KR100619899B1

KR100619899B1 - 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100619899B1
Application number: KR1020040069338A
Authority: KR
Inventors: 최웅길
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-09-12
Also published as: US20060055249A1; JP2006074753A; KR20060020492A; EP1630926A3; JP4229934B2; EP1630926A2; CN1750426A; EP1630926B1; CN1750426B; DE602005024219D1; ATE485617T1

Abstract

본 발명은 휴대단말기의 출력전력 증폭기 전력소모를 고속 스위칭 제어로 절약하는 것으로, 배터리 직류전압을 하향 변환시키는 컨버터부와 직류전압 변환에서 유입된 잡음을 제거하는 평할부가 포함되는 휴대단말기의 전원 스위칭 장치에 있어서, 상기 평활부와 접속하고 휴대단말기의 배터리 전압을 제어신호에 의하여 선택적으로 출력하는 스위치부; 평활부와 스위치부로부터 출력되는 전압을 일방향으로 흐르게 하여 역전압을 차단하는 다이오드부; 스위치부에 접속하고 인가되는 휴대단말기의 배터리 전압에 포함되는 잡음을 제거하고 안정적으로 공급하는 디커플링부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하고, 또한, 휴대단말기로 무선통신신호를 송신하는지 판단하는 준비과정; 무선통신신호를 송신하는 경우 최대출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 최대출력전력으로 송신하는 경우에 로우레벨 제어신호를 출력하는 최대과정; 무선통신신호를 정상출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 정상출력전력으로 송신하는 경우에 하이레벨 제어신호를 출력하는 정상과정을 특징으로 하여, 전원 스위칭 시간을 줄이어 고속 스위칭하고, 출력전력을 신속하게 전환하므로, 최대전력 출력시간을 줄이어 전류소모를 줄이며, 장치와 제어신호의 구성을 간단하게 하여 제조비용과 유지비용을 작게하는 효과가 있다.

Description

휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치 및 방법{A METHOD AND A APPARATUS OF HIGH SPEED POWER SWITCHING ON POWER AMPLIFIER MODULE FOR MOBILE PHONE}

도1 은 종래 휴대단말기의 전력증폭기 전원스위칭 장치 기능 구성도,

도2 는 종래 기술에 의한 로드스위치부 상세 기능구성도,

도3 은 종래 휴대단말기의 전력증폭기 전원스위칭 방법 순서도,

도4 는 본 발명 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속스위칭 장치 기능구성도,

도5 는 본 발명에 의하여 소요되는 스위칭 시간 비교 표시도,

도6 은 본 발명 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 방법 순서도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 **

100 : 컨버터부 102 : 제어부 104 : 제1 에프이티

106 : 제2 에프이티 110 : 평활부 112 : 인덕터

114: 제1 컨덴서 120 : 스위치부 130 : 다이오드부

140 : 디커플링부 142 : 제2 컨덴서 144 : 제3 컨덴서

146 : 제4 컨덴서

본 발명은 휴대단말기 출력전력 증폭기에서 불필요하게 발생하는 전력소모를 줄이는 것으로, 특히, 고속 스위칭하므로, 스위칭에 의하여 발생하는 전원공급의 불안정 문제를 해결하고, 스위칭 과정에서 발생하는 전류소모를 줄이는, 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치 및 방법에 관한 것이다.

휴대단말기(MS: MOBILE STATION)는 가입 등록된 이동통신 시스템의 해당 기지국(RAN: RADIO ACCESS NETWORK)이 형성하는 서비스 영역(SERVICE AREA) 안을 자유롭게 이동하면서 이동교환국(MSC: MOBILE SWITCHING CENTER)의 감시와 제어와 스위칭(SWITCHING)에 의하여 설정된 통신경로를 경유하여, 언제 어디서나 원하는 상대방과 즉시 무선접속하고 통신하는 것으로, 개인이 항상 직접 휴대하면서 어디든지 이동하는 첨단 무선통신장비 이다.

상기 휴대단말기(UE)는, 이동성과 휴대성이 보장되어야 하고, 상기 이동성과 휴대성을 위하여 소형이며 가볍게 제작한다.

상기 휴대단말기의 각 기능부 중에서, 휴대단말기에 구성되는 각 회로 또는 기능부에 동작전원을 공급하는 전원부 또는 충방전(RECHARGEABLE) 배터리(BATTERY)부의 무게와 부피가 다른 부분에 비하여 크며, 상기 배터리부는 부피와 무게가 많이 나갈수록 공급하는 동작전원의 용량도 큰 것이 일반적이다.

상기 휴대단말기를 소형 경량으로 제조하여야 하는 상태에서 배터리부의 크기와 무게를 크게 할 수 없으므로, 공급할 수 있는 전류 크기가 제한되는 동시에, 휴대단말기의 기능은 점차 증가하여 전력소모가 계속 늘어나고 있으며, 사용시간의 확장을 요구하는 것이 일반적인 시장의 추세이다.

상기 휴대단말기에서 전력소모가 가장 많은 기능부는, 일반적으로, 출력전력증폭기(PAM: POWER AMPLIFIER MODULE) 이며, 상기 출력전력증폭기에서 불필요하게 소모하는 전력을 줄이면 충방전배터리부의 수명을 연장하게 된다.

상기 휴대단말기는, 이동통신 시스템 운용 특성상, 기지국과 가까운 거리의 위치에서 낮은 전력으로 송신신호를 증폭하여 출력하고, 기지국과 먼 거리의 위치에서는 높은 전력으로 송신신호를 증폭하여 출력하며, 상기 출력전력의 제어는, 전력증폭기 또는 출력전력증폭기(PAM)에 공급되는 전압의 레벨(LEVEL)을 인너 루프 전력제어(INNER LOOP POWER CONTROL) 방식에 의하여 제어하는 전원 스위칭 방식에 의한다.

상기 휴대단말기의 전원 스위칭 방식은, 충방전배터리의 제한된 출력전류 량으로부터 불필요한 전류소모를 최소로 하고, 사용시간을 늘리는 것으로, 안정적인 전류특성을 위하여 고속 스위칭이 바람직하다.

상기 전원 스위칭 공급방식은, 스위칭에 의하여 역전류가 발생하므로, 안정적인 전류 공급을 위하여 디커플링 컨덴서를 사용하며, 상기 디커플링 컨덴서의 방전 특성에 의하여 고속 스위칭을 못하는 문제가 있다.

따라서, 상기 휴대단말기의 충방전배터리 공급전원 스위칭 방식에서 디커플링 컨덴서에 의한 문제를 개선한 고속 스위칭 기술을 개발할 필요가 있다.

이하, 종래 기술에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원 스위칭 방식을 첨부 된 도면을 참조하여 설명한다.

종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원스위칭 장치 기능 구성도 이고, 도2 는 종래 기술에 의한 로드스위치부 상세 기능구성도 이며, 도3 은 종래 기술에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원스위칭 방법 순서도 이다.

상기 도1을 참조하여, 종래 기술에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원스위칭 장치를 설명하면, 직류컨버터부(10)는, 휴대단말기(MS)의 충방전배터리부로부터 인가되는 4 볼트(V) 전압의 동작전원(Vdd)을 입력하고, 제어부(14)의 제어로 동작하는 제1 에프이티(FET)(12)와 제2 에프이티(16)의 스위칭 작용에 의하여 직류(DC)-직류(DC) 변환(CONVERSION)을 하므로, 1.5 볼트(V)의 직류전압을 출력(Vout_dc-dc)한다.

상기 직류컨버터부(10)로부터 출력(Vout_dc-dc)되는 1.5 볼트(V)의 직류전압은, 직류하향 변환과정에서 잡음성분이 포함되므로, 인덕터(L1)(20)와 컨덴서(C1)(30)에 의하여 평활처리되며, 상기 평활처리에 의하여 잡음이 제거되고 안정화된 직류전압으로 정형(REFORMING)되어 로드스위치1(40)의 입력으로 인가된다.

상기 로드스위치1(40)의 출력단에는, 충방전배터리부로부터 동작전원(Vdd)으로 출력되는 4 볼트(V)를 인가받고 해당 제어에 의하여 스위칭 출력하는 로드스위치2(50)의 출력이 결합된다.

상기 로드스위치1(40)과 로드스위치2(50)는, 서로 상반되는 제어신호를 입력하는 것으로, 상기 로드스위치1(40)에 스위칭(SWITCHING) 인에이블(ENABLE) 제어신 호(SWITCH_EN)가 인가되면 직류 변환된 1.5 볼트를 출력하고, 상기 로드스위치2(50)에는 스위칭 디스에이블(DISABLE) 제어신호가 인가되므로, 동작전원(Vdd)으로 입력되는 4 V를 출력하지 않는다.

상기와 같이 출력되는 직류전압신호에는, 스위칭 작용에 의하여 역전류가 발생하며, 출력전력증폭기(PAM)에 역전류의 유입을 차단하고 안정적인 전류를 출력전압으로(Vreg_PAM) 공급하기 위하여 디커플링(DECOUPLING) 컨덴서(CONDENSER)(C1, C2, C3)(60, 70, 80)를 사용한다.

또한, 상기 로드스위치1(40)에 스위칭 디스에이블 제어신호가 인가되면, 직류 변환된 1.5 V가 출력되지 못하고, 상기 로드스위치2(50)에 인가되는 스위칭 인에이블 제어신호(SWITCH_EN)에 의하여, 4 V의 동작전원(Vdd)이 디커플링 컨덴서(60, 70, 80)를 통하여 출력전압(Vreg_PAM)으로서 출력전력증폭기(PAM)에 출력된다.

상기 첨부된 도2를 참조하여 설명하면, 로드스위치2(50)의 상세한 기능 구성도이며, 2개의 에프이티로 구성되고 있음을 보여주며, 로드스위치1(40)의 기능 구성과 동일한 구성을 한다.

상기 에프이티(FET)가 스위칭 온(ON) 또는 스위치 오프(OFF) 동작하는데 소요되는 시간을 t로 표현하면, 출력전력을 1.5 V에서 4 V로 또는 그 반대로 스위칭하는데 필요한 시간이 최소 4t가 필요하다.

상기 디커플링 컨덴서(60, 70, 80)는 출력전력이 변경되는 경우, 기존 충전된 전압이 방전하여야 한다.

일 예로, 로드스위치2(50)가 스위치 온(ON) 동작상태로부터, 해당 제어신호에 의하여 스위치 오프(OFF) 동작되고, 로드스위치1(40)이 스위치 오프 동작상태에서 스위치 온 동작상태로 변경되면, 4 V의 출력전압이 1.5 V로 변경될 때까지 소요되는 스위칭 시간은, 4t에 디커플링 컨덴서(60, 70, 80)에 충전된 4 V의 전압이 방전되어 1.5 V가 될 때까지의 시간이 필요하다.

따라서, 상기 4t와 디커플링 컨덴서의 방전시간에 의하여, 출력전력증폭기(PAM)의 신속한 스위칭을 하지 못하므로, 그 만큼 전력소모가 커지는 문제가 있다.

이하, 상기 첨부된 도3을 참조하여, 종래 기술에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원 스위칭 방법을 설명한다.

상기 이동통신용 휴대단말기가 무선신호를 기지국(RAN)에 송신하고자하는 경우(S10), 인너루프 전력제어(INNER LOOP POWER CONTROL)에 의하여, 상기 기지국(RAN)과의 거리를 확인하고, 전력증폭기의 출력전력을 최대로 증폭하여 출력할 것인지 판단한다(S20).

상기 판단(S20)에서 최대출력전력으로 증폭하여 출력하는 경우, 휴대단말기의 해당 제어부는, 상기 로드스위치부1(40)을 디스에이블(DISABLE) 상태로 오프(OFF) 제어하고(S30), 상기 로드스위치부2(50)는 인에이블(ENABLE) 상태로 온(ON) 제어한다(S40).

상기 휴대단말기가 인너루프 전력제어(INNER LOOP POWER CONTROL)에 의하여, 전력증폭기의 출력전력을 정상 레벨로 설정하여 출력하는 경우(S50), 해당 제어부의 제어신호에 의하여 상기 로드스위치부1(40)은 인에이블(ENABLE) 상태로 온(ON) 제어하고(S60), 상기 로드스위치부2(50)는 디스에이블(DISABLE) 상태로 오프(OFF) 제어한다(S70).

상기와 같은 종래 기술의 구성은, 로드스위치부1(40)과 로드스위치부2(50)의 구성을 필요로 하므로, 에프이티(FET)에 의한 지연시간으로 4t가 필요한 동시에 잡음성분을 제거하고, 안정적인 전압을 공급하기 위한 디커플링 컨덴서의 방전시간이 필요하므로, 고속 스위칭을 하지 못하는 동시에, 회로의 구성과 제어가 복잡한 등의 문제가 있다.

본 발명은 휴대단말기의 전력증폭기에 공급되는 동작전원을 고속 스위칭하여 공급하므로 전류특성을 안정시키고 전력소모를 줄이는 것으로, 특히, 회로의 구성과 제어를 간단히 하고 제조시간과 비용 및 고장 발생률을 줄이며 전체 전력소모를 줄이는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 배터리 직류전압을 하향 변환시키는 컨버터부와 직류전압 변환에서 유입된 잡음을 제거하는 평할부가 포함되는 휴대단말기의 전원 스위칭 장치에 있어서, 상기 평활부와 접속하고 휴대단말기의 배터리 전압을 제어신호에 의하여 선택적으로 출력하는 스위치부와; 상기 평활부와 스위치부로부터 출력되는 전압을 일방향으로 흐르게 하여 역전압을 차단하는 다이오드부와; 상기 스위치부에 접속하고 인가되는 휴대단말기의 배터리 전압에 포함되는 잡음을 제거하고 안정적으로 공급하는 디커플링부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 휴대단말기로 무선통신신호를 송신하는지 판단하는 준비과정과; 상기 무선통신신호를 송신하는 경우 최대출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 최대출력전력으로 송신하는 경우에 로우레벨 제어신호를 출력하는 최대과정과; 상기 무선통신신호를 정상출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 정상출력전력으로 송신하는 경우에 하이레벨 제어신호를 출력하는 정상과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 것으로 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도4 는 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치 기능 구성도 이며, 도5 는 본 발명에 의하여 소요되는 스위칭 시간 비교 표시도 이고, 도6 은 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 방법 순서도 이다.

상기 도4를 참조하여 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치를 설명하면, 이동통신용 휴대단말기의 직류 배터리 전압을 동작전원(Vdd)으로 입력하고 직류직류 변환에 의하여 소정 레벨의 전압을 출력하는 것으로, 동작전원 또는 직류(DC) 배터리 전압(Vdd)을 입력하고 제어하여 설정된 소정 레벨의 직류전압 변환 출력을 감시하는 제어부(102); 상기 제어부(102)의 제어에 의하 여 상기 입력되는 직류 배터리 전압(Vdd)을 스위칭 제어하여 소정 레벨의 직류전압으로 변환 출력하는 제1 에프이티(FET)(104); 상기 제어부(102)의 제어에 의하여 상기 제1 에프이티(104)의 출력전압을 스위칭 제어하여 출력하는 제2 에프이티(106)로 이루어지는 컨버터부(100)와,

상기 컨버터부(100)로부터 인가되는 직류전압을 입력하고 잡음을 제거하여 출력하는 것으로, 인가되는 직류전압의 잡음성분을 차단하는 인덕터부(L1)(112); 상기 인덕터부(112)와 접속되어 입력되는 직류전압(Vout_dc-dc)의 잡음성분을 제거하고 전력증폭기의 동작전원으로 출력(Vreg_PAM)하는 제1 컨덴서부(C1)(114)로 이루어지는 평활부(110)와,

상기 평활부(110)와 접속하고 휴대단말기의 직류 배터리 전압(Vdd)을 동작전원(Vdd)으로 인가 받아 해당 제어신호에 의하여 전력증폭기(PAM)의 동작전원(Vreg_PAM)으로 출력하는 것으로, 에프이티(FET: FIELD EFFECT TRANSISTOR)로 구성되어 게이트(GATE) 단자에 로우(LOW) 레벨(LEVEL)의 제어신호가 인가되면 스위치 온(SWITCH ON) 하고, 상기 게이트(GATE) 단자에 하이(HIGH) 레벨의 제어신호가 인가되면 스위치 오프(SWITCH OFF) 하는 스위치부(120)와,

상기 스위치부(120)와 평활부(110)의 접속점에 연결되고 동작전원을 전력증폭기(PAM: POWER AMPLIFIER MODULE)로 일방향 출력하며 역전압이 인가되지 못하게 차단하는 다이오드부(D1)(130)와,

상기 스위치부(120)와 접속하고 동작전원(Vdd)으로 인가되는 휴대단말기의 직류배터리 전압으로부터 잡음(NOISE)을 제거하고 안정적으로 공급되도록 하는 것으로, 제2 컨덴서(142)와 제3 컨덴서(144)와 제4 컨덴서(146)가 병렬(PARALLEL)로 접속되어 이루어지는 디커플링부(140)가 포함되어 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성에 의한 것으로, 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치를 첨부된 도4와 도5를 참조하여 상세히 설명한다.

이동통신용 휴대단말기에 구비되는 충방전용 배터리부는, 일반적으로 약 4 볼트(V)의 전압을 출력하며, 상기 휴대단말기에서 전력소모가 가장 많은 부분 중에 하나가 전력증폭기(PAM: POWER AMPLIFIER MODULE)이다.

상기 휴대단말기가 포함되는 이동통신 시스템은, 운용 특성상, 기지국(RAN)과 휴대단말기(MS)의 직선거리가 가까운 경우, 전력제어에 의하여 휴대단말기의 출력전력을 낮추고, 상기 직선거리가 먼 경우에는 전력제어에 의하여 휴대단말기의 출력전력을 높인다.

상기 휴대단말기(MS)의 전력제어방식에는, 기지국(RAN)과 접속하는 경우에 확인된 제어값을 기준으로 설정하여, 휴대단말기의 출력전력을 제어하는 아우터 루프 전력제어(OUTER LOOP POWER CONTROL) 방식과, 기지국으로부터 수시로 출력전력의 제어값을 확인하여 휴대단말기의 출력전력을 수실 제어하는 인너 루프 전력제어(OUTER LOOP POWER CONTROL) 방식이 있다.

상기 아우터 루프 전력제어 방식은, 구성과 제어방식이 간단 또는 간편하지만 출력전력을 현장 상황에 적합하게 신속 제어하지 못하고, 상기 인너 루프 전력제어 방식은 구성과 제어방식이 비교적 복잡하지만 현장상황에 민감하게 출력전력 을 신속 제어하는 장점이 있으며, 일반적으로 인너 루프 전력제어방식을 많이 사용하며, 본 발명에서는 인너 루프 전력제어 방식에 관한 것이다.

상기 휴대단말기에서는 전력증폭기(PAM)에서 출력전력을 제어하는 방법으로 여러 가지 방식이 사용되며, 그 중에 한가지 방식이, 동작전원의 전압을 변경하는 것으로, 전력증폭기에 공급되는 동작전원의 전압이 높으면 출력전력이 높은 레벨로 증폭되어 출력되고, 상기 공급되는 동작전원의 전압이 낮으면 출력전력이 낮은 레벨로 증폭되어 출력된다.

본 발명은 상기와 같이 전력증폭기(PAM)에 인가되는 동작전원의 전압 레벨을 제어하여 출력전력의 레벨을 제어하는 방식에 관한 것이다.

상기 휴대단말기(MS)는 동작전원으로 충방전배터리부로부터 인가되는, 직류의 단일 전원을 사용하므로, 상기 전력증폭기(PAM)의 출력전력 제어를 위하여서는, 직류전압의 레벨을 변환하는 직류직류 변환기(DC-DC CONVERTER)가 필요하며, 상기 컨버터부(100)에서 해당 기능을 한다.

상기 컨버터부(100)는, 해당 제어부(102)의 제어에 의하여 배터리부로부터 입력되는 4V의 직류전압 신호를 제1 에프이티(104)에 인가하여 설정된 소정의 낮은 전압으로 변환하도록 제어하고, 또한, 상기 제2 에프이티(106)를 제어하여, 상기 제1 에프이티(104)로부터 변환된 전압신호의 출력을 제어하며, 상기와 같이 출력되는 직류전압은 낮은 레벨의 전압 신호로 변환되어 출력된다.

상기와 같이 컨버터부(100)로부터 입력되는 전압 신호를 설정된 소정 전압의 낮은 레벨로 변환 출력하는 경우, 상기의 변환과정에서 잡음 성분이 포함된다.

상기와 같이 컨버터부(100)로부터 변환 출력된 직류전압에 포함되는 잡음(NOISE) 성분을 제거하기 위하여, 평활부(110)에 인가되며, 상기 평활부(110)를 구성하는 인덕터(112)와 제1 컨덴서(114)에 의하여, 상기 잡음 성분이 제거된 직류전압 신호(Vout_dc-dc)가 출력되고, 상기 직류전압 신호는 다이오드부(130)를 통하여 전력증폭기(PAM)에 동작전원(Vreg_PAM)으로 인가된다.

상기 전력증폭기(PAM)는 평활부(110)를 통하여 인가되는 전압신호가 낮은 레벨의 전압 신호이므로 입력되는 신호를 낮은 레벨 또는 정상레벨로 증폭한다.

상기 스위치부(120)는, 휴대단말기의 충방전배터리부로부터 인가되는 4 V의 전압신호를 해당 제어신호에 의하여, 상기 다이오드부(130)로 출력하거나 또는 차단한다.

상기 휴대단말기의 전체 기능을 제어하고 감시하는 제어부는, 기지국으로부터 인너루프 전력제어 방식으로 인가되는 제어신호를 분석하고, 직선거리가 멀어, 최적 신호대잡음비를 유지하기 위한 것으로, 무선송신되는 신호의 출력전력을 높이어야 하는 경우, 상기 스위치부(120)에 로우레벨(LOW LEVEL)의 제어신호(SWITCH_EN)를 출력하므로, 에프이티(FET3)를 스위치 온(SWITCH ON) 상태로 설정하여, 상기 4 V의 전압 신호가 다이오드부(130)를 통하여 전력증폭기(PAM)에 동작전원으로 공급되도록 한다.

상기 4 V는 휴대단말기의 충방전배터리부로부터 직접 입력되는 것으로, 상기 전력증폭기에는 안정적인 전압을 공급하여야 하는 동시에 잡음성분이 없어야 하므로, 상기 디커플링부(140)를 통하여 입력된다.

상기 디커플링부(140)에 구비되는 제2 컨덴서(142)와 제3 컨덴서(144)와 제4 컨덴서(146)의 충방전 작용에 의하여 4 V의 전압이 상기 전력증폭기(PAM)에 안정적으로 공급되는 동시에 잡음성분이 차단된다.

또한, 상기 휴대단말기의 제어부가 인너루프 전력제어 방식으로 인가되는 제어신호를 분석하여 기지국과의 직선거리가 가까우므로, 무선송신되는 신호의 출력전력을 낮추어야 하는 경우, 상기 스위치부(120)에 하이레벨(HIGH LEVEL)의 제어신호를 출력하므로, 상기 에프이티(FET3)를 스위치 오프(SWITCH OFF) 상태로 설정하여, 상기 직류직류 변환된 1.5 V의 전압신호가 다이오드부(130)를 통하여 전력증폭기(PAM)에 동작전원으로 공급되도록 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 일 실시 예로, 전력증폭기에 4V의 동작전원이 공급되어 높은 출력을 발생하도록 하는 상태로부터, 1.5 V가 공급되어 낮은 출력이 발생 출력하도록 하는 경우, 상기 스위치부(120)의 제1 에프이티(104)에 의한 스위치 오프 지연시간 t를 경과한 후에, 상기 컨버터부(100)와 평활부(110)를 통하여 출력되는 1.5 V의 전압신호는, 상기 다이오드부(130)를 통하여 전력증폭기(PAM)에 즉시 인가된다.

상기 첨부된 도5를 참조하여 설명하면, 종래 기술에서는 디커플링부의 제2 내지 제4 컨덴서에 의한 방전시간과, 제1 및 제2 로드스위치부에 의한 총 4 t의 지연시간이 필요하였으나, 본 발명에서는 제1 에프이티(104)에 의한 t 지연시간이 필요하다.

따라서, 상기와 같은 구성의 본 발명은, 전력증폭기의 출력전력을 변경하는 전원을 고속으로 스위칭하여 공급하는 장점이 있다.

이하, 상기 첨부된 도6을 참조하여, 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭 기 전원 고속 스위칭 방법을 설명한다.

이동통신용 휴대단말기(MS: MOBILE STATION)로 무선통신신호를 송신하는지 판단하는 준비과정(S100)과,

상기 준비과정(S100)에서 무선신호를 송신하는 경우 최대출력전력으로 무선송신할 것인지 판단하고, 최대출력전력으로 무선송신하는 경우에 로우레벨 제어신호를 출력하는 것으로, 상기 휴대단말기(MS)가 인너루프(INNER LOOP) 전력제어(POWER CONTROL) 신호를 분석하여 최대출력전력으로 무선신호를 송신하여야 하는지 판단하는 과정(S110); 상기 과정(S110)에서 무선신호를 최대출력전력으로 송신하여야 하는 경우는 스위치 인에이블(SWITCH_EN) 제어신호를 로우레벨(LOW LEVEL)로 설정하여 휴대단말기의 충방전배터리부로부터 인가되는 직류 전압을 전력증폭기(PAM)에 동작전원(Vdd)으로 인가하는 과정(S120)으로 이루어지는 최대과정과,

상기 최대과정에서 무선신호를 송신하는 경우 정상출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 정상출력전력으로 무선송신하는 경우에 하이레벨 제어신호를 출력하는 것으로, 상기 휴대단말기가 인너루프(INNER LOOP) 전력제어(POWER CONTROL) 신호를 분석하여 정상출력전력으로 무선신호를 출력하는지 판단하는 과정(S130); 상기 과정(S130)에서 무선신호를 정상출력전력으로 송신하는 경우는 스위치 인에이블(SWITCH_EN) 제어신호를 하이레벨(HIGH LEVEL)로 설정하여 직류 변환된 전압(Vout_dc-dc)을 전력증폭기(PAM)에 인가하는 과정(S140)으로 이루어지는 정상과정으로 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

상기 이동통신용 휴대단말기는 통신을 위하여 해당 기지국에 무선신호를 송신하여야 하는지 판단하고(S100), 상기 판단(S100)에서 무선신호를 송신하는 경우, 인너루프 전력제어 신호를 검색하여, 기지국(RAN)과의 직선거리가 먼지를 분석하며, 상기 분석에서 기지국과의 거리가 먼 경우, 통화품질 유지를 위한 신호대잡음비 향상을 위하여 최대출력전력으로 무선신호를 송신하여야 하는지 판단한다(S110).

상기 판단(S110)에서 무선신호를 최대전력으로 출력하여야 하는 경우, 해당 제어부는, 상기 스위치부(120)에 로우레벨(LOW LEVEL)의 스위치 인에이블 신호(SWITCH_EN)를 출력하고, 스위치 온(ON) 상태를 설정하므로, 4 V의 전압신호를 디커플링부(140)와 스위치부(120)와 다이오드부(130)를 통하여 전력증폭기(PAM)에 출력한다.

상기와 같이 4 V 의 전압신호를 동작전원으로 공급받은 전력증폭기는 입력되는 신호를 최대전력으로 증폭하여 출력하므로, 기지국과의 먼 거리에서도 통신품질을 유지한다.

또한, 상기 휴대단말기(MS)는, 인너루프 전력제어 신호를 검출하여, 기지국과의 거리가 가까우므로, 전력증폭기를 정상 출력전력으로 운용하여야 하는 것으로 판단하면(S130), 상기 스위치부(120)에 하이레벨(HIGH LEVEL)의 스위치 인에이블(SWITCH_EN) 제어신호를 출력하여, 스위치 오프 상태로 제어한다(S140).

상기와 같이 스위치부(120)가 스위치 오프되면, 4 V의 전압신호가 출력되지 못하므로, 상기 컨버터부(100)에서 직류직류 변환되어 출력되는 1.5 V의 전압신호가 다이오드부를 통하여 전력증폭기에 동작전원으로 공급되고, 상기 전력증폭기는 낮은 레벨 또는 정상레벨로 증폭된 신호를 출력한다.

상기와 같이 전력증폭기에 공급되는 전원의 스위칭 지연시간을 종래의 "4t + 방전시간"으로부터 "1t"의 지연시간으로 고속 스위칭하므로, 전력증폭기의 전류 소모를 줄이는 장점이 있고, 회로의 구성과 제어방식이 간단한 장점이 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 휴대단말기의 전력증폭기 출력전력 제어에 있어서, 전력증폭기에 공급하는 전원 스위칭 시간을 줄이어 고속으로 스위칭하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 전력증폭기에 공급되는 전원을 고속 스위칭하고, 출력전력을 신속하게 전환하므로, 최대전력 출력시간을 줄이어 전류소모를 줄이는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 전력증폭기 전원 스위칭 장치 구성을 간단하게 하는 동시에 제어신호의 구성을 간단하게 하므로, 제조비용과 유지비용을 작게하는 사용상 편리한 효과가 있다.

Claims

배터리 직류전압을 하향 변환시키는 컨버터부와 직류전압 변환에서 유입된 잡음을 제거하는 평할부가 포함되는 휴대단말기의 전원 스위칭 장치에 있어서,

상기 평활부와 접속하고 휴대단말기의 배터리 전압을 제어신호에 의하여 선택적으로 출력하는 스위치부와,

상기 평활부와 스위치부로부터 출력되는 전압을 일방향으로 흐르게 하여 역전압을 차단하는 다이오드부와,

상기 스위치부에 접속하고 인가되는 휴대단말기의 배터리 전압에 포함되는 잡음을 제거하고 안정적으로 공급하는 디커플링부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치.
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제1 항에 있어서, 상기 스위치부는,

에프이티로 구성되어 게이트 단자에 로우 레벨의 제어신호가 인가되면 스위치 온 하고, 상기 게이트 단자에 하이레벨의 제어신호가 인가되면 스위치 오프하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치.
제1 항에 있어서, 상기 디커플링부는,

상기 스위치부에 인가되는 배터리 직류 전압에 포함되는 잡음을 제거하고 안정적으로 공급되도록 하는 것으로, 제2 컨덴서와 제3 컨덴서와 제4 컨덴서가 병렬로 접속되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 장치.
휴대단말기로 무선통신신호를 송신하는지 판단하는 준비과정과,

상기 무선통신신호를 송신하는 경우 최대출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 최대출력전력으로 송신하는 경우에 로우레벨 제어신호를 출력하는 최대과정과,

상기 무선통신신호를 정상출력전력으로 송신할 것인지 판단하고, 정상출력전력으로 송신하는 경우에 하이레벨 제어신호를 출력하는 정상과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 방법.
제7 항에 있어서, 상기 최대과정은,

상기 휴대단말기가 인너루프 전력제어 신호를 분석하여 최대출력전력으로 무선통신신호를 송신하는지 판단하는 과정과,

상기 무선통신신호를 최대출력전력으로 송신하여야 하는 경우는 스위치 인에이블 제어신호를 로우레벨로 설정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 방법.
제7 항에 있어서, 상기 정상과정은,

상기 휴대단말기가 인너루프 전력제어 신호를 분석하여 정상출력전력으로 무선통신신호를 송신하는지 판단하는 과정과,

상기 무선통신신호를 정상출력전력으로 송신하는 경우는 스위치 인에이블 제어신호를 하이레벨로 설정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원 고속 스위칭 방법.