W-CDMA电源极大地提高了发送效率

快速(30?sec)输出压摆率和建立—在W-CDMA系统架构中，发送功率需要根据基站的要求，每666?sec向上或向下调节1dB。此外，每隔10ms，手机会进入或退出数据传送模式，相应地将发生大幅度的发送功率跳变。各种情况下，发送功率水平的变化需要在50?sec内完成，然而，考虑到基站、DAC及各种系统延迟，留给开关调节器来改变功放电源的时间还要减少。由于这个原因，MAX1820被专门设计为能够在30?sec内改变并建立输出电压，甚至对于满幅度的电压和电流变化都没有问题。由于要求输出能够快速改变，MAX1820的输出电容被限制在仅仅4.7?F，这给工作的稳定性带来了挑战。4.7?F电容所带来的额外好处是，允许采用低ESR的陶瓷电容，这将使输出纹波降低至5mVpp。降压调节器面临的另外一个问题出现在需要迅速降低发送功率的时候，例如退出数据模式时。在此情况下，MAX1820能够反转电感中的电流，将输出电压迅速拉低以便保证30?sec的建立时间。否则，功放的线性会随着电源电压的缓慢下降而改变。另外，这种技术还将输出电容中的剩余电能回送到MAX1820输入端的电池，进一步节省了电能。

　　稳定工作于9.5%至100% PWM占空比和低压差—假设手机由单节锂离子电池供电，那么输入开关调节器的电压范围大约为4.2V至2.7V。为了获得可预知的噪声频谱和低输出纹波，应该尽量采用恒定的开关频率，MAX1820的强制PWM工作模式在电池完全充电至4.2V且要求功放电源电压为0.4V时，可稳定工作于最低至9.5%的占空比。就其本身来讲这并不困难，但还应考虑到相反的极端情况，当经过一定程度放电的电池工作在大功率数据发送模式时，要求占空比能够完全达到100%，并具有低压差。为了获得非常低的压差，MAX1820内部的PFET被稍稍超额设计为非常低的0.15Ω导通电阻。假设电感具有0.1Ω的串联电阻，那么在600mA的负载下总的压降只有150mV，当负载减轻时还可同比降低。根据蜂窝电话制造商的要求，当电池被放电至3.4V以下时，数据传送距离有一定程度的降低是可以接受的。突破这种局限需要采用价格稍贵、效率稍低一点的升/降压型调节器，这可能需用另外一整个篇幅进行讨论。

　　1MHz开关频率及同步—MAX1820内部具有一个1MHz振荡器来控制PWM开关频率。在MAX1820的产品定义阶段，提高开关频率是减小外部元件尺寸的一个办法，但效率有可能降低到无法接受的水平。前面已经提到，采用固定频率PWM方式可以获得已知的噪声频谱和较低的输出纹波。MAX1820的1MHz内部时钟具有较高的精度，可保证±20%的容差，此外，为了更精确地同步至系统时钟，MAX1820还包含一个13分频时钟合成器，可馈入一个10MHz至16MHz的低幅度正弦波。

　　图3. MAX1820降压型开关调节器经过优化，在电池消耗最大的情况下发送数据时具有最高的效率。1MHz固定的开关频率降低了输出纹波和噪声，同时在发送话音时能够保持相对较高的效率和较低的功耗。

　　MAX1820因其独特的性能，目前被广泛应用于3G手机设计中。随着开关型降压调节器在W-CDMA功放驱动中节电效果得到验证，这种方案同样也可用于其它的3G标准和更多不同的终端设备，使小型化、个性化的数据手机及无线移动运算的理想成为现实。