Power supply circuits for mobile wireless applications
Tihomir S. Brusev
Wireless battery-powered portable electronic devices give opportunity to the people to have faster communication with each other. The increased functionality of mobile phones enables large data packages to be transmitted in the real time. Decreasing of power losses in the electronic building blocks of the transmitter will increase the battery life and system run-time. Power amplifier (PA) is the most energy consuming block. In this paper are considered various power supply circuit architectures suitable for portable electronic devices. Buck dc-dc converter using Pulse-Width Modulation (PWM) designed on CMOS 0.35 μm process is presented. The power losses in the output switching transistors, filter inductor and filter capacitor and evaluated. The efficiency performance of the converter as function of switching frequency fs and inductor current ripple ΔiL is investigated. The received results show that maximum efficiency can be achieved if ΔiL is twice higher than average output current of the dc-dc converter. Switching-mode dc-dc converters are discussed in terms of applications in the fourth generation Long-Term Evolution (4G LTE) wireless communications standard. Two-phase interleaved buck dc-dc converter is designed on CMOS 0.35 μm technology. The effect of decreased output current ripple compare to single-phase buck dc-dc converter is demonstrated. The received results demonstrate that two-phase dc-dc converters are appropriate choice for LTE applications, when a high frequency envelope signal has to be tracked.
Преносимите безжични устройства захранвани от батерия давaт възможност за по-бърза комуникация между хората. Увеличените функционални способности на мобилните телефони позволяват предаване на големи пакети от данни в реално време. Намаляването на загубите на мощност в изграждащите електронни блокове води до увеличаване на живота на батерията. Мощният усилвател е най-енергоемкия блок в предавателя. В тази статия са разгледани различни захранващи схеми подходящи за преносими електронни устройства. Представена е схема на преобразувател на постоянно напрежение в постоянно (ППН), управляван с широчинно- импулсната модулация (ШИМ), проектирана на CMOS 0.35 μm технология. Изследвани са загубите на мощност в изходните транзистори, филтриращите бобина L и кондензатор C, както и влиянието на честотата на превключване fs, и амплитудата на променливата съставка на тока протичащ през бобината ΔiL върху коефициента на полезно действие к.п.д. на преобразувателя. Проектиран е двуфазен преобразувател на ППН на CMOS 0.35 μm технология. Демонстриран е ефектът на намаляване на амплитудата на променливата съставка на изходния ток при двуфазния преобразувател, в сравнение с еднофазния. Получените резултати представени в статията показват, че двуфазния преобразувател на ППН е подходящ за LTE приложения.
Cite this article as:
Brusev T. S. Power supply circuits for mobile wireless applications. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 50 (3-4), 2015, pp. 15-22, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
