專利名稱：電源電路和具有該電源電路的通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源電路、以及具有該電源電路的通信設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及一種適合在采用TDMA(時(shí)分多址)或者TDD(時(shí)分雙工)通信方法的便攜式蜂窩電話等中使用的電源電路，并且涉及一種具有該電源電路的通信設(shè)備。
本發(fā)明請求在2003年2月7日提出的日本專利申請No.2003-030454、以及在2003年6月26日提出的日本專利申請2003-183617的優(yōu)先權(quán)，所述的申請被全文合并在此作為參考。
背景技術(shù)：
在采用TDMA或者TDD通信方法的傳統(tǒng)的便攜式通信設(shè)備(例如便攜式蜂窩電話)中，在已經(jīng)由發(fā)射功率放大器放大之后，將具有按照重復(fù)的方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號作為傳輸?shù)臒o線電波發(fā)送。在突發(fā)周期期間，由于發(fā)射功率放大器發(fā)射無線電波，因此，電能消耗較大，在非突發(fā)周期期間，由于便攜式蜂窩電話的無線電波接收部分對無線電波進(jìn)行接收，因此，電能消耗較小。這樣，負(fù)載電流按照突發(fā)的方式增加或者降低。此外，通常從蓄電池(battery)提供用于發(fā)射功率放大器的電能。該蓄電池與突發(fā)周期和非突發(fā)周期的重復(fù)周期同步地進(jìn)行放電。
該蓄電池還向便攜式蜂窩電話中的CPU(中央處理單元)等內(nèi)部電路提供電能，然而，如果蓄電池電壓變得低于CPU等的操作電壓的下限值時(shí)，即使是片刻地，也會使CPU等處于凍住狀態(tài)(frozen state)，從而使便攜式蜂窩電話不能工作。因此，通過檢測在各個(gè)工作狀態(tài)中出現(xiàn)的最低電壓值，并且設(shè)置通過依據(jù)對瞬時(shí)重負(fù)荷狀態(tài)的預(yù)測來提供一定的余量而獲得的稍高的終止電壓(terminating voltage)，可以判斷是否存在剩余的蓄電池容量。在這樣的情況下，正在進(jìn)行研究和開發(fā)，以便通過擴(kuò)充蓄電池容量或者通過使用DC-DC(直流—直流)轉(zhuǎn)換電路，將便攜式蜂窩電話使用更長的時(shí)間。此外，TDMA通信方法包括在日本國內(nèi)正在使用的PDC(個(gè)人數(shù)字蜂窩)方法、在歐洲等國家正在使用的GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))及/或GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))方法。
如圖15所示的這樣的傳統(tǒng)的便攜式蜂窩電話包括發(fā)射功率放大器1、電路塊2、以及電源電路3。發(fā)射功率放大器1由放大器11、電容器12、放大器(AMP)13、電容器14、放大器(AMP)15、以及偏置電路16組成。放大器11、13、和15中的每一個(gè)由雙極性晶體管、MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管等構(gòu)成。偏置電路16產(chǎn)生對這些放大器11、13和15進(jìn)行常規(guī)操作的偏置電壓。此外，發(fā)射功率放大器1和電路塊2中的每一個(gè)具有正常操作所需要的操作電壓的下限值。在發(fā)射功率放大器1中，將與GSM通信方法對應(yīng)的具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號RFIN輸入到放大器11。由放大器11對發(fā)射信號RFIN進(jìn)行放大，然后從放大器11中輸出輸出信號K。在電容器12截去輸出信號K的DC(直流)分量之后，將輸出信號K輸入到放大器13，在放大器13中對信號K進(jìn)行放大，并且從放大器13中將其作為輸出信號M輸出。在電容器14截去輸出信號M的DC分量之后，將該輸出信號M輸入到放大器15，在放大器15中對該信號M進(jìn)行放大，并且從放大器15中輸出作為發(fā)射無線電波的無線電波信號RFOUT。
電路塊2包括各個(gè)電路，其中所述的各種電路中的每一個(gè)使用幾乎恒定不變的要被消耗的電能，執(zhí)行除了由發(fā)射功率放大器1進(jìn)行的放大操作之外的其他特定操作。所述的各個(gè)電路包括例如，DC-DC轉(zhuǎn)換器21、除了發(fā)射功率放大器1之外的其他負(fù)載22，并且將用于由各個(gè)負(fù)載22中的每一個(gè)所執(zhí)行的特定操作的電壓下限值設(shè)置得高于用于由發(fā)射功率放大器1所執(zhí)行的操作的電壓下限值。DC-DC轉(zhuǎn)換器21提高或者降低電源電路3的輸出電壓。除了發(fā)射功率放大器1之外的負(fù)載22包括例如用于微型計(jì)算機(jī)的電源(power source)、用于DSP(數(shù)字信號處理器)的電源、用于SIM(用戶標(biāo)識模塊)卡的電源、用于存儲器的電源、用于人機(jī)接口設(shè)備(例如語音設(shè)備、輸入/輸出設(shè)備、圖像拾取設(shè)備等)的電源，對所述的負(fù)載22中的每一個(gè)進(jìn)行配置，從而將電源電路3的輸出電壓直接施加到能夠在電源電路3的輸出電壓下工作的負(fù)載22，并且在由DC-DC轉(zhuǎn)換器21對電源電路3的輸出電壓進(jìn)行升高和降低之后，再將電源電路3的輸出電壓施加到不能夠在電源電路3的輸出電壓下工作，并且需要進(jìn)行輸出電壓轉(zhuǎn)換的負(fù)載22。
電源電路3由蓄電池31、電源管理電路32、蓄電池充電電路33、以及電源旁路電容器(bypass condenser)34組成。蓄電池31是鋰離子蓄電池，并且由單一的電池35、內(nèi)部電阻器(internal resistor)36、以及保護(hù)電路37組成。電源管理電路32監(jiān)控蓄電池31的輸出電壓，以便檢測其剩余容量，當(dāng)蓄電池31的剩余容量變低，并且當(dāng)輸出電壓到達(dá)已設(shè)置得大于電路塊2的工作電壓的下限值的特定參考電平時(shí)，該電源管理電路32產(chǎn)生控制信號，以便顯示諸如表示需要充電的警告，從而通告蓄電池31的輸出電壓已經(jīng)下降(drop)的情況。電池充電電路33與外部電源(未示出)連接，以便依據(jù)從電源管理電路32中輸出的控制信號，在特定的充電條件下對蓄電池31進(jìn)行充電。電源旁路電容器34用于使在突發(fā)周期的開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻出現(xiàn)的蓄電池31的輸出電流的增加或者降低延遲。
圖16是解釋圖15所示的傳統(tǒng)便攜式蜂窩電話的操作的時(shí)序圖。圖17是示出圖15所示的蓄電池31的容許放電電壓、已經(jīng)為圖15所示的管理電路設(shè)置的用于檢測蓄電池31剩余容量的參考，圖15所示的發(fā)射功率放大器1的容許工作電壓、以及圖15所示的電路塊2的容許工作電壓的圖。
下面將參考圖16和17來描述圖15所示的便攜式蜂窩電話的操作。如圖15所示，由于發(fā)射功率放大器1與電源電路3連接，因此，蓄電池31的輸出電壓變得等于發(fā)射功率放大器1的工作電壓。首先，在時(shí)刻tα，當(dāng)開始信號發(fā)射操作并且發(fā)射突發(fā)周期開始時(shí)，發(fā)射功率放大器1所消耗的電流快速地從電流值0A增加到電流值IPA。蓄電池31的輸出電流也與發(fā)射突發(fā)周期的開始同步地從電流值IB0增加到電流值IBmax，然而，由于電源旁路電容器34的放電造成的電涌吸收(surge absorbing)作用，使電流的增加延遲。這用于抑制由于發(fā)射突發(fā)周期的開始造成的蓄電池31的輸出電壓的波動(dòng)。由于在發(fā)射突發(fā)周期的開始時(shí)刻發(fā)生的蓄電池的輸出電流的增加，并且由于在內(nèi)部電阻器36和保護(hù)電路37之間存在串聯(lián)的電阻成分，因此，蓄電池31的輸出電壓從電壓值VB0(等于發(fā)射功率放大器1的工作電壓VPA0)下降電壓值ΔVBRx(＝VB0)。
在Tβ期間，即在發(fā)射突發(fā)周期期間，由于發(fā)射功率放大器1繼續(xù)進(jìn)行發(fā)射操作，因此，被消耗的電流不變地保持在電流值IPA的水平上。由于電源旁路電容器34所造成的延遲已經(jīng)消失，因此，蓄電池31的輸出電流變得穩(wěn)定在電流值IBmax的水平上，該電流值等于發(fā)射功率放大器1所消耗的電流與電路塊2所消耗的電流(大致保持不變并且等于電流值IB0)之和。由于存在與具有值IBmax的輸出電流所導(dǎo)致的蓄電池31的靜電電容成分的電壓降低，因此，蓄電池31的輸出電壓以電壓值ΔVBCx(＝ΔVCx)降低。因此，由于電壓降的量ΔVBCx與在時(shí)刻tα出現(xiàn)的電壓值VBRx相加，因此，在周期Tβ的終點(diǎn)的蓄電池31的輸出電壓的變化量為ΔVBx(＝ΔVPAx＝ΔVBRx+ΔVBCx)，并且蓄電池31的輸出電壓從電壓值VB0下降到電壓值VB1(＝VPA1)。
在時(shí)刻tβ，當(dāng)終止發(fā)射操作并且發(fā)射突發(fā)周期結(jié)束時(shí)，由發(fā)射功率放大器1消耗的電流快速地從電流值IPA降低到幾乎為0A。因此，蓄電池31的輸出電流與發(fā)射突發(fā)周期的結(jié)束同步地降低到由電路塊2所消耗的電流電平(具有值IB0)，然而，由對電源旁路電容器34進(jìn)行充電造成的電涌吸收作用，使輸出電流的降低延遲。這抑制了由于發(fā)射突發(fā)周期的結(jié)束造成的電池31的輸出電壓的波動(dòng)。由于在內(nèi)部電阻器36和保護(hù)電路37之間串聯(lián)的電阻成分的存在所造成的電壓降與發(fā)射突發(fā)周期的結(jié)束同步地降低，因此，蓄電池31的輸出電壓VB1以電壓值ΔVBRx(＝ΔVRx)增加。
在周期Tα期間，即在接收非突發(fā)周期期間，由于便攜式蜂窩電話的無線電波接收部分持續(xù)地進(jìn)行接收操作，并且發(fā)射功率放大器1沒有工作，因此，發(fā)射功率放大器1所消耗的電流幾乎為0A。由于電源旁路電容器34所造成的延遲已經(jīng)消失，因此，蓄電池31的輸出電流穩(wěn)定在電流值IB0的水平，該電流等于由電路塊2所消耗的電流。由于蓄電池的輸出電流已經(jīng)快速地從電流值IBmax降低到電流值IB0，因此，由于在內(nèi)部電阻器36和保護(hù)電路37之間串聯(lián)的電阻成分的存在，并且由于蓄電池31的靜電電容成分的存在，蓄電池31的輸出依據(jù)時(shí)間常數(shù)而增加。
然后，再次使這些電壓和電流處于在時(shí)刻tα已經(jīng)出現(xiàn)的狀態(tài)，然后，按照時(shí)刻tα、周期Tβ、時(shí)刻tβ、周期Tα、時(shí)刻tα……的順序，重復(fù)相同的操作。因此，由于在發(fā)射突發(fā)周期中發(fā)射功率放大器消耗的電流，因此，在蓄電池31的輸出電壓中的變化量變?yōu)殡妷褐郸Bx，并且蓄電池31的輸出電壓從在接收非突發(fā)周期時(shí)間出現(xiàn)的電壓值VB0下降到作為發(fā)射突發(fā)周期期間的最低電平的電壓值VB1。如果該電壓值VB1變得低于在便攜式蜂窩電話中的諸如CPU的內(nèi)部電路的工作電壓的下限值，即使是瞬時(shí)地，由于便攜式蜂窩電話變得不能夠操作，因此，要依據(jù)該電壓值VB1來判斷蓄電池31的剩余生命。
當(dāng)通過使用諸如典型地為TDMA型的便攜式蜂窩電話的GSM型的便攜式蜂窩電話來進(jìn)行電話通話時(shí)，通過使用以下條件由仿真獲得的電壓值ΔVBx變?yōu)榇蠹s300mV。
仿真條件內(nèi)部電阻器36的電阻；150mΩ(毫歐)發(fā)射突發(fā)周期；0.5msec(毫秒)接收非突發(fā)周期；4.5msec蓄電池31的輸出電流；IBmax；2.1A(安)IB00.1A。
ΔVBRx＝0.15·(2.1-0.1)＝0.3V(伏特)ΔVBCx＝(0.0005·2.1)/C＞0其中“C”是蓄電池31的靜電電容。
∴ΔVBx＝ΔVBRx+ΔVBCx＞300mv(毫伏特)。
也就是說，當(dāng)蓄電池31的輸出在接收非突發(fā)周期期間為諸如3.5V時(shí)，在發(fā)射突發(fā)周期期間，該輸出變?yōu)?.2V或者3.2V以下，由于該值達(dá)到了依據(jù)圖17所示的用于檢測蓄電池31的剩余容量的參考，應(yīng)該發(fā)出表示需要進(jìn)行充電的警告的電平，因此，由電源管理電路32提供通告，以便通知蓄電池31的輸出已經(jīng)下降。
如圖17所示，發(fā)射功率放大器1的容許工作電壓為4.2V到2.7V，電路塊2的容許工作電壓為4.2V到3.0V，并且在發(fā)射功率放大器1和電路塊2之間的工作電壓之間的下限值中存在約為0.3V(ΔVM)的差。其原因在于由于發(fā)射功率放大器1由模擬電路構(gòu)成，因此發(fā)射功率放大器1可以在相對較低的電壓下工作，而由于電路塊2由CPU和/或數(shù)字電路構(gòu)成，因此，該電路塊2不能夠在較低的電壓下工作。
此外，除了以上所述的便攜式蜂窩電話之外，在日本專利申請待審公開No.Hei 04-315320中公開了作為所述技術(shù)的一個(gè)實(shí)例的無線通信設(shè)備，其中，使用升壓設(shè)備由蓄電池對電容器進(jìn)行充電，以便具有10V的電壓，并且在發(fā)射突發(fā)周期期間，使切換單元閉合，以便由電容器將電源施加到功率放大器。此時(shí)，由功率放大器對突發(fā)信號進(jìn)行放大，并且進(jìn)行發(fā)射，而在非突發(fā)周期期間，使切換單元開啟，以便對電容進(jìn)行充電。
然而，如上所述的傳統(tǒng)技術(shù)具有以下問題。即，即使在接收非突發(fā)周期期間，蓄電池31的輸出電壓為諸如3.5V，而在發(fā)射突發(fā)周期期間，該輸出電壓也會變?yōu)?.2V或者更小(終止電壓)，因此，該輸出電壓達(dá)到了發(fā)出需要進(jìn)行充電的警告的電平，結(jié)果，由電源管理電路32提供通告，以便通知輸出電壓已經(jīng)下降，并且在蓄電池31的輸出電壓到達(dá)實(shí)際的終止電壓之前，傳統(tǒng)的便攜式蜂窩電話變得不可操作。為了解決整個(gè)問題，提出了增加蓄電池31的容量的想法。然而，如果增加了蓄電池31的容量，則不能夠使便攜式蜂窩電話在尺寸上變小并且重量變輕，此外，這會難以滿足對能夠長時(shí)間通話和小型且輕型的便攜式蜂窩電話的市場需求。
此外，在日本專利申請待審公開No.Hei 04-315320中公開的突發(fā)無線通信設(shè)備中，由使用升壓設(shè)備通過蓄電池充電的電容器將電源施加到功率放大器。然而，在現(xiàn)有的作為主流的許多功率放大器中，對其施加蓄電池電壓(在鋰離子蓄電池的情況下，平均約為3.7V)。因此，如果由電容器來施加大約10V的電壓，則該電壓超過了便攜式蜂窩電話的功率放大器的耐壓(大約5V)，這會造成可能損壞功率放大器內(nèi)的元件的危險(xiǎn)。此外，即使使用調(diào)節(jié)器使從電容器中輸出的電壓逐步降低，由于DC/DC轉(zhuǎn)換器在兩個(gè)階段(stage)中使用，因此產(chǎn)生了使電源效率顯著降低的另一問題。
同時(shí)，在此公開的突發(fā)無線通信設(shè)備中，在傳輸突發(fā)周期期間使切換單元閉合，并且在非突發(fā)周期期間使切換單元斷開，然而，在此方法中，需要在非發(fā)射周期(非突發(fā)周期)期間的空閑時(shí)隙對電容器進(jìn)行充電，因此，該方法只能夠在發(fā)射時(shí)間相對較短(占空比約為1/8)的設(shè)備中使用。即，當(dāng)發(fā)射時(shí)間的比率變大時(shí)，則必須在更短的時(shí)間內(nèi)對電容器進(jìn)行充電，當(dāng)該比率超過50％時(shí)，切換單元產(chǎn)生不利的效果。近年來，致力于對便攜式蜂窩電話的功能進(jìn)行擴(kuò)展，也就是說，雖然傳統(tǒng)的功能只進(jìn)行語音通話，而新近的功能包括數(shù)據(jù)傳輸。在TDMA型的便攜式蜂窩電話中，這樣的功能擴(kuò)展導(dǎo)致發(fā)射時(shí)隙的增加、以及發(fā)射時(shí)間的比率的上升，因此，該切換單元在實(shí)現(xiàn)便攜式蜂窩電話的長時(shí)間的通話時(shí)效率低下。
此外，諸如便攜式蜂窩電話的便攜式通信設(shè)備的一個(gè)最重要的性能能力是能夠提供不會妨礙用戶進(jìn)行攜帶的滿意的尺寸和重量。特別是近年來，由于折疊型便攜式蜂窩電話是主流，因此，要求便攜式蜂窩電話薄且重量輕。然而，在公開的突發(fā)無線通信設(shè)備中，升壓設(shè)備是由線圈、電阻器、半導(dǎo)體等制成的DC-DC轉(zhuǎn)換器，切換單元由機(jī)械切換元件或者半導(dǎo)體切換元件制成，并且電容器的尺寸大約為100mm3。如果將所有這些組件都包括在便攜式蜂窩電話中，則便攜式蜂窩電話會變得非常大而且重，從而會減弱便攜式蜂窩電話的可攜帶特性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上述的問題，本發(fā)明的目的是提出一種可以使便攜式通信設(shè)備長時(shí)間通話，并且使該設(shè)備小型并且輕便的電源電路、以及具有該電源電路的通信設(shè)備。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種在通信設(shè)備中使用的電源電路，所述的通信設(shè)備包括發(fā)射功率放大器，用于對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大，所述的電源電路包括供電單元，用于向發(fā)射功率放大器提供第一電能；以及電能存儲部分，用于將在非突發(fā)周期期間從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的第一電能的冗余積累為第二電能，并且在所述的突發(fā)周期期間，將除了從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的第一電能之外的、積累的第二電能提供給發(fā)射功率放大器。
根據(jù)本方面的第二方面，提出了一種通信設(shè)備，包括發(fā)射功率放大器，用于對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大；以及電源電路，包括供電單元，用于向發(fā)射功率放大器提供第一電能，以及電能存儲部分，用于在非突發(fā)周期期間，將從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余，積累為第二電能，并且在突發(fā)周期期間，將除了從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的所述第一電能之外的、積累的第二電能提供給發(fā)射功率放大器。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種在通信設(shè)備中使用的電源電路，通信設(shè)備包括發(fā)射功率放大器，以便對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大，通信設(shè)備還具有消耗進(jìn)行操作所需要的電能的負(fù)載電路，該電源電路包括供電單元，用于向發(fā)射功率放大器和負(fù)載電路提供第一電能；以及電壓監(jiān)控單元，用于監(jiān)控所述供電單元的輸出電壓，以便當(dāng)輸出電壓降低到特定的參考水平時(shí)，通知用戶所述輸出電壓的下降；以及電能存儲部分，用于在非突發(fā)周期期間，將從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余積累為第二電能，并且在突發(fā)周期期間，將除了從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的第一電能之外的、積累的第二電能提供給發(fā)射功率放大器。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出了一種通信設(shè)備，包括發(fā)射功率放大器，用于對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大；
負(fù)載電路，其消耗進(jìn)行操作所需要的電能；以及電源電路，包括供電單元，用于向發(fā)射功率放大器和負(fù)載電路提供第一電能；電壓監(jiān)控部分，用于監(jiān)控所述供電單元的輸出電壓，以便當(dāng)輸出電壓下降到特定的參考水平時(shí)，通知用戶所述輸出電壓的下降；以及電能存儲部分，用于在非突發(fā)周期期間，將從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余，積累為第二電能，并且在突發(fā)周期期間，將除了從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的所述第一電能之外的、積累的第二電能提供給發(fā)射功率放大器。
在前述的第三方面中，優(yōu)選的方式是依據(jù)該電源電路，發(fā)射功率放大器具有用于使發(fā)射功率放大器正常工作的第一工作電壓的下限值，負(fù)載電路具有使負(fù)載電路正常工作的第二工作電壓的下限值，將所述第二工作電壓的所述下限值設(shè)置得高于所述第一工作電壓的所述下限值，將參考水平設(shè)置得不小于第二工作電壓的所述下限值，并且供電單元由蓄電池或者直流電源組成，其中，對從中輸出的電流加以上限值。
在前述的第一和第三方面中，優(yōu)選的方式是依據(jù)該電源電路，對電能存儲部分進(jìn)行配置，以便當(dāng)在突發(fā)周期期間電能存儲部分的電壓變得低于供電單元的電壓時(shí)，在所述的突發(fā)周期之后出現(xiàn)的所述的非突發(fā)周期期間，對該電能存儲部分進(jìn)行充電，直到所述電能存儲部分的電壓變得幾乎等于所述供電單元的電壓。
另一優(yōu)選的方式是依據(jù)該電源電路，還包括控制電路，用于控制將所述的第一電能從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器，其中，電能存儲部分在非突發(fā)周期期間，在控制電路的控制下，將從供電單元提供給發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余積累為第二電能。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，控制電路通過控制所述控制電路的輸出電流，控制將第一電能從供電單元提供給發(fā)射功率放大器，輸出電流被從供電單元提供給發(fā)射功率放大器。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，對所述控制電路的所述輸出電流設(shè)置為具有一定的電流值，從而可以將發(fā)射功率放大器在由一個(gè)突發(fā)周期和一個(gè)非突發(fā)周期組成的一幀周期期間需要消耗的幾乎所有的電能的量提供給發(fā)射功率放大器。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，當(dāng)在突發(fā)周期期間由發(fā)射功率放大器需要消耗的電能大于在所述控制電路的控制下提供的第一電能時(shí)，電能存儲單元通過放電，將第二電能提供給發(fā)射功率放大器；以及當(dāng)在非突發(fā)周期期間由發(fā)射功率放大器要消耗的電能小于在控制電路控制下提供的第一電能時(shí)，控制電路施加控制，以便對在突發(fā)周期期間已經(jīng)放電的所述電能存儲部分進(jìn)行充電，從而將所述第一電能的冗余積累為第二電能。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，延遲設(shè)備在所述突發(fā)周期的開始和結(jié)束時(shí)刻，對所述供電單元的輸出電流的上升和下降進(jìn)行延遲。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，電能存儲部分由雙電層電容器組成。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，雙電層電容器具有構(gòu)造為具有片狀雙電層結(jié)構(gòu)的電容器的單元電池，單元電池構(gòu)成層疊電池，其中，將任意數(shù)量的所述單元電池按層堆疊，以便能夠提供特定的耐壓和靜電電容。
還有的另一優(yōu)選方式是依據(jù)該電源電路，按照TDMA(時(shí)分多址)或者TDD(時(shí)分雙工)的通信方法對發(fā)射信號進(jìn)行發(fā)射。
按照以上的配置，由于通過控制電路的作用，將輸出電流從供電單元提供給發(fā)射功率放大器，并且對電能存儲部分進(jìn)行充電，以便在其中積累電能，并且由于電能從電能存儲部分同時(shí)施加到控制電路和發(fā)射功率放大器，因此，即使在突發(fā)周期期間發(fā)射功率放大器的電能消耗增加，供電單元的輸出電壓的下降也會較小。因此，可以延長在供電單元中輸出電壓到達(dá)終止電壓所需要的時(shí)間。同時(shí)，即使將供電單元放在低溫環(huán)境并且其內(nèi)阻增加時(shí)，也可以避免供電單元的壽命的縮短。由于充當(dāng)電能存儲部分的雙電層電容器由薄片狀單元蓄電池成，并且按照使多個(gè)單元電池按層堆疊的方式構(gòu)造，因此，使該電源電路變薄，從而使本發(fā)明的電源電路能夠適當(dāng)?shù)匕惭b在折疊型的便攜式蜂窩電話上，而不會使便攜式蜂窩電話的外殼的厚度增加。
同時(shí)，本發(fā)明的電源電路沒有使用諸如在日本專利申請待審公開No.Hei 4-315320中公開的升壓單元，因此，不會出現(xiàn)發(fā)射功率放大器的工作電壓高于由供電單元提供的電壓的情況。而且，本發(fā)明的電源電路配備有控制電路，以便將由供電單元提供的輸出電流限制為預(yù)先設(shè)置的上限電流值，而與TDMA型或者TDD型通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收定時(shí)無關(guān)，因此，不會由于發(fā)射時(shí)間比率的增加而降低效果。
此外，本發(fā)明的電源電路包括控制電路、由電容器組成的延遲設(shè)備、以及具有雙電層電容器的電能存儲部分，其中，對電容器和控制電路進(jìn)行構(gòu)造，以使其成為表面安裝型，并且將雙電層電容器形成為較薄的形狀，因此，可以實(shí)現(xiàn)該電源電路在折疊型便攜式蜂窩電話上的安裝，而不會增加當(dāng)前作為主流的折疊型便攜式蜂窩電話的厚度。


從結(jié)合附圖所采用的以下詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見，圖1是示出配置有本發(fā)明的第一實(shí)施例的電源電路的通信設(shè)備的電學(xué)配置的示意方框圖；圖2是示出都是圖1中所采用的天線、天線開關(guān)、本地振蕩器、發(fā)射機(jī)、無線部分接口、以及人機(jī)接口部分的圖；圖3是示出圖1所示的電源電路、發(fā)射功率放大器、以及電路塊的主要組件的電學(xué)配置的電路圖；圖4是示出圖3中所示的電路安裝部分(circuit mounting section)65的配置的圖；圖5是示出圖4中所示的雙電層電容器的配置的圖；圖6是示出圖5中所示的單元電池的配置的圖；圖7是用于解釋圖3中所示的電源電路和發(fā)射功率放大器的操作的時(shí)序圖；圖8是用于解釋依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，延長蓄電池的壽命的效果的圖；圖9也是用于解釋依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，延長蓄電池的壽命的效果的圖；圖10是示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的便攜式蜂窩電話的電學(xué)配置的示意方框圖；圖11是示出依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的便攜式蜂窩電話的電學(xué)配置的示意方框圖；圖12是示出依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，在電源電路中的電路安裝部分的配置的圖；圖13是示出依據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，在電源電路中的電路安裝部分的配置的圖；圖14是示出圖13中的雙電層電容器的配置的圖；圖15是示出傳統(tǒng)的便攜式蜂窩電話的配置的示意方框圖；圖16是用于解釋圖15所示的傳統(tǒng)便攜式蜂窩電話的操作的時(shí)序圖；以及圖17是示出圖15所示的蓄電池的放電電壓的范圍、與圖15所示的電池管理電路連接的用于檢測蓄電池的剩余容量的參考、圖15所示的發(fā)射功率放大器的容許工作電壓、以及圖15中所示的電路塊的容許操作電壓的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖，使用各個(gè)實(shí)施例對執(zhí)行本發(fā)明的最好方式進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
第一實(shí)施例圖1是示出配置有本發(fā)明的第一實(shí)施例的電源電路的通信設(shè)備電學(xué)配置的示意方框圖。如圖1所示，第一實(shí)施例的通信設(shè)備是便攜式蜂窩電話，并且包括天線41、天線開關(guān)42、接收機(jī)43、本地振蕩器44、發(fā)射機(jī)45、無線部分接口46、人機(jī)接口部分47、以及電源電路48。天線41用于向無線基站(未示出)發(fā)射無線電波，以及從該無線基站中接收無線電波，并且依據(jù)用于通信的無線電波的波長來設(shè)置該天線的長度。天線開關(guān)42或者選擇接收機(jī)43、或者選擇發(fā)射機(jī)45，以便建立與天線41的連接。
接收機(jī)43對接收到的信號進(jìn)行放大、和/或頻率轉(zhuǎn)換等。本地振蕩器44依據(jù)無線部分接口46的控制信號，產(chǎn)生具有接收信號或者發(fā)射信號的頻率轉(zhuǎn)換所需要的參考頻率的信號。發(fā)射機(jī)45對發(fā)射信號進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換、和/或進(jìn)行放大。無線部分接口46對接收到的信號或者發(fā)射信號進(jìn)行編碼，并且將編碼后的信號傳輸?shù)饺藱C(jī)接口部分47，并且始終對本地振蕩器44進(jìn)行控制。人機(jī)接口部分47與包括諸如揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)等(未示出)語音設(shè)備的模擬輸入/輸出設(shè)備、諸如鍵盤、顯示器等(未示出)的輸入/輸出設(shè)備、以及諸如照相機(jī)(camera)(未示出)的圖像拾取設(shè)備連接，并且該人機(jī)接口部分充當(dāng)用戶和便攜式蜂窩電話之間的媒介(mediator)。電源電路48向上述組件中的每一個(gè)提供電能。
在本實(shí)施例的便攜式蜂窩電話中，在接收無線電波期間，天線41通過天線開關(guān)42與接收機(jī)43連接。由接收機(jī)43對天線41接收到的無線電波進(jìn)行放大，并且由本地振蕩器44輸出的信號對接收到的無線信號的頻率進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換。然后將其頻率被進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換的接收到的無線電波傳輸?shù)綗o線部分接口46。由無線部分接口46對接收到的電波進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后將該信號通過人機(jī)接口部分47傳輸?shù)接脩?。此外，在發(fā)射無線電波期間，天線41通過天線開關(guān)42與發(fā)射機(jī)45連接。用戶通過使用與人機(jī)接口部分47連接的麥克風(fēng)、鍵盤、照相機(jī)等，輸入該用戶想要發(fā)送到目的地的、諸如語音、字符或者圖像信息。將該輸入信息傳輸?shù)綗o線部分接口46，在無線部分接口46中，對輸入的信息進(jìn)行編碼、和/或調(diào)制，然后將編碼和調(diào)制后的信息傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)45。在發(fā)射機(jī)45中，由從本地振蕩器44輸入的信號，對發(fā)射信號進(jìn)行升頻轉(zhuǎn)換，以使其變?yōu)楦哳l電波，然后對其進(jìn)行放大，并且通過天線開關(guān)42，從天線41將其作為無線電波發(fā)射。
圖2是示出都是圖1所采用的天線41、天線開關(guān)42、本地振蕩器44、發(fā)射機(jī)45、無線部分接口46、以及人機(jī)接口部分47，并且示出了發(fā)射機(jī)45和無線部分接口46中的主要組件的電學(xué)配置。如圖2所示，無線部分接口46由信號處理部分51和中頻(IF)電波部分52組成。信號處理部分51由DSP(數(shù)字信號處理器)等組成，并且執(zhí)行數(shù)字信號處理，例如對從人機(jī)接口部分47中輸出的要被發(fā)射的數(shù)據(jù)(語音信號、圖像信號等)進(jìn)行濾波。中頻電波部分52對從信號處理部分51中輸出的信號進(jìn)行調(diào)制、以及中頻電波放大。
發(fā)射機(jī)45包括帶通濾波器53、混頻器(MIX)54、帶通濾波器55、緩沖器(BUFF)56、以及發(fā)射功率放大器57。帶通濾波器53消除從中頻電波部分52中輸入的被發(fā)射信號中所包含的噪聲?；祛l器54通過使用從本地振蕩器44輸入的參考頻率，對發(fā)射信號的頻率進(jìn)行升頻轉(zhuǎn)換，以使其變?yōu)楦哳l電波。帶通濾波器55消除從混頻器54中輸入的發(fā)射信號中所包含的噪聲。緩沖器56以高輸入阻抗接收已經(jīng)被升頻轉(zhuǎn)換為高頻電波的信號，并且以較低的輸出阻抗，將該信號傳輸?shù)桨l(fā)射功率放大器57中。發(fā)射功率放大器57對從緩沖器56輸入的信號進(jìn)行功率放大，以便將該信號用作發(fā)射無線電波。
在無線部分接46，將從人機(jī)接口部分47輸出的“要被發(fā)射的數(shù)據(jù)”輸入到信號處理部分51中，在信號處理部分中，對“要被發(fā)射的數(shù)據(jù)”進(jìn)行數(shù)字信號處理，然后由中頻電波部分52對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，在中頻電波部分52中，在中頻電波上對其進(jìn)行放大，并且將其作為發(fā)射信號輸出。由發(fā)射機(jī)45中的帶通濾波器53來消除在中頻電波上對信號進(jìn)行放大時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)的包含于發(fā)射信號中的噪聲。從帶通濾波器53中輸出的發(fā)射信號與混頻器54中接收從本地振蕩器44中輸入的參考頻率，并且將對信號頻率進(jìn)行升頻轉(zhuǎn)換，以使其變?yōu)楦哳l電波。由帶通濾波器55來消除由于高頻轉(zhuǎn)換而出現(xiàn)的、從混頻器輸出的發(fā)射信號中所包含的噪聲。將從帶通濾波器55中輸入的發(fā)射信號通過緩沖器56，輸出到發(fā)射功率放大器57。由發(fā)射功率放大器57對從緩沖器56中發(fā)出的信號進(jìn)行功率放大，并且通過天線開關(guān)42，從天線41將該信號作為無線電波發(fā)射。
圖3是示出圖1所示的電源電路48、圖3所示的發(fā)射功率放大器57、以及電路塊58的主要組件的電學(xué)配置的電路圖。如圖3所示，發(fā)射功率放大器57包括放大器(AMP)71、電容器72、放大器(AMP)73、電容器74、放大器(AMP)75、以及偏置電路76。放大器71、73和75中的每一個(gè)由雙極型晶體管、MOS晶體管等組成。偏置電路76產(chǎn)生用來對這些放大器71、73和75進(jìn)行正常操作的偏置電壓。發(fā)射功率放大器57和電路塊58中的每一個(gè)具有進(jìn)行正常操作的操作電壓的下限值。在發(fā)射功率放大器57中，將在其中按照重復(fù)的方式交替出現(xiàn)突發(fā)周期和非突發(fā)周期的TDMA通信方法(例如GSM方法)或者TDD通信方法中所使用的發(fā)射信號RFIN，輸入到放大器71。由放大器71對發(fā)射信號RFIN進(jìn)行放大，并且從放大器71中輸出輸出信號K。在由電容器72已經(jīng)截取輸出信號K中的DC(直流)分量之后，將來自放大器71的輸出信號K輸入到放大器73，在放大器73中，對該信號K進(jìn)行放大，然后將其從放大器73中作為輸出信號M輸出。在由電容器74已經(jīng)截取了輸出信號M的DC分量之后，將該輸出信號M輸入到放大器75，在放大器75中，對該信號M進(jìn)行放大，并且從放大器75中輸出作為發(fā)射無線電波的無線電信號RFOUT。
電路塊58包括除了在圖2中所示的發(fā)射功率放大器57之外的其他各個(gè)電路，并且所述的電路塊由諸如DC-DC轉(zhuǎn)換電路81和除了發(fā)射功率放大器57之外的負(fù)載82組成，并且設(shè)置有具有比發(fā)射功率放大器57高的最低限制值的容許工作電壓，并且消耗操作處理所需要的電能。DC-DC轉(zhuǎn)換器電路81提高或者降低功率放大器48的輸出電壓。除了發(fā)射功率放大器57之外的負(fù)載82由諸如用于微型計(jì)算機(jī)、DSP、SIM卡、、存儲器、人機(jī)接口設(shè)備(例如語音設(shè)備、輸入/輸出設(shè)備、圖像拾取設(shè)備等)的電源組成，其中，將電源電路48的輸出電壓直接施加到工作在電源電路48的輸出電壓的、除了發(fā)射功率放大器57之外的負(fù)載82，并且將通過使用DC-DC轉(zhuǎn)換電路81提高或者降低的電源電路48的輸出電壓而獲得的電壓，施加到不以電源電路48的輸出電壓工作并且需要電壓轉(zhuǎn)換的負(fù)載82。
電源電路48由蓄電池59、電源管理電路60、蓄電池充電電路61、以及電路安裝部分65組成。電路安裝部分65包括控制電路63、作為延遲設(shè)備的輸入電容器62、以及雙電層電容器64。蓄電池59是諸如鋰離子蓄電池，并且其放電電壓范圍通常為從大約4.2V到大約2.5V。蓄電池59包括單一的電池91、內(nèi)部電阻器92、以及保護(hù)電路93，內(nèi)部電阻器92的電阻由電解質(zhì)和包括電極連接電阻的合成電阻、和/或電荷運(yùn)動(dòng)電阻等產(chǎn)生。保護(hù)電路93由晶體管、熱敏電阻(thermistor)等組成，它檢測過充電、過放電、過電流、過電流、過熱等的出現(xiàn)，并且將蓄電池59與負(fù)載進(jìn)行分離。
電源管理電路60監(jiān)控蓄電池59的輸出電壓，并且依據(jù)圖17所示的傳統(tǒng)技術(shù)中采用的用于檢測的參考，檢測剩余容量，當(dāng)剩余容量變小，并且輸出電壓變?yōu)橐呀?jīng)被設(shè)置得大于電路塊58的工作電壓的下限值的特定的參考電平時(shí)，通過產(chǎn)生控制信號，提供通告來通知輸出電壓已經(jīng)下降，例如顯示進(jìn)行充電的警告。如圖17所示，當(dāng)蓄電池59的輸出電壓為諸如大約4.2V時(shí)，剩余容量處于完全充電電平，并且蓄電池59具有足夠的電壓來驅(qū)動(dòng)發(fā)射功率放大器57和電路塊58。此外，當(dāng)蓄電池59的輸出電壓為諸如大約3.7V時(shí)，剩余容量處于中間狀態(tài)，并且蓄電池59具有足夠的電壓來驅(qū)動(dòng)發(fā)射功率放大器57和電路塊58。此外，當(dāng)蓄電池59的輸出電壓為諸如大約3.2V時(shí)，剩余容量處于表示需要進(jìn)行放電的警告水平。此時(shí)，雖然蓄電池59具有足夠的電壓來驅(qū)動(dòng)發(fā)射功率放大器57，由于電路塊58的輸出電壓已經(jīng)到達(dá)了電路塊58的容許輸出電壓的下限值(3.0V)，因此，出現(xiàn)了工作電壓供應(yīng)不足的狀態(tài)。將3.2V的電壓設(shè)置為蓄電池59的終止電壓。
蓄電池充電電路61通過與未示出的外部電源進(jìn)行連接，依據(jù)從電源管理電路60中輸入的控制信號，以指定的電壓和指定的電流對蓄電池59進(jìn)行充電。當(dāng)由發(fā)射功率放大器57消耗的電流快速地增加(上升)或者減少(降低)時(shí)，對輸入電容器62進(jìn)行充電或者放電，并且使在突發(fā)周期的上升時(shí)刻或者下降時(shí)刻出現(xiàn)的蓄電池59的輸出電流的上升沿或者下降沿延遲。
控制電路63由P溝道MOSFET(金屬氧化物場效應(yīng)管)(此后被簡稱為“pMOS”)101、柵極控制塊102、以及電流控制塊103組成。電流控制塊103依據(jù)pMOS 101的漏極和源極之間的電壓，檢測漏極電流，并且向柵極控制塊102傳輸控制信號C，從而使漏極電流變?yōu)轭A(yù)設(shè)的值。柵極控制塊102依據(jù)控制信號C，產(chǎn)生用來控制pMOS 101的漏極和源極之間的電阻值的柵極控制電壓G。在pMOS 101中，依據(jù)柵極控制電壓G控制漏極和源極之間的電阻，并且流動(dòng)著依據(jù)該電阻的漏極電流。
控制電路63將被限制為預(yù)設(shè)的電流值的輸出電流，從蓄電池59輸入到發(fā)射功率放大器57，并且當(dāng)在突發(fā)周期期間，雙電層電容器64的電壓變得低于蓄電池59的電壓時(shí)，在隨后的非突發(fā)周期期間對雙電層電容器64進(jìn)行充電，直到雙電層電容器64的電壓變得幾乎等于蓄電池59的電壓。而且，將控制電路63的輸出電流(pMOS 101的漏極電流)設(shè)置為、可以將能夠在由一個(gè)突發(fā)周期和一個(gè)非突發(fā)周期組成的一幀周期中要被消耗的幾乎所有的電能提供給發(fā)射功率放大器57的電流值。在GSM型的便攜式蜂窩電話的情況下，一幀周期為幾個(gè)微秒。此外，當(dāng)在非突發(fā)周期期間，在發(fā)射功率放大器57中被消耗的電能小于控制電路63能夠提供的電能時(shí)，控制電路63對在突發(fā)周期期間已經(jīng)放電的雙電層電容器64進(jìn)行充電。
雙電層電容器64由諸如靜電電容器111和內(nèi)部電阻器112組成，并且由控制電路63的輸出電流對其進(jìn)行充電，并且對電能進(jìn)行積累，以便將電能提供給控制電路63和發(fā)射功率放大器57。靜電電容器111具有幾十mF(毫法)或者更大的電容，內(nèi)部電阻器112具有500mΩ或者更小的電阻。同時(shí)，當(dāng)在突發(fā)周期期間由發(fā)射功率放大器57消耗的電能大于能夠由控制電路63所提供的電能時(shí)，雙電層電容器64通過放電，提供用于補(bǔ)充的電能。
電路安裝部分65包括輸入電容器62、控制電路63、以及雙電層電容器64，其中，將電源端(terminal)313和接地端314安裝在輸入側(cè)，而將電源端311和接地端312安裝在輸出側(cè)。
圖4是示出圖3所示的電路安裝部分65的配置的圖。如圖4所示，電路安裝部分65由諸如柔性印刷電路板(FPC板)制成，其中安裝有被構(gòu)造為表面安裝型的輸入電容器62、以及控制電路63，并且由于將雙電層電容器64安裝到電路安裝部分65的一個(gè)接線端上，因此，該電路安裝部分的厚度為2mm(毫米)或者更小，并且長度和寬度的乘積大約為200mm2。此外，將電源端313和接地端314安裝到電路安裝部分65的一個(gè)接線端，并且將電源端311和接地端312安裝到該電路安裝部分65的另一接線端。
圖5是示出圖4所示的雙電層電容器64的配置的圖。如圖5所示，該雙電層電容器64包括六塊單元電池(unit cell)121，所述的單元電池具有雙層結(jié)構(gòu)，并且由薄片(thin sheet)制成，其中，這些單元電池121按層堆疊，從而構(gòu)成能夠提供作為發(fā)射功率放大器57的電源所需要的耐壓和靜電電容的層疊電池(stacked cell)122。同時(shí)，在設(shè)置在最上面部分上的單元電池121的端部安裝有正電極123，在設(shè)置在最下面部分上的單元電池121的端部安裝有負(fù)電極124。按照使正電極123和負(fù)電極124暴露的方式，將層疊電池122夾在絕緣膜125之間。
圖6是示出圖5所示的單元電池121的配置的圖。如圖6所示，單元電池121由集電器(current collector)131、隔離層132、活性碳層133、以及襯墊134組成。集電器131充當(dāng)陽極或者陰極，隔離層132將陽極與陰極進(jìn)行分離?；钚蕴紝?33積累電荷，并且由襯墊134來保持該電荷。通過形成層狀的單元電池121，依據(jù)薄片狀雙電層的原理來構(gòu)造電容器。雙電層電容器64具有比陶瓷電容器、鋁電解電容器、鉭電解電容器等的靜電電容大的靜電電容，并且該靜電電容器具有諸如長度和寬度的乘積大約為1000mm2；厚度大約為2mm；電容為30mF或者更大(耐壓例如5V)。另一方面，在當(dāng)前可用的便攜式蜂窩電話中，外殼和組件安裝部分之間的間隙的有效尺寸在高度上約為2mm，以及在面積上大約為1500mm2，由于本實(shí)施例的電路安裝部分65和雙電層電容器64形成的間隙可以落在當(dāng)前可用的便攜式蜂窩電話所采用的上述有效尺寸范圍之內(nèi)，因此，通過使用本發(fā)明的實(shí)施例的電路安裝部分65和雙電層電容器64，可以實(shí)現(xiàn)電源電路在便攜式蜂窩電話中的安裝，而不會減弱便攜式蜂窩電話的可攜帶性。
圖7是用于解釋圖3所示的電源電路48和發(fā)射功率放大器57的操作的時(shí)序圖。圖8是用于解釋依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，延長蓄電池59的壽命的效果的圖。圖9也是用于解釋依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，延長蓄電池59的壽命的效果的圖。參考圖7、8和9，對第一實(shí)施例的便攜式蜂窩電話的操作進(jìn)行描述。
首先，在時(shí)刻t0，當(dāng)由于開始發(fā)射操作而使發(fā)射突發(fā)周期開始時(shí)，發(fā)射功率放大器57所消耗的電流快速地從0A增加到電流值IPA。將放電電流IDCG從雙電層電容器64提供給發(fā)射功率放大器57。與發(fā)射突發(fā)周期的開始同步，從蓄電池59輸出的電流增加到作為由控制電路63所設(shè)置的上限值的電流值IBmax，然而，由于對輸入電容器62進(jìn)行放電造成的電涌吸收的作用，在蓄電池59的輸出電流的增加中存在延遲。該延遲用于抑制由于發(fā)射突發(fā)周期的開始造成的蓄電池59的輸出電壓的波動(dòng)。然后，將雙電層電容器64的具有值IDCG的電流與蓄電池59的具有值IBmax的電流進(jìn)行組合，并且將組合后的電流作為電流值IPA提供給發(fā)射功率放大器57。與發(fā)射突發(fā)周期的開始同步，從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57的電壓從由內(nèi)部電阻器112的電阻和雙電層電容器64的放電電流的量所確定的電壓降導(dǎo)致的電壓值VPA0，下降電壓值ΔVRy。由于內(nèi)部電阻器92和保護(hù)電路93之間串聯(lián)的電阻成分的存在，蓄電池59的輸出電壓下降，并且從電壓值VB0下降電壓值ΔVBRy。
在周期T1期間，即在發(fā)射突發(fā)周期期間，由于發(fā)射功率放大器57持續(xù)地進(jìn)行發(fā)射操作，因此，消耗電流在電流值IPA的水平上保持不變。將由雙電層電容器64提供的放電電流(具有值IDCG的電流)連續(xù)地提供給發(fā)射功率放大器57。在由輸入電容器62造成的延遲消失后，蓄電池59的輸出電流保持在由控制電流63設(shè)置的電流值IBmax的水平。將通過對從雙電層電容器64提供的放電電流(電流值IDCG)與蓄電池59的放電電流(具有值IBmax的電流)進(jìn)行組合獲得的電流(IPA＝IBmax+IDCG)，作為具有值IPA的電流，連續(xù)地提供給發(fā)射功率放大器57。由于雙電層電容器64的放電造成的電壓下降，從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57的電壓下降電壓值ΔVCy。因此，由于在時(shí)刻t0出現(xiàn)的具有值ΔVRy的電壓的降低被與具有值ΔVCy的電壓的降低相加，因此，在周期T1的終止時(shí)刻施加到發(fā)射功率放大器57上的電壓下降了電壓值ΔVPAy(＝ΔVRy+ΔVCy)，因而從電壓值VPA0變?yōu)殡妷褐礦PA1。由于與由具有值IBmax的輸出電流導(dǎo)致的蓄電池59的靜電電容成分對應(yīng)的電壓下降，因此，蓄電池59的輸出電壓下降了通過將電壓值ΔVBCy與在時(shí)刻t0的電壓值的降低ΔVBRy相加而獲得的電壓值。
在時(shí)刻t1，當(dāng)發(fā)射操作終止之后，發(fā)射突發(fā)周期結(jié)束時(shí)，發(fā)射功率放大器57所消耗的電流快速地從電流值IPA降低到幾乎為0A。在雙電層電容器64中，將放電狀態(tài)切換到以具有電流值ICHG開始進(jìn)行充電的狀態(tài)。此時(shí)，蓄電池59的輸出電流保持在已經(jīng)由控制電流63設(shè)置的電流值IBmax的水平，以具有值ICHG的電流對雙電層電容器64進(jìn)行充電，并且將具有值IB0的電流提供給電路塊58。在這種情況下，滿足以下的關(guān)系等式IBmax＝ICHG+IB0。
與發(fā)射突發(fā)周期的結(jié)束(下降沿)同步，響應(yīng)由雙電層電容器64的內(nèi)部電阻器112和雙電層電容器64的充電電流的量確定的電壓的增加，從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57上的電壓被從具有值VPA1的電壓提高了電壓值ΔVRy。此外，由于等于在時(shí)刻t0出現(xiàn)的電壓值ΔVBRy的電壓的降低，并且由于與由具有值IBmax的輸出電流導(dǎo)致的蓄電池59的靜電電容成分的另外的電壓降低，蓄電池59的輸出電壓已經(jīng)進(jìn)一步降低。
在周期T2期間，即在接收非突發(fā)周期期間，由于便攜式蜂窩電話的無線電波接收部分連續(xù)地進(jìn)行信號接收操作，而發(fā)射功率放大器57沒有工作，因此，發(fā)射功率放大器57所消耗電流幾乎為0A。雙電層電容器64仍然處于以具有值ICHG的電流對其進(jìn)行充電的狀態(tài)。蓄電池59的輸出電流保持在電流值IBmax的水平上。由于以具有值ICHG的電流對其進(jìn)行充電，因此，從雙電層電容器64提供給發(fā)射功率放大器57的電壓呈指數(shù)形式提高。由于與由具有值IBmax的輸出電流導(dǎo)致的蓄電池59的靜電電容成分對應(yīng)的電壓的降低，蓄電池59的輸出電壓下降了電壓值ΔVBCy。因此，由于除了在時(shí)刻t0出現(xiàn)的ΔVBRy的電壓降低之外的電壓降低ΔVBCy，在周期T2的結(jié)束時(shí)刻出現(xiàn)的蓄電池59的輸出電壓下降了電壓值ΔVBy(＝ΔVBRy+ΔVBCy)，并且從電壓值VB0下降到電壓值VB1。
在時(shí)刻t2，即在接收非突發(fā)周期期間，由于接收機(jī)43連續(xù)地進(jìn)行無線電波接收操作，并且發(fā)射功率放大器57沒有工作，因此，發(fā)射功率放大器57所消耗的電流幾乎為0A。在雙電層電容器64中，充電電流開始從電流值ICHG的水平開始降低。與雙電層電容器64的充電電流的降低同步，蓄電池59的輸出電流從電流值IBmax的水平開始降低。此時(shí)，由于對輸入電容器62進(jìn)行充電導(dǎo)致的電涌吸收作用，使蓄電池59的輸出電流的降低(下降時(shí)刻)延遲。由于以小于電流值ICHG的電流對雙電層電容器64進(jìn)行充電，因此從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57的電壓逐漸提高。由于在內(nèi)部電阻器92和保護(hù)電路93之間串聯(lián)的電阻成分的存在限制了蓄電池59的輸出電流，因此，蓄電池59的輸出電壓逐漸提高。
在周期T3期間，即在接收非發(fā)射周期期間，由于接收機(jī)43連續(xù)地進(jìn)行無線電波接收操作，并且發(fā)射功率放大器57沒有工作，因此，由發(fā)射功率放大器57所消耗電流幾乎為0A。雙電層電容器64的電壓接近于蓄電池59的輸出電壓，并且充電正在被完成。這使充電電流接近于0A。與靜電雙層電容器64的充電電流的降低同步，蓄電池59的輸出電流從電流值IBmax的水平開始降低，并且接近于電路塊58的負(fù)載電流(具有值IB0的電流)。由于對雙電層電容器64進(jìn)行充電，因此，從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57的電壓逐漸接近于蓄電池59的輸出電壓。隨著其輸出電流的降低，蓄電池59的輸出電壓依據(jù)靜電電容和蓄電池59的電阻成分的時(shí)間常數(shù)，呈指數(shù)提高。
在時(shí)刻t3，即在接收非突發(fā)周期期間，由于無線電波接收部分連續(xù)地進(jìn)行無線電波接收操作，并且發(fā)射功率放大器57沒有進(jìn)行操作，因此，發(fā)射功率放大器57所消耗的電流幾乎為0A。在雙電層電容器64中，已經(jīng)完成了充電，并且充電電流變?yōu)?A。由于對雙電層64的充電已經(jīng)完成，因此，蓄電池59將具有值IB0的電流提供給電路塊58。由于已經(jīng)完成對雙電層電容器64進(jìn)行充電，因此，從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57的電壓變?yōu)閹缀醯扔谛铍姵?9的輸出電壓。蓄電池59的輸出電壓變?yōu)榕c具有值為IB0的電流的電壓相當(dāng)，以便提供給電路塊58。
在周期T0期間，即在接收非突發(fā)周期期間，由于無線電波接收部分連續(xù)地進(jìn)行無線電波接收操作，并且發(fā)射功率放大器57沒有工作，因此，由發(fā)射功率放大器57所消耗的電流幾乎為0A。在雙電層電容器64中，充電已經(jīng)完成，并且其充電電流仍然保持為0A。由于對雙電層電容器64的充電已經(jīng)完成，因此，蓄電池59的輸出電壓保持在具有值IB0的電流水平，以便提供給電路塊58。由于對雙電層電容器64的充電已經(jīng)完成，因此，從雙電層電容器64施加到發(fā)射功率放大器57的電壓保持幾乎與蓄電池59的輸出電壓相等。蓄電池59的輸出電壓保持與具有值IB0的電流的電壓相當(dāng)，以便提供給電路塊58。然后，再次使這些電壓和電流進(jìn)入已經(jīng)在時(shí)刻t0出現(xiàn)的狀態(tài)，然后，按照時(shí)刻t0、周期T1、時(shí)刻t1、周期T2、時(shí)刻t2、周期T3、時(shí)刻t3、周期T0、時(shí)刻t0的順序，重復(fù)相同的操作。
在本實(shí)施例的便攜式蜂窩電話中，依據(jù)在發(fā)射突發(fā)周期期間出現(xiàn)的最低電壓值VB1，對蓄電池59的壽命進(jìn)行判斷。如果使用以下的仿真條件，則用來獲得上述電壓值VB1的電壓值ΔVBy的仿真值變?yōu)榇蠹s90mV(毫伏)，該值為傳統(tǒng)值300mV的三分之一或者更小。
仿真條件；內(nèi)部電阻器92的電阻；150mΩ發(fā)射突發(fā)周期；0.5msec接收非突發(fā)周期；4.5msec蓄電池59的輸出電流；Ibmax；0.7A。
IB0；0.1A。
雙電層電容器64的放電電流；IDCG＝1.4AΔVBRy＝0.15·(0.7-0.1)＝0.09VΔVBCy＝(0.0005·0.7)/電池59的靜電電容＞0ΔVBy＝ΔVBRy+ΔVBCy＞9mV∴ΔVBy＜＜ΔVBx。
即，在本實(shí)施例的便攜式蜂窩電話中，在發(fā)射突發(fā)周期期間，蓄電池59的輸出沒有變?yōu)?.2V或者更低，(終止電壓)，直到在接收非突發(fā)周期期間，蓄電池59的輸出才變?yōu)?.3V，直到蓄電池59的輸出電壓低于傳統(tǒng)情況下的輸出電壓時(shí)，蓄電池59都是可用的，因此，可以延長電池的壽命。
下面將參考圖8描述將其放在大約為20℃的室溫的環(huán)境溫度的情況下的蓄電池59的壽命。在圖8中，曲線“A”示出在圖16所示的傳統(tǒng)情況下所采用的時(shí)刻tα出現(xiàn)的蓄電池31的電壓值VB0(＝VPA0)的移動(dòng)，以及在圖7所示的時(shí)刻t0出現(xiàn)的蓄電池59的電壓VB0的移動(dòng)。曲線“B”示出在圖7所示的時(shí)刻t2出現(xiàn)的蓄電池59的電壓值VB1的移動(dòng)。虛線的曲線C示出在圖16所示的時(shí)刻tα出現(xiàn)的蓄電池31的電壓值VB1(＝VPA1)的移動(dòng)。虛線曲線D示出在圖7所示的時(shí)刻T1出現(xiàn)的發(fā)射功率放大器57的工作電壓VPA1的移動(dòng)。
在傳統(tǒng)的情況下，在發(fā)射突發(fā)周期期間出現(xiàn)的蓄電池31的輸出電壓按照虛線曲線C所示的方式移動(dòng)，并且在時(shí)刻L1，判斷蓄電池31的壽命已經(jīng)結(jié)束。在本實(shí)施例中，在發(fā)射突發(fā)周期期間出現(xiàn)的蓄電池59的輸出電壓按照曲線B所示的方式移動(dòng)，并且在時(shí)刻L2，判斷蓄電池59的壽命已經(jīng)結(jié)束，因此，可以提供壽命比蓄電池31要長的蓄電池59。此外，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電流值IBmax、雙電層電容器64的內(nèi)部電阻器112的電阻、以及靜電電容器111的靜電電容，如虛線曲線D所示，可以使工作電壓VPA1到達(dá)發(fā)射功率放大器57的工作電壓的下限值的時(shí)刻出現(xiàn)在時(shí)刻L2之后。這可以在外部尺寸和制造成本上都較好地匹配的用于發(fā)射功率放大器的電源電路。
下面將參考圖9描述將其放在低于0℃的環(huán)境溫度的情況下的蓄電池59的壽命，在蓄電池按照電化學(xué)反應(yīng)工作的情況下，蓄電池的內(nèi)阻隨著環(huán)境溫度的降低而增加。因此，蓄電池的輸出電壓隨著內(nèi)阻的增加而降低。另一方面，如圖9所示，將在電源管理電路60中設(shè)置的蓄電池31的終止電壓設(shè)置為與環(huán)境溫度無關(guān)的常數(shù)，因此，在低溫環(huán)境下，蓄電池31的壽命顯著縮短。按照常規(guī)，在發(fā)射突發(fā)周期期間出現(xiàn)的放在低溫中的蓄電池31的輸出電壓按照虛線曲線C所示的方式移動(dòng)，并且在時(shí)刻L1LT，判斷蓄電池31的壽命已經(jīng)結(jié)束，與將蓄電池放在室溫的情況相比，該壽命被顯著地縮短。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在發(fā)射突發(fā)周期期間出現(xiàn)的蓄電池的輸出電壓如曲線B所示，由于在發(fā)射突發(fā)周期期間的電壓降低較小，因此，在時(shí)刻L2LT，判斷蓄電池59的壽命已經(jīng)結(jié)束，并且壽命沒有如同蓄電池31的情況那樣極大地縮短。
因此，在第一實(shí)施例中，將已經(jīng)限制成為預(yù)先設(shè)置的電流值的輸出電流從蓄電池59提供給發(fā)射功率放大器57，對雙電層電容器64進(jìn)行充電，并且在控制電路63的控制下積累電能，由于將電能從雙電層電容器64提供給控制電路63和發(fā)射功率放大器57，即使發(fā)射功率放大器57所消耗的電能在突發(fā)周期期間增加，蓄電池59的輸出電壓的降低也較小。結(jié)果，使輸出電壓到達(dá)蓄電池59的終止電壓所需要的時(shí)間變長，并且延長了蓄電池59的壽命。此外，即使將蓄電池59放在低溫的環(huán)境下，并且其內(nèi)阻增加，也可以避免蓄電池59的壽命的縮短。此外，由于對雙電層電容器64進(jìn)行構(gòu)造，以使其具有薄片狀的單元電池121，并且使這些單元電池121按照層進(jìn)行堆疊，可以將該雙電層電容器64安裝在折疊型便攜式電話上，而不會引起厚度的增加。
第二實(shí)施例圖10是示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的便攜式蜂窩電話的電學(xué)配置的示意方框圖。在圖10中，將相同的參考符號分配給具有與圖1所示的第一實(shí)施例相同功能的對應(yīng)部分。本實(shí)施例的便攜式蜂窩電話具有用來替換在圖1所示的第一實(shí)施例中使用的無線部分接口46和人機(jī)接口部分47的無線部分接口46A和人機(jī)接口部分47A，無線部分接口46A和人機(jī)接口部分47A中的每一個(gè)添加了新的功能，此外，本實(shí)施例的便攜式蜂窩電話還新包括PAD(個(gè)人數(shù)字助理)功能塊141。在PDA功能塊141中，安裝有操作系統(tǒng)(OS)，并且安裝有軟件。無線部分接口46A和人機(jī)接口部分47A中的每一個(gè)，除了具有在第一實(shí)施例中所采用的無線部分接口46和人機(jī)接口部分47的功能之外，還具有與PDA功能塊141交換特定數(shù)據(jù)的功能。圖10所示的其他組件具有與圖1所示的第一第二實(shí)施例的便攜式蜂窩電話除了執(zhí)行有第一實(shí)施例的便攜式蜂窩電話所執(zhí)行的操作之外，還執(zhí)行諸如調(diào)度管理和計(jì)算的操作。
第三實(shí)施例圖11是示出依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的便攜式蜂窩電話的電學(xué)配置的示意方框圖。第三實(shí)施例的便攜式蜂窩電話具有用來替代圖1所示的人機(jī)接口47的數(shù)字接口142。該數(shù)字接口142通過諸如USB(通用串行總線)端口或者PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))卡槽(card slot)，與個(gè)人計(jì)算機(jī)143連接。PC卡槽符合PCMCIA(個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲卡國際協(xié)會)。
在第三實(shí)施例的便攜式蜂窩電話中，在一般情況下，從個(gè)人計(jì)算機(jī)143提供電能，如果個(gè)人計(jì)算機(jī)143是諸如蓄電池驅(qū)動(dòng)的筆記本PC，通過使用電源電路48，可以延長依據(jù)TDMA系統(tǒng)的通信時(shí)間。此外，當(dāng)使用其中對輸出電流加以限制的諸如USB型總線電源的電源作為發(fā)射機(jī)45的電源時(shí)，在某些情況下，電源電流超過了在通信時(shí)的發(fā)射突發(fā)周期期間的限制電源電流，這會使正常的通信受到損害。在這種情況下，通過使用本發(fā)明的電源電路48，可以減少在發(fā)射突發(fā)周期期間的電源電流量，從而可以進(jìn)行穩(wěn)定的通信。
第四實(shí)施例圖12是示出依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電源電路的電路安裝部分65A的配置的圖。在圖12中，將相同的參考符號分配給具有與圖1所示的第一實(shí)施例相同功能的對應(yīng)部分。設(shè)置電路安裝部分65A來替換在圖3中所示的電路安裝部分65，所述的電路安裝部分65A在兩側(cè)都具有雙電層電容器64A和64B。為了獲得特定的電特性，將這些雙電層電容器64A和64B相互進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)。
第五實(shí)施例圖13是示出依據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的電源電路的電路安裝部分65B的配置的圖。在第五實(shí)施例的電路安裝部分65B中，如同圖4所示的電路安裝部分65的情況，將雙電層電容器64C安裝在電路安裝部分65B的一端。
圖14是示出圖13所示的雙電層電容器64C的配置的圖。在圖14中，將相同的參考符號分配給具有與圖5所示的第一實(shí)施例相同功能的對應(yīng)部分。如圖14所示，該雙電層電容器64C包括諸如三塊單元電池121，其中將這些單元電池121按照層來堆疊，從而構(gòu)成層疊電池122A。將這些層疊電池122A放置在用于在它們之間建立連接的電池—電池連接板(coupling plate)126上。通過如上所述配置，可以使雙電層電容器64C比圖5所示的雙電層電容器64更薄。
顯然，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行改變和修改。例如，如果在圖3所示的配置中，將原電池(primary cell)用作蓄電池59，則可以取消電池充電電路60。同時(shí)，圖3所示的電路塊58可以是任何類型電路塊，只要它能夠執(zhí)行具有特定電能消耗的特定操作。此外，在上述實(shí)施例中，描述了將本發(fā)明應(yīng)用到便攜式蜂窩電話的實(shí)例，然而，本發(fā)明還可以應(yīng)用于諸如無線電收發(fā)機(jī)(transceiver)等所有類型的便攜式通信設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種在通信設(shè)備中使用的電源電路，所述的通信設(shè)備包括發(fā)射功率放大器，以便對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大，所述的電源電路包括供電單元，用于向所述的發(fā)射功率放大器提供第一電能；以及電能存儲部分，用于將在所述的非突發(fā)周期期間從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余積累為第二電能，并且在所述的突發(fā)周期期間，將除了從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能之外的、積累的第二電能提供給所述的發(fā)射功率放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于對所述的電能存儲部分進(jìn)行配置，以便當(dāng)在所述的突發(fā)周期期間所述的電能存儲部分的電壓變得低于所述的供電單元的電壓時(shí)，在所述的突發(fā)周期之后出現(xiàn)的所述的非突發(fā)周期期間，對該電能存儲部分進(jìn)行充電，直到所述電能存儲部分的電壓變得幾乎等于所述供電單元的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于還包括控制電路，用于控制將所述的第一電能從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器，其中，所述的電能存儲部分在所述的非突發(fā)周期期間，在控制電路的控制下，將從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余積累為第二電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源電路，其特征在于所述的控制電路通過控制所述控制電路的輸出電流，控制將所述的第一電能從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器，所述的輸出電流被從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源電路，其特征在于將所述控制電路的所述輸出電流設(shè)置為具有一定的電流值，從而可以將所述的發(fā)射功率放大器在由一個(gè)突發(fā)周期和一個(gè)非突發(fā)周期組成的一幀周期期間需要消耗的幾乎所有的電能的量提供給所述的發(fā)射功率放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源電路，其特征在于當(dāng)在所述的突發(fā)周期期間由所述的發(fā)射功率放大器需要消耗的電能大于在所述控制電路的控制下提供的所述的第一電能時(shí)，所述的電能存儲單元通過放電，將所述的第二電能提供給所述的發(fā)射功率放大器；以及當(dāng)在所述的非突發(fā)周期期間由所述的發(fā)射功率放大器要消耗的電能小于在所述的控制電路控制下提供的所述的第一電能時(shí)，所述的控制電路施加控制，以便對在所述的突發(fā)周期期間已經(jīng)放電的所述電能存儲部分進(jìn)行充電，從而將所述第一電能的冗余積累為所述的第二電能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于所述的延遲設(shè)備在所述突發(fā)周期的開始和結(jié)束時(shí)刻，對所述供電單元的輸出電流的上升和下降進(jìn)行延遲。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于所述的電能存儲部分由雙電層電容器組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源電路，其特征在于所述的雙電層電容器具有構(gòu)造為具有片狀雙電層結(jié)構(gòu)的電容器的單元電池，所述的單元電池構(gòu)成層疊電池，其中，將任意數(shù)量的所述單元電池按層堆疊，以便能夠提供特定的耐壓和靜電電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于按照TDMA(時(shí)分多址)或者TDD(時(shí)分雙工)的通信方法對所述的發(fā)射信號進(jìn)行發(fā)射。
11.一種通信設(shè)備，包括發(fā)射功率放大器，用于對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大；以及電源電路，包括供電單元，用于向所述的發(fā)射功率放大器提供第一電能，以及電能存儲部分，用于在所述的非突發(fā)周期期間，將從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余，積累為第二電能，并且在所述的突發(fā)周期期間，將除了從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能之外的、積累的第二電能提供給所述的發(fā)射功率放大器。
12.一種在通信設(shè)備中使用的電源電路，所述的通信設(shè)備包括發(fā)射功率放大器，以便對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大，所述的通信設(shè)備還具有消耗進(jìn)行操作所需要的電能的負(fù)載電路，所述的電源電路包括供電單元，用于向所述的發(fā)射功率放大器和所述的負(fù)載電路提供第一電能；以及電壓監(jiān)控單元，用于監(jiān)控所述供電單元的輸出電壓，以便當(dāng)所述的輸出電壓降低到特定的參考水平時(shí)，通知用戶所述輸出電壓的下降；以及電能存儲部分，用于在所述的非突發(fā)周期期間，將從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余積累為第二電能，并且在所述的突發(fā)周期期間，將除了從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能之外的、積累的第二電能提供給所述的發(fā)射功率放大器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于所述的發(fā)射功率放大器具有用于使所述的發(fā)射功率放大器正常工作的第一工作電壓的下限值，所述的負(fù)載電路具有使所述的負(fù)載電路正常工作的第二工作電壓的下限值，將所述第二工作電壓的所述下限值設(shè)置得高于所述第一工作電壓的所述下限值，將所述的參考水平設(shè)置得不小于所述的第二工作電壓的所述下限值，并且所述的供電單元由蓄電池或者直流電源組成，其中，對從中輸出的電流加以上限值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于對所述的電能存儲部分進(jìn)行配置，以便當(dāng)所述電能存儲部分的電壓在所述的突發(fā)周期期間變得低于所述的供電單元的電壓時(shí)，在所述突發(fā)周期之后出現(xiàn)的所述非突發(fā)周期期間對所述的電能存儲部分進(jìn)行充電，直到所述的電能存儲部分的電壓變得幾乎等于所述供電單元的電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于還包括控制電路，用于控制從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能，其中，所述的電能存儲部分在所述的非突發(fā)周期期間，將在所述的控制電路的控制下從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余積累為所述的第二電能。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源電路，其特征在于所述的控制電路通過控制所述控制電路的輸出電流，控制將所述的第一電能從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器，所述的輸出電流被從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源電路，其特征在于將所述控制電路的所述輸出電流設(shè)置為具有一定電流值，以便可以將在由一個(gè)突發(fā)周期和一個(gè)非突發(fā)周期組成的一幀周期期間，所述的發(fā)射功率放大器所需要消耗的幾乎所有電能的量提供給所述的發(fā)射功率放大器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源電路，其特征在于當(dāng)在所述的突發(fā)周期期間由所述的發(fā)射功率放大器需要消耗的電能大于在所述控制電路的控制下提供的所述第一電能時(shí)，所述的電能存儲單元通過放電，向所述的發(fā)射功率放大器提供所述第二電能；以及當(dāng)在所述的非突發(fā)周期期間由所述的發(fā)射功率放大器所要消耗的電能小于在所述控制電路的控制下提供的所述第一電能時(shí)，所述的控制電路施加控制，從而對在所述的突發(fā)周期期間已經(jīng)放電的所述電能存儲部分進(jìn)行充電，以便將所述第一電能的冗余積累為所述的第二電能。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于所述的延遲設(shè)備在所述突發(fā)周期的開始和結(jié)束時(shí)刻，使所述供電單元的輸出電流的上升和下降延遲。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于所述的電能存儲部分由雙電層電容器構(gòu)成。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源電路，其特征在于所述的雙電層電容器具有構(gòu)造為具有片狀雙電層結(jié)構(gòu)的電容器的單元電池，所述的單元電池構(gòu)成層疊電池，其中，將任意數(shù)量的所述單元電池按層堆疊，以便能夠提供特定的耐壓和靜電電容。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于按照TDMA(時(shí)分多址)或者TDD(時(shí)分雙工)的通信方法對所述的發(fā)射信號進(jìn)行發(fā)射。
23.一種通信設(shè)備，包括發(fā)射功率放大器，用于對具有按照重復(fù)方式交替出現(xiàn)的突發(fā)周期和非突發(fā)周期的發(fā)射信號進(jìn)行放大；負(fù)載電路，其消耗進(jìn)行操作所需要的電能；以及電源電路，包括供電單元，用于向所述的發(fā)射功率放大器和所述的負(fù)載電路提供第一電能；電壓監(jiān)控部分，用于監(jiān)控所述供電單元的輸出電壓，以便當(dāng)所述的輸出電壓下降到特定的參考水平時(shí)，通知用戶所述輸出電壓的下降；以及電能存儲部分，用于在所述的非突發(fā)周期期間，將從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能的冗余，積累為第二電能，并且在所述的突發(fā)周期期間，將除了從所述的供電單元提供給所述的發(fā)射功率放大器的所述第一電能之外的、積累的第二電能提供給所述的發(fā)射功率放大器。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在TDMA(時(shí)分多址)或者TDD(時(shí)分雙工)的便攜式通信終端型的便攜式通信設(shè)備中，能夠延長電池的使用時(shí)間的電源電路，該電源電路使所述的通信設(shè)備小型并且輕便。由于通過使用控制電路，將已經(jīng)限制成為預(yù)先設(shè)置的電流值的輸出電流從電池提供給發(fā)射功率放大器，并且對所述的雙電層電容器進(jìn)行充電，以便在其中積累電能，并且由于將電能從雙電層電容器同時(shí)施加到控制電路和發(fā)射功率放大器，即使在突發(fā)周期期間發(fā)射功率放大器的電能消耗增加，蓄電池的輸出電壓的下降也較小。因此，可以延長蓄電池的輸出電壓到達(dá)終止電壓所需要時(shí)間。同時(shí)，即使將電池放在低溫環(huán)境下，并且其內(nèi)阻增加時(shí)，也可以避免蓄電池的壽命的縮短。
文檔編號H04M19/08GK1520072SQ20031010458
公開日2004年8月11日 申請日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月7日
發(fā)明者佐佐木浩 申請人:Nec東金株式會社