中心議題：

• 藍牙功放功率控製電路原理分析
• 藍牙功放的軟啟動電路設計

解決方案：

• 浪湧電流斜率的控製
• 浪湧電流峰值的控製

藍牙是一個開放性的、短距離無線通信技術標準。其功率放大器是藍牙無線發射機中功耗最大的模塊，為了降低藍牙係統功耗


，延長電池壽命
，要求它實現2～8 dBm的de輸shu出chu功gong率lv步bu進jin。當dang前qian商shang用yong功gong放fang主zhu流liu的de功gong率lv控kong製zhi電dian路lu主zhu要yao有you兩liang類lei，直zhi接jie閉bi環huan控kong製zhi型xing和he間jian接jie閉bi環huan控kong製zhi型xing。由you於yu間jian接jie閉bi環huan控kong製zhi方fang法fa具ju有you集ji成cheng度du高gao，成cheng本ben低di的de特te點dian而er被bei廣guang泛fan采cai用yong。考kao慮lv到dao集ji成cheng度du
、成(cheng)本(ben)等(deng)因(yin)素(su)
，文(wen)獻(xian)沒(mei)有(you)對(dui)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)檢(jian)測(ce)
，而(er)是(shi)通(tong)過(guo)預(yu)測(ce)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)等(deng)級(ji)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)大(da)小(xiao)，再(zai)通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)結(jie)構(gou)，控(kong)製(zhi)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)間(jian)接(jie)實(shi)現(xian)功(gong)率(lv)控(kong)製(zhi)的(de)。

電路剛啟動時，如果穩壓器啟動時產生較大的電容或VMP管導通時有較小的電阻
，浪湧電流就會很大，有時會接近穩壓器的電流限值，因此必須加以限製。

1 藍牙功放功率控製電路原理分析

間接閉環控製環路如圖1所示，該控製環路包括一個誤差放大器，反饋環路和調整管(VMP管)。工作原理是由誤差放大器將輸出反饋電壓VFB與參考電壓Vref進行比較，並放大其差值(Vref-VFB)以此來控製調整管(VMP)的導通狀態，實現負反饋，從而得到穩定的輸出Vcon。電路剛啟動時，反饋電壓VFB很低
，如果穩壓器啟動時產生較大的電容(或者負載電容很大)或VMP管導通時有較小的電阻，浪湧電流(即流過VMP管的瞬間電流)jiuhuihenda，youshihuijiejinwenyaqidedianliuxianzhi。yinci，bixuzaiwuchafangdaqizhongshejiruanqidongdianlu，yibaozhengzhenggedianluzaishangdianhoujinruzhengchangdezhiliupianzhizhuangtai，buhuichanshenglangyongdianliu。

圖1 間接閉環控製環路結構框圖

閉環控製係統的主體電路如圖2所示，VM1～VM8組成折疊式的誤差放大器，VM9～VM10組成單級的電流鏡作為負載
，這樣做的好處就是采用10 pF左右的補償電容就可以使係統達到穩定。VM5～VM14和VQ組成級間緩衝級。R1和R2組成反饋網絡，其中

由於N2節點(VMP管柵極)的輸出阻抗很小，因此在導通的瞬間N2節點的寄生電容在很短的時間內完成放電，N2節點的電壓由高變為低。這樣會導致有一個很大的浪湧電流流過PMOS調整管，高達1．45 A，該gai電dian流liu對dui係xi統tong的de性xing能neng影ying響xiang很hen大da，例li如ru
，如ru果guo輸shu入ru端duan會hui存cun在zai一yi個ge寄ji生sheng電dian阻zu，因yin此ci瞬shun態tai電dian流liu會hui引yin起qi一yi個ge較jiao大da的de壓ya降jiang差cha，導dao致zhi係xi統tong不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo
，同tong時shi也ye會hui增zeng加jia係xi統tong噪zao聲sheng，因yin此ci有you必bi要yao加jia以yi限xian製zhi。
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2 軟啟動電路設計

由上麵分析可知
，由於N2節點電壓迅速變化
，導致大的浪湧電流流過P功率管(VMP管)。因此隻需要控製N2節(jie)點(dian)電(dian)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)電(dian)流(liu)的(de)控(kong)製(zhi)，控(kong)製(zhi)該(gai)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)無(wu)非(fei)就(jiu)是(shi)控(kong)製(zhi)其(qi)變(bian)化(hua)的(de)斜(xie)率(lv)和(he)峰(feng)值(zhi)。其(qi)具(ju)體(ti)的(de)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)圖(tu)包(bao)括(kuo)兩(liang)個(ge)部(bu)分(fen)

，即(ji)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)的(de)斜(xie)率(lv)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)和(he)峰(feng)值(zhi)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)。具(ju)體(ti)的(de)實(shi)現(xian)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)3所示。

2．1 浪湧電流斜率的控製
晶體管VM22和VM23構成差分對，VM16和VM17，VM18，VM19
，VM20，VM28和R2構成負反饋環路
，因此B節點電壓會隨著C節點電壓上升而上升，最終B、C節點的電壓值將相等。

當VM25截止，VM24導通
，即控製端Vcontrol的輸入電壓為高電平時，電容C1電壓為0 V
；當Vm25導通，Vm24截止，即控製端Vcontrol的輸入電壓為低電平時
，電流源I3將對電容充電。此時C節點的電壓Vc=I3t／C，假設流過VMP1管的電流為I，那麼B節點的電壓為VB=IR2，又因為VC=VB，所以
，I=I3×t／R2C。功率管VMP管與VMP1管構成電流鏡
，因此間接實現了對浪湧電流的線性控製。

2．2 浪湧電流峰值的控製
因為VA=IR2+VGS(M28)，當VA的電壓大於VM18的閾值電壓與VGS(M26)之和，VM18將導通
；注意到VM16，VM17，VM18，VMP1組成負反饋環路，因此最終環路達到穩定，電流I將被控製在一定值，同樣間接實現了對電流峰值電流的控製，最大值由R2、VM28、VM26、VM18確定。

3 仿真結果與討論

圖4為係統剛啟動時
，流過功率管VMP管的電流，圖4(a)為沒有加軟啟動電路時，流過P功率管的瞬態電流
，其峰值電流高達1．45 A。圖4(b)表明軟啟動電路分別從斜率和峰值成功地控製了瞬態電流，其峰值僅為520 mA，上升的斜率幾乎是一恒定值，不過這會增加係統的響應時間。因此可以根據應用係統的其他要求確定浪湧電流的斜率和峰值。

4 結論

針(zhen)對(dui)藍(lan)牙(ya)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)在(zai)啟(qi)動(dong)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)現(xian)象(xiang)，分(fen)別(bie)從(cong)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)的(de)峰(feng)值(zhi)和(he)上(shang)升(sheng)的(de)斜(xie)率(lv)兩(liang)方(fang)麵(mian)著(zhe)手(shou)，設(she)計(ji)出(chu)了(le)一(yi)個(ge)新(xin)穎(ying)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)，具(ju)有(you)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)等(deng)優(you)點(dian)；同時分別分析了浪湧電流斜率和峰值的控製的原理，最終實現了對浪湧電流的控製
，成功實現了軟啟動。