合成器可包括第一共栅晶体管和第二共栅晶体管，第一共栅晶体管和第二共栅晶体管的源极连接至电容的两端，并且第一共栅晶体管和第二共栅晶体管的漏极连接至彼此以形成用作输出端子的端子。该配置通过允许共栅晶体管用作开关提供了将组合电力的电压设置为与源极电压相同的效果。
[0019]此外，在根据第一方面的开关放大器中，第一开关和第二开关可以包括以互补方式导通和关断的第一晶体管和第二晶体管。该配置提供了用第一晶体管和第二晶体管实现第一开关和第二开关的效果。
[0020]此外，在根据第一方面的开关放大器中，第一开关和第二开关可进一步具有共源共栅地连接至第一晶体管的第一共栅晶体管以及共源共栅地连接至第二晶体管的第二共栅晶体管。该配置提供了对施加到每个晶体管的电压进行分压的效果。
[0021]此外，在根据第一方面的开关放大器中，第一开关和第二开关可以包括以互补方式导通和关断的第一共栅晶体管和第二共栅晶体管。该配置提供了对施加到每个晶体管的电压进行分压的效果。
[0022]此外，在根据第一方面的开关放大器中，第一开关和第二开关可以进一步连接至电容的两端，并且第一开关和第二开关与电容可以分多级连接。该配置提供了增加最终输
出的电压的效果。
附图说明
[0023]图1是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的基本配置的实例的示图。
[0024]图2是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的整体配置的实例的示图。
[0025]图3是示出了根据本技术的实施方式的开关放大器的输出波形的实例的示图。
[0026]图4是示出了根据本技术的实施方式的开关放大器的变形例的示图。
[0027]图5是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的第一实例的示图。
[0028]图6是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的第二实例的示图。
[0029]图7是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的第三实例的示图。
[0030]图8是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的第四实例的示图。
[0031]图9是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的第五实例的示图。
[0032]图10是示出根据本技术的实施方式的开关放大器的第六实例的示图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种开关放大器，包括：第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关以互补方式导通和关断；以及电容，所述电容的两端连接至所述第一开关的输出端和所述第二开关的输出端，所述电容从电源接收电力。2.根据权利要求1所述的开关放大器，进一步包括：第一阻抗元件，连接在所述电容的一端与电源端子之间；和第二阻抗元件，连接到所述电容的另一端和接地端子之间。3.根据权利要求2所述的开关放大器，其中，所述第一开关的输入端连接至所述电源端子，所述第一开关的输出端连接至所述电容的所述另一端；并且所述第二开关的输入端连接至所述接地端子，所述第二开关的输出端连接至所述电容的所述一端。4.根据权利要求3所述的开关放大器，进一步包括：电力合成器，将从所述电容的两端提供的信号的电力进行合成，并且将合成的电力从输出端子提供给负载。5.根据权利要求4所述的开关放大器，其中，所述电力合成器包括第一电容器和第二电容器，所述第一电容器的输入端和所述第二电容器的输入端分别连接到所述电容的两端，并且所述第一电容器的输出端和所述第二电容器的输出端彼此连接而成的端子用作所述输出端子。6.根据权利要求5所述的开关放大器，其中，所述电力合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：神宫宜克，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：