便携式应用设备电源设计的新趋势-电子工程世界

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目前，3G手机正在世界范围内加速推广。同时，更大的数据速率也带来了电流消耗和散热问题。目前的功率放大器均由电池直接供电，这虽然可以轻松实现系统实施，但根据这种标准制造的线性功率放大器在整个传送功率谱中只能实现较低的效率。如何以同样的高性能电池延长通话时间和电池寿命，是系统设计人员急需解决的问题。

图为射频功率放大器的损耗和低效率架构。在RF IN处，功率为28 dBm，对于天线处的III级功率要求，最大输出功率为24 dBm。因此，在最大功率时，附加功率效率(PAE)仅有40％。除PAE外，射频功率放大器的另一个重要规格是邻道功率/泄漏比(ACPR/ACLR)。由于功率放大器和其他子系统具有干扰无线电信道或系统的倾向，因此PAE和ACPR/ACLR常用来特征化功率放大器和其他子系统的失真。为保证高线性，无论是在正常或极端条件下，其均应符合规格的要求。

为了提高系统性能并延长电池寿命，美国国家半导体引进了可用于射频功率放大器(PA)的电源管理技术，称为SuPA。SuPA可用于功率放大器的开关单元，这是一种向PA提供电源电压的专用DC/DC转换器。图3为对其改进射频功率放大器子系统的原理进行的说明。

在传输功率增加的同时，Vout也随之增加。因此，要保持ACLR规格，必须改变SuPA的输出电压，以保证不会出现失真且线性不受影响。LM3212将2.7 V～5.5 V的输入电压降低至0.6 V～3.4 V的动态可调输出电压。使用VCON模拟输入来设置输出电压。动态可调输出电压确保在射频功率放大器的全部功率级下高效工作。在关机模式下，设备关闭并将电池消耗降低至0.02 μA。

当以GSM模式使用时，LM3212可支持高达2.5 A的电流。利用内部同步整流，LM3212可实现达95%的效率。美国国家半导体开发的LM3212既可解决效率问题，又可满足GSM/EDGE(2G)和WCDMA/EVDO/TDSCDMA(3G)标准的要求。电池电流在30 dBm时降低了50%。Vcon可由来自基带的DAC输出控制，也可由GPIO产生的滤波可变占空比PWM信号控制。

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