变压器功率组合器平衡装置及控制方法与流程

本发明的实施例涉及变压器功率组合器平衡装置，并且在特定实施例中，涉及用于减少不同功率放大器之间不平衡的变压器功率组合器平衡装置。

背景技术：

1、功率放大器中采用了各种功率组合技术，以提供具有足够信号功率的待发射信号(例如，射频信号)。一种常见的功率组合实现方式是使用变压器功率组合器。

2、图1示出了一种传统功率放大器系统的示意图。功率放大器系统包括变压器功率组合器100以及多个功率放大器101和102。变压器功率组合器100包括初级绕组np1、np2、np3和np4，以及次级绕组ns1、ns2、ns3和ns4。

3、每个功率放大器都有耦合到输入信号源(未显示)的输入。每个功率放大器的输入由差分输入信号驱动。vm1是功率放大器101的负输出端。vp1是功率放大器101的正输出端。vm2是功率放大器102的负输出端。vp2是功率放大器102的正输出端。

4、如图1所示，vm1耦合到第一初级绕组np1的第一端。第一初级绕组np1的第二端耦合到偏置电压vdd。vp1耦合到第二初级绕组np2的第一端。第二初级绕组np2的第二端耦合到vdd。vm2耦合到第三初级绕组np3的第一端。第三初级绕组np3的第二端耦合到vdd。vp2耦合到第四初级绕组np4的第一端。第四初级绕组np4的第二端耦合到vdd。

5、第一次级绕组ns1磁耦合到第一初级绕组np1。第二次级绕组ns2磁耦合到第二初级绕组np2。第三次级绕组ns3磁耦合到第三初级绕组np3。第四次级绕组ns4磁耦合到第四初级绕组np4。第一次级绕组ns1、第二次级绕组ns2、第三次级绕组ns3和第四次级绕组ns4在输出端vo和地之间串联连接。

6、假设每个变压器的匝数比为1:1，输出端和地之间的输出电压等于变压器功率组合器100的输入端处的输入电压之和。

7、图2示出了图1所示的传统功率放大器系统的初级绕组和次级绕组的布局。初级绕组的布局如虚线矩形框202中所示。第一初级绕组np1、第二初级绕组np2、第三初级绕组np3和第四初级绕组np4在第一金属层上形成。这四个初级绕组形成具有两个开口的八边形几何形状。上部开口的两端用作第一负端口和第一正端口。第一负端口和第一正端口分别耦合到vm1和vp1。下部开口的两端用作第二负端口和第二正端口。第二负端口和第二正端口分别耦合到vm2和vp2。

8、第一初级绕组np1和第四初级绕组np4形成从第一负端口延伸到第二正端口的第一金属迹线。第一金属迹线的中心抽头耦合到vdd。第二初级绕组np2和第三初级绕组np3形成从第一正端口延伸到第二负端口的第二金属迹线。第二金属迹线的中心抽头耦合到vdd。

9、次级绕组的布局如虚线矩形框204中所示。第一次级绕组ns1、第二次级绕组ns2、第三次级绕组ns3和第四次级绕组ns4在第二金属层上形成。第一次级绕组ns1、第二次级绕组ns2、第三次级绕组ns3和第四次级绕组ns4形成具有一个开口的八边形几何形状的第三金属迹线。该开口的两端分别是vo和gnd。第三迹线从vo延伸到gnd。

10、图3示出了叠置在初级绕组上的次级绕组的布局。第二金属层在第一金属层之上形成。由ns1、ns2、ns3和ns4形成的第三金属迹线位于第一金属迹线和第二金属迹线之上。

11、如图3所示，次级绕组的开口位于初级绕组的右侧。在操作中，次级绕组可能导致功率放大器和变压器功率组合器100的左右不对称。这种左右不对称可能会在功率放大器上造成额外的应力，从而阻止变压器功率组合器实现更好的功率组合效率。最好能有一种简单可靠的装置来减少不同功率放大器之间的不平衡。

技术实现思路

1、本申请的优选实施例提供了一种变压器功率组合器平衡装置，用于减少不同功率放大器之间的不平衡，从而通常解决或规避了这些和其他问题，并且通常实现了技术优势。

2、根据一个实施例，一种装置，包括：第一功率放大器，该第一功率放大器具有耦合到分布式变压器的第一初级绕组的负输出端和耦合到分布式变压器的第二初级绕组的正输出端；第二功率放大器，该第二功率放大器具有耦合到分布式变压器的第三初级绕组的负输出端和耦合到分布式变压器的第四初级绕组的正输出端；第一导电元件，在第一功率放大器的负输出端和第二功率放大器的负输出端之间连接；以及第二导电元件，在第一功率放大器的正输出端和第二功率放大器的正输出端之间连接。

3、根据另一个实施例，一种方法，包括：在第一金属层上形成分布式变压器的初级绕组，其中分布式变压器的第一初级绕组和第二初级绕组被配置为分别耦合到第一功率放大器的负输出端和正输出端，分布式变压器的第三初级绕组和第四初级绕组被配置为分别耦合到第二功率放大器的负输出端和正输出端，在第二金属层上形成分布式变压器的次级绕组，将第一导电元件配置为在第一功率放大器的负输出端和第二功率放大器的负输出端之间连接，以及将第二导电元件配置为在第一功率放大器的正输出端和第二功率放大器的正输出端之间连接。

4、根据另一个实施例，一种系统，包括：第一功率放大器，该第一功率放大器具有耦合到分布式变压器的第一初级绕组的负输出端和耦合到分布式变压器的第二初级绕组的正输出端；第二功率放大器，该第二功率放大器具有耦合到分布式变压器的第三初级绕组的负输出端和耦合到分布式变压器的第四初级绕组的正输出端；第一导电元件，在第一功率放大器的负输出端和第二功率放大器的负输出端之间连接；第二导电元件，在第一功率放大器的正输出端和第二功率放大器的正输出端之间连接；分布式变压器的第一次级绕组，磁耦合到分布式变压器的第一初级绕组；分布式变压器的第二次级绕组，磁耦合到分布式变压器的第二初级绕组；分布式变压器的第三次级绕组，磁耦合到分布式变压器的第三初级绕组；以及分布式变压器的第四次级绕组，磁耦合到分布式变压器的第四初级绕组，其中分布式变压器的第一次级绕组、第二次级绕组、第三次级绕组和第四次级绕组在第一输出端和第二输出端之间串联连接。

5、上述内容概括了本申请的特征和技术优势，以便更好地理解以下对本申请的详细描述。下文将描述本申请的附加特征和优点，其形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计其他用于实现与本申请的目的相同的结构或工艺的基础。本领域技术人员还应当意识到，这种等效构造不脱离所附权利要求中所阐述的本申请的精神和范围。

技术特征：

1.一种变压器功率组合器平衡装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

14.一种变压器功率组合器平衡控制方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括：

18.一种系统，其特征在于，包括：

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种变压器功率组合器平衡装置及控制方法。该装置包括：第一功率放大器，具有耦合到分布式变压器的第一初级绕组的负输出端和耦合到分布式变压器的第二初级绕组的正输出端；第二功率放大器，具有耦合到分布式变压器的第三初级绕组的负输出端和耦合到分布式变压器的第四初级绕组的正输出端；第一导电元件，在第一功率放大器的负输出端和第二功率放大器的负输出端之间连接；以及第二导电元件，在第一功率放大器的正输出端和第二功率放大器的正输出端之间连接。

技术研发人员：梅德斯通·卡尔布赖恩特
受保护的技术使用者：深圳牧野微电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17