新型HELP技術與開關調節器在3G手機中的應用

　　該開關調節器可避開線性穩壓器的效率缺點，通過低阻抗開關及—個磁性存儲組件，可提供高達96%的轉換效率，故可極大地減少轉換過程中的功率損失。通過在較高的開關頻率(譬如大于2MH2)工作，可極人地減少外部電感器及電容器的尺寸。該開關調節器對最新3G手機而言是很有效的系統電源管理，例如用于圖像處理的應用處理器上。

　　2.2 用低壓差、脈寬調制(PWM)DC-DC降壓轉換器提高發送效率的方案

　　⑴ 低壓差、脈寬調制(PWM)DC-DC降壓轉換器MAX1821可為WCDMA手機功率放大器(PA)供電設計，當然，它也可以用于其它需要優先考慮高效率的應用。供電電壓范圍2.6V～5.5V，保證輸出電流達600mA，1MHz PWM開關頻率允許采用小尺寸外部元件，跳頻模式使輕載靜態電流降低至180?A。MAX1821可以動態控制，提供0.4V～3.4V的輸出電壓范圍。在電壓和電流的滿量程范圍內，該電路的設計能夠保證在30?s內建立輸出電壓。MAX1821通過外部電阻設置輸出電壓，提供1.25V～5.5V固定輸出電壓范圍。

　　MAX1821具有一個低導通電阻的內部MOSFET開關和同步整流器，大大提高了轉換效率、減少了外部元件數；100%占空比在600mA負載下(包括外部電感電阻在內)允許壓差僅有150mV。圖2(a)所示為基于開關調節器技術以提高發送效率的設計框圖。

　　圖2 (a) 基于開關調節器技術以提高發送效率的設計框圖，（b）基站收發器系統(BTS)部件

　　基站收發器系統(BTS)部件包括天線、無線電收發器、信號處理系統以及支持、控制硬件和軟件，見圖2（b）所示。

　　對于廣域蜂窩站，接收器—般通過雙上器模塊和塔頂部件連接到天線。塔頂部件由低噪聲放大器(LNA)組成，在發送端天線前饋連高功率放大器(HPA)。從圖2(a)中可看出，實際上是在電池與WCDMA功率放大器(PA)中嵌入MAX1821降壓型開關調節器，也組成了1MHZ脈寬調制降壓轉換器，其PWM開關頻率為1MHZ。

　　⑵開關調節器為WCDMA功放優化配置，有利于提高發送效率的運行

　　實際上，重點是從系統性能的角度對特殊用途的MAX1820開關調節器有些什么樣的特殊性能作分析，從而優化配置的運行也顯而易見了。

　　從圖2(a)可以清楚地看出，利用MAX1821這樣的高效率開關調節器能動態地調整WCDMA功率放大器的供電電壓，并使其跟隨功放的發送功率而變化，又剛好能滿足射頻信號的幅度要求。既可以提高電源的利用率，又減少了功率浪費。采用開關調節器高效率地實現這種調節，在峰值發送功率以外的任何工作條件下，都可大幅度地節省電池功率，見圖3所示。

　　圖3高效率開關調節器大幅度地節省電池功率圖

　　因為峰值功率只有在手機遠離基站/或數據傳送時需要.。從總體來講，這種方案的省電效果是非常顯著的。如果功放的供電電壓能夠在一個足夠寬的范圍內高效率地動態調節，那么，就有可能采用固定增益的線性功放，省掉目前廣泛應用于3G時代前電話的偏置控制。