用于控制便携式无线电话所使用的电源的电路和方法 发明背景
1.发明领域
本发明涉及用于便携式无线电话的电源电路，更具体地，涉及用于控制便携式无线电话所使用的电源功率的电路和方法。
2.相关技术描述
在移动无线通信领域中，有可能以所谓的“双频段方法”互相链接两个具有不同工作频段的独立的蜂窝无线系统。例如，在韩国(南韩)，必须把现有的CDMA(码分多址)系统和新的PCS(个人通信系统)系统互相链接，在美国，把现有的AMPS(先进移动电话业务)系统与PCS系统互相链接，以及在欧洲，把现有的GSM(特别移动组)系统与DCS(数字通信系统)1800系统互相链接。
采用CDMA技术的蜂窝移动无线系统是“数字系统”。另一方面，采用调频(FM)技术的蜂窝移动无线系统，例如AMPS，是“模拟系统”，即语音信号在用射频载波发射之前没有被数字编码。实际上，数字蜂窝系统可与模拟系统一起被使用于双模式，例如，双模式蜂窝电话系统能被使用于CDMA模式和AMPS模式。
被设计成在双模式下工作的便携式(例如手持式)无线电话(例如蜂窝电话)对于每个模式通常需要不同的辐射功率电平。这样，每个模式需要不同的电池功率来运行。然而，传统的双模式便携无线电话被设计成具有这样的电源(电池)，其产生的功率电平适应于需要最大的运行功率的模式。结果，当便携无线电话工作在需要较少地功率的模式时，不必要的功率被消耗掉，这导致缩短电池的寿命。
参照图1，图上显示了说明传统的便携无线电话的电源电路的电路图。传统的便携无线电话的电源电路包括：电源10(“电池”)；被连接到电池10的输出端的直流到直流的转换器20；被连接到直流到直流的转换器的电感L1；一对电压驱动电阻R1和R2，它们被串联连接在直流到直流的转换器20与地之间；功率放大器30和线性调整器31，它们被连接到直流到直流的转换器20的输出端；以及电容，被连接在功率放大器30的输入端与地之间。
电池10通常被设计成提供比功率放大器30所需要的和为运行传统的便携无线电话的IC(集成电路，图上未示出)所需要的功率更大的功率。而且，功率放大器30和IC通常需要不同的工作电压。例如，电池10的输出电压通常被设定为7.2V，而功率放大器30所需要的电压是5V，IC所需要的电压是3.3V。当从电池10把7.2V加到直流到直流转换器20时，直流到直流转换器20把从电池所提供的7.2V转换成5V。然后，这个电压被加到功率放大器30，以便放大进入的信号，然后把它们通过天线(未示出)发射出去。线性调整器31然后把从直流到直流转换器20所提供的5V改变到3.3V，该电压被用来使IC工作。
直流到直流转换器20的输出电压由电压驱动电阻R1和R2决定。在传统方法中，电阻R1和R2的电阻值被预置成以使得所需要的5V被加到功率放大器30。
在利用FM模式和CDMA模式的双模式无线电话中，例如，功率放大器30当工作在FM模式时需要4.7V，与此相对地，当工作在CDMA模式时需要5V，与FM模式不同，它需要线性和饱和特性。所以，通过利用双模式无线电话中的图1的传统的电源电路，如上所述地，通过预置电压驱动电阻R1和R2的电阻值以便从直流到直流转换器20的输出端产生5V，而得出了按照CDMA模式供电给功率放大器30所需要的5V。然而，因为电阻值保持不变而与工作模式无关，在FM模式(它只需要4.7V)也产生5V。所以，当工作在FM模式时，传统的FM/CDMA双模式便携无线电话不必要地浪费电源功率，这导致缩短电池寿命。
除了双模式便携无线电话的不同的电源功率需要以外，便携无线电话也可能取决于它们所工作的地区而以不同的功率电平发射信号。具体地，双模式便携无线电话在呈现强的电场的区域(即在基站附近)可以以低的功率进行有效的通信，但在呈现弱的电场的区域(即在远离基站的地方)需要以高的功率进行通信。无论如何，双模式便携无线电话通常使用于很接近于基站的地方，即强的电场区域。所以，平均地，双模式便携无线电话可以以较低的发射功率电平工作。
然而，在传统的便携无线电话中，考虑到便携无线电话是工作在弱电场区域的情况下，需要较高的发射功率电平来有效地通信，被加到用于放大发射信号的功率放大器30的电压被设置为5V。所以，即使当便携无线电话工作在呈现强电场的区域(它需要较少的功率)时，被加到功率放大器的5V保持不变，不必要的功率被消耗，导致缩短电池寿命。而且，便携无线电话的温度增高，这有害地影响电路。
发明概要
因此，本发明的目的是提供用于控制由便携无线电话使用的电源功率的电路和方法。
本发明的另一个目的是提供用于通过按照双模式中的一个模式来调整与功率放大器有关的功率从而控制双模式便携无线电话的功率的电路和方法。
本发明的又一个目的是提供用于通过按照所需要的发射输出电平来调整与功率放大器有关的功率从而控制双模式便携无线电话的功率的电路和方法。
按照本发明的一个方面，一种在具有第一工作模式和第二工作模式的便携无线电话中用于控制与功率放大器有关的功率的电路包括：用于提供电源功率给电路的装置；响应于电源装置和被耦合到功率放大器的电源控制器，它用于调整从电源装置所提供的所述功率和把所调整的功率传送到功率放大器；以及被耦合到电源控制器的控制单元，用于按照第一模式和第二模式中的一个模式控制由所述电源控制器所提供的电源调整。
按照本发明的另一方面，在便携无线电话中用于控制由功率放大器产生的功率的电路包括：用于提供电源功率给所述电路的装置；响应于电源装置和被耦合到功率放大器的电源控制器，它用于调整从电源装置所提供的所述功率和把所调整的功率传送到功率放大器；以及被耦合到电源控制器的控制单元，它用于按照强电场区域和弱电场区域中的一个区域来控制由所述电源控制器所提供的电源调整。
按照本发明的又一个方面，在具有第一工作模式和第二工作模式的便携无线电话中用于控制与功率放大器有关的功率的电路包括：用于提供电源功率给电路的装置；响应于电源装置和被耦合到功率放大器的电源控制器，它用于调整从电源装置所提供的所述功率和把所调整的功率传送到功率放大器；以及被耦合到电源控制器的控制单元，用于按照在包括强电场区域和弱电场区域的一个区域中的模式和电场强度中的一个来控制所述电源控制器所调整的功率。
按照本发明的再又一个方面，用于控制由具有第一工作模式和第二工作模式的便携无线电话所使用的电源的方法，以及其中所述便携无线电话包括用于提供电源功率的装置和功率放大器，该方法包括以下步骤：在第一工作模式和第二工作模式之间进行选择；提供用于所选择的第一模式的第一模式设置信号和提供用于所选择的第二模式的第二模式设置信号；根据第一模式设置信号控制被提供给功率放大器的功率，以便提供用于第一工作模式的必要的功率；以及根据第二模式设置信号控制被提供给功率放大器的功率，以便提供用于第二工作模式的必要的功率。
按照本发明的又一个方面，用于控制由具有第一工作模式和第二工作模式的便携无线电话所使用的电源的方法，以及其中所述便携无线电话终端包括用于提供电源功率的装置和功率放大器，该方法包括以下步骤：在便携无线电话正在工作的同时，检测接收电场强度；把检测的接收电场强度与第一参考强度进行比较；当检测的接收电场强度强于第一参考强度时，调整提供给功率放大器的电源功率；以及当检测的接收电场强度弱于第一参考强度时，调整提供给功率放大器的电源功率。
从结合附图阅读的本发明的示例性实施例的以下的详细说明，将很容易明白本发明的这些和其它目的、特性和优点。应当看到，在所有附图中所显示的相同的或类似的部件都用相同的参考数字表示。
附图简述
图1是显示传统的便携无线电话的电源电路的电路图；
图2是显示本发明的双模式便携无线电话的实施例的方框图；
图3是显示按照本发明的实施例的如图2中描绘的电源控制器的电路图；
图4是显示按照本发明的实施例的根据检测的RSSI的功率控制程序的流程图；
图5是显示按照本发明的实施例的根据由双模式方法设定的模式的功率控制程序的流程图；
图6是按照本发明的另一个实施例的双模式便携无线电话的功率控制电路；以及
图7是按照本发明的再一个实施例的双模式便携无线电话的功率控制电路。
优选实施例详细描述
应当看到，仅仅为了说明的目的，以下说明描述了把FM模式用作为第一模式和把CDMA模式用作为第二模式的双模式便携无线电话。本发明至少也可被应用于上述的双频段系统中的任一个系统。
参照图2，图上显示了按照本发明的实施例的双模式便携无线电话的方框图。双模式便携无线电话包括用来耦合到RSSI检测器50、电源控制器90、和键板80的控制单元40，用于控制便携无线电话的总的运行。控制单元40包括存储器，具有用于存储控制便携无线电话的总的运行的程序和数据的ROM(未示出)、存储执行程序所需要的数据的RAM(未示出)、和永久地存储电话号码和系统参量的EEPROM(未示出)。键板80包括用于拨号的数字键(未示出)和用于执行各种功能的功能键(未示出)，并把信息提供给控制单元40。双工器60把从天线70接收到的信号传送到便携无线电话的接收部分(未示出)，和把从便携无线电话的发射部分(未示出)接收到的信号传送到天线70。用来耦合到双工器60和控制单元40的接收电场强度(此后称为“RSSI”)检测器50可以检测由双工器60发送的进入信号的RSSI，然后发送一个消息到控制单元40。
电池10通过电源控制器90提供电源功率给IC(集成电路，未示出)和功率放大器30。电源控制器90响应于来自控制单元40的信号，并按照来自控制单元40的这种信号调整提供给功率放大器30的功率。当接收来自发射部分(未示出)的发射信号时，功率放大器首先按照由电源控制器提供的功率放大发射信号，然后，把放大的发射信号传送到双工器60。
现在参照图3，图上显示了说明按照本发明的一个实施例的图2的电源控制器的电路图。电源控制器90在控制单元40的控制下调整从电池10提供的功率，并把调整的功率传送到功率放大器30。
电源控制器90包括直流到直流转换器91；用来耦合到该转换器91的转换器输出功率控制器92；串联连接在直流到直流转换器91的输出端之间的齐纳二极管Z1，它用于调整电压；以及被连接在直流到直流转换器91的输出端和功率放大器之间的电感L1和被连接在直流到直流转换器91的输出端和地之间的电容C1，它们用于滤波。直流到直流转换器91按照来自转换器输出功率控制器92的反馈电压Vfb调整其输出功率，并把调整的输出功率传送到功率放大器30。
转换器输出功率控制器92包括：串联连接在直流到直流转换器91的输出端和地之间的电压驱动电阻R1、R2、R3、R4；第一NPN晶体管TR1，它具有集电极、发射极、和基极端子，其集电极端被连接在电阻R1和R2之间，发射极端被连接到直流到直流转换器91的输出端，和基极端被连接到控制单元40，由此第一晶体管TR1在控制单元40的控制下工作；以及第二NPN晶体管TR2，它具有集电极、发射极、和基极端子，其集电极端被连接在电阻R3和R4之间，发射极端被连接到直流到直流转换器91的输出端，和基极端被连接到控制单元40，由此第二晶体管TR2在控制单元40的控制下工作。
现在参照图2和4详细描述本发明的功率控制程序，图4是显示按照本发明的实施例的根据检测的RSSI值的功率控制过程的流程图。当线路为占线(步骤100)时，RSSI检测器50检测RSSI值(步骤110)，然后把所检测的RSSI值传送到控制单元40。然后控制单元40判决检测的RSSI值是否高于第一参考强度(步骤120)，后者是一个被存储在控制单元40的存储器以便控制功率放大器的功率放大的固定的参考值。所以，如果所检测的RSSI值大于参考强度值，则控制单元40假定该单元正工作在强电场区域。另一方面，如果所检测的RSSI值低于参考强度值，则控制单元40假定该单元正工作在弱电场区域。在任一种情况下(下面将进一步解释)，控制单元40分别通知功率控制器90调整提供给功率放大器30的功率。
作为例子，如果在CDMA模式时所检测的RSSI值是-80dBm，则为使能与基站通信的所需要的发射输出电平通常约为7dBm的发射功率，它需要约4V加到功率放大器30，以便相应地放大发射信号。另一方面，如果在CDMA模式时所检测的RSSI值是-90dBm，则为建立与基站的通信所需要的发射输出电平必须被设置为约17dBm的发射功率，它需要5V加到功率放大器30，以便相应地放大发射信号。所以，如果第一参考强度按照上例的-80dBm的RSSI值被设置，则当该单元工作在高电场强度的区域时，可节省相应于1V差值的功率总量。
现在参照回到图2和4，当所检测的RSSI值呈现为高于第一参考强度(步骤120)时，控制单元40发射第一电源控制信号给电源控制器90(步骤130)。在这时，参照图3，电源控制器90如下地运行。在接收到来自控制单元40的第一电源控制信号以后，第二晶体管TR2被接通，并且只通过电阻R3、R4进行电压分压，由此形成反馈电压Vfb，然后它使得直流到直流转换器91调整要被加到功率放大器30上的输出电压。在这种情况下，输出电压被调整到约4V，并且如有必要可被不同地进行调整。当所检测的RSSI值呈现为低于第一参考强度(步骤120)时，控制单元40发射第二电源控制信号给电源控制器90(步骤140)。在这时，参照图3，电源控制器90如下地运行。在接收到来自控制单元40的第二电源控制信号以后，第二晶体管TR2被关断，由此通过全部四个电压驱动电阻R1、R2、R3、和R4形成反馈电压Vfb，然后它使得直流到直流转换器91调整要被加到功率放大器30上的输出电压。在这种情况下，输出电压被调整到约5V，并且再次地，如有必要则可被不同地调整。现在参照图2、3、和5详细描述按照本发明的实施例的根据由双模式方法设定的模式的功率控制程序。为了在双模式中选择想要的模式(例如，FM模式)，用户在键板80上按下适当的键。在接收到FM模式设定信号(步骤200)以后，控制单元40发送第三电源控制信号给电源控制器90(步骤210)。电源控制器90然后如下地运行。在接收到来自控制单元40的第三电源控制信号以后，第一晶体管TR1被接通，由此只通过三个电压驱动电阻R2、R3、和R4形成反馈电压Vfb，然后它使得直流到直流转换器91调整要被加到功率放大器30上的输出电压。在这种情况下，输出电压被调整到4.7V，并且如有必要可被不同地调整。
当用户在键板80上选择CDMA模式时，控制单元40接收CDMA模式设定信号(步骤220)，然后发送第四电源控制信号给电源控制器90(步骤210)。电源控制器90然后如下地运行。在接收到第四电源控制信号3以后，第一晶体管TR1被关断，由此通过四个电压驱动电阻R1、R2、R3、和R4形成反馈电压Vfb，它使得直流到直流转换器91调整要被加到功率放大器30上的输出电压。在这种情况下，输出电压被调整到5V，并且如有必要可被不同地调整。
接着，如果用户在键板80上选择自动模式，则控制单元40接收自动模式设定信号(步骤240)，并通过RSSI检测器50进行检测CDMA模式的RSSI值(步骤250)。此后，控制单元判决CDMA模式的检测的RSSI值是否强于第二参考强度(步骤260)。第二参考强度是一个被存储在存储器中的、按照其中CDMA方法不能与基站通信的非常弱的电场区域而被设定的参考值。如果所检测的RSSI值呈现为大于第二参考强度，则选择CDMA模式，及控制单元40提供第四电源控制信号(步骤230)到电源控制器90的第一晶体管TR1的基极端。
另一方面，如果所检测的RSSI值呈现为低于第二参考强度值，则选择FM模式，及控制单元40提供第三电源控制信号(步骤210)到电源控制器90的第一晶体管TR1的基极端。以下的表显示了图3所描绘的电路的运行的概略情况。
表1类别控制器输出 转换器输出控制器DC-DC Conv.输出 TR OPR. VoltageDiv.R.RSSI SEF 1PSCS TR2 通 R3，R4 4V WEF 2PSCS 断 R1，R2，R3，R4 5V模式 FM 3PSCS TR1 通 R2，R3，R4 4.7V CDMA 4PSCS 断 R1，R2，R3，R4 5V
在表1中，SEF表示强电场，WEF表示弱电场，PSCS表示电源控制信号，TR OPR.表示晶体管运行，Voltage Div.R.表示电压驱动电阻，以及DC-DC Conv.表示直流到直流转换器。
现在参照图6，图上显示了按照本发明的另一个实施例的双模式便携无线电话的电源控制电路。图6的组成元件和图3的组成元件相同，除了转换器输出功率控制器92是由电压驱动电阻R5、R6、和R7，以及第三NPN晶体管TR3组成以外，TR3具有集电极端，被连接在电阻R5和R6之间，发射极端，被连接到直流到直流转换器91的输出端，和基极端，被连接到控制单元40，后者控制第三晶体管TR3的运行。三个电压驱动电阻R5、R6、R7被串联连接在直流到直流转换器91的输出端与地端子之间。直流到直流转换器91的反馈电压线被连接在电阻R6和R7之间。
因此，在本特定实施例中，或者执行图4的方法，或者执行图5的方法，而不是执行如图3中的组合操作。而且，电压驱动电阻必须被设置成符合于输出电压。例如，当CDMA模式被设定时，或当需要增加发射输出电平时，第三晶体管TR3被控制单元40关断，这样直流到直流转换器91可提供5V的电压电平。因此，产生反馈电压的电阻R5、R6、和R7必须被适当地设定。相反地，当FM模式被设定时，或当需要减小发射输出电平时，第三晶体管TR3被控制单元40接通，这样直流到直流转换器91可提供4.7V或4V的电压电平。因此，产生反馈电压的电压分压由电阻R6和R7完成，从而，电阻R7必须被适当地设定。
图7是按照本发明的再一个实施例的双模式便携无线电话的功率控制电路。该实施例包括转换器输出功率控制器92，它包括三个电压驱动电阻R8、R9、和R10，以及第四PNP晶体管TR4，具有集电极，被连接到反馈电压线Vfb，发射极，被连接到地，和基极，通过电阻R11被连接到控制单元40，由此以上的第四晶体管TR4在控制单元40的控制下工作(接通或关断)以便调整反馈电压。电阻R8和R9被串联连接在直流到直流转换器91输出端和地端之间，以及电阻R10被连接在反馈电压线和第四晶体管TR4的集电极之间。反馈电压线的一端被连接在电阻R8和R9之间，另一端与在直流到直流转换器91和电阻R10之间的接点相连接。图7所示的实施例中，也或者执行图4的方法，或者执行图5的方法，而不是执行如图3中的组合操作，因为电压驱动电阻R8、R9、和R10必须被设置成符合于输出电压。例如，当CDMA模式被设定时，或当需要增加发射输出电平时，控制单元40关断第四晶体管TR4，这样直流到直流转换器91可提供5V的电压电平。因此，产生反馈电压的电阻R8和R9必须被适当地设定。相反地，当FM模式被设定时，或当需要减小发射输出电平时，第三晶体管TR3被控制单元40接通，这样直流到直流转换器91可提供4.7V或4V的电压电平。因此，电压分压由电阻R8、R9、和R10完成。所以，以上的第十电阻R10必须被适当地设定。在以上说明中，虽然本发明的实施例是参照特定的电压值(例如5V，4.7V，4V)而详细地描述的，但是这并不是看作为对本发明本身的限制。本领域技术人员将会看到，本发明可采用对于不同的功率放大器可能需要的任何电压电平。还将会看到，本发明可被应用到所有以上提到的双模式方法，虽然这里描述了采用FM作为第一模式和采用CDMA作为第二模式的双模式无线电话终端。
本发明的优点在于，对于大多数情况，由于便携无线电话工作在强电场区域，由此需要减小的功率发射电平，这样的便携无线电话中的电源功率消耗可通过控制功率放大器在产生发射信号时所使用的功率而被减小。这导致了延长电池的寿命，减缓由于连续的高功率运行造成的对电路的不利的热效应，以及改进功率放大器的效率。
虽然这里为了使本领域技术人员能更好地了解本发明参照具有特定的构成元件的附图描述了本发明的说明性实施例，但是将会明白，本发明并不限制于那些严谨的实施例，以及可由本领域技术人员作出各种其它改变和修正，而不背离本发明的范围和精神。