多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源

摘要

本发明涉及一种多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源，包括对射频信号进行检波的包络检波电路、对包络信号进行放大的线性放大电路、控制所述线性放大电路供给射频功率放大器电流的多相交错并联同步BUCK电路、根据所述线性放大电路输出的电流驱动控制所述交错并联同步BUCK电路的开关变换控制电路，所述包络检波电路对输入的射频信号进行检波后输入到线性放大电路进行线性放大，所述开关变换控制电路根据所述线性放大电路输出的电流产生多相驱动脉冲控制所述多相交错并联同步BUCK电路，以使所述线性放大电路供给射频功率放大器的电流尽量小。

主权项

一种多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源，其特征在于：包括对射频信号进行检波的包络检波电路、对包络信号进行放大的线性放大电路、控制所述线性放大电路供给射频功率放大器电流的多相交错并联同步BUCK电路、根据所述线性放大电路输出的电流驱动控制所述多相交错并联同步BUCK电路的开关变换控制电路，所述包络检波电路对输入的射频信号进行检波后输入到所述线性放大电路进行线性放大，所述开关变换控制电路根据所述线性放大电路输出的电流产生多相驱动脉冲控制所述多相交错并联同步BUCK电路，以使所述线性放大电路供给射频功率放大器的电流尽量小；所述多相交错并联同步BUCK电路由N个同步BUCK电路并联构成，其中第k相同步BUCK电路包括功率半导体开关Mk、功率半导体开关Dk、电感Lk，所述功率半导体开关Mk的源极与所述功率半导体开关Dk的漏极连接，所述功率半导体开关Mk的漏极与输入直流Vdd连接，所述功率半导体开关Mk的门极与所述开关变换控制电路输出的第k路驱动信号线连接，功率半导体开关Dk的源极接0V参考电平，所述功率半导体开关Mk的门极经串联的反相器与功率半导体开关Dk的门极连接，所述电感Lk一端连接所述功率半导体开关Mk的源极和功率半导体开关Dk的漏极，另一端经电流采样电阻Rk连接到所述线性放大电路的输出端；所述开关变换控制电路由N个结构相同的子控制电路构成，其中第k个子控制电路包括线性放大器Ak、滞环比较器Pk、电流采样电阻Rk，所述电阻Rk串接在所述第k相同步BUCK电路的输出电感Lk和所述线性放大电路输出端之间，且所述电阻Rk两端也分别连接所述线性放大器Ak的正输入极和负输入极，起到对所述第k相同步BUCK电路输出电流的采样作用，所述线性放大器Ak的输出端连接所述滞环比较器Pk的负输入端，所述多相交错并联结构射频功率放大器功率包络跟踪电源的输出电流信号采用电流采样电阻Rout和线性放大器Aout组合的方式来获得，所述电阻Rout两端分别连接线性放大器Aout的正输入极和负输入极，所述电阻Rout采样后的输出电流信号由所述线性放大器Aout缩减N倍后送入所述滞环比较器Pk的正输入端，第k相同步BUCK电路的输出电流信号通过所述电阻Rk和所述线性放大器Ak比例变换处理后获得，所述多相交错并联结构射频功率放大器功率包络跟踪电源的输出电流信号与所述第k相同步BUCK电路的输出电流信号再经所述滞环比较器Pk进行比较，形成第k相同步BUCK电路的开通、关断控制信号，该开通、关断控制信号经隔离驱动电路后，送给所述半导体开关Mk的门极，进而调节电感Lk的电流，所述各子控制电路的滞环比较器Pk的阈值不同，从而所述各相同步BUCK电路间形成随机相位交错；其中N为所述多相交错并联同步BUCK电路的总相数，k为交错并联同步BUCK电路的相序数，1≤k≤N。2．一种多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源，其特征在于：包括对射频信号进行检波的包络检波电路、对包络信号进行放大的线性放大电路、控制所述线性放大电路供给射频功率放大器电流的多相交错并联同步BUCK电路、根据所述线性放大电路输出的电流驱动控制所述多相交错并联同步BUCK电路的开关变换控制电路，所述包络检波电路对输入的射频信号进行检波后输入到所述线性放大电路进行线性放大，所述开关变换控制电路根据所述线性放大电路输出的电流产生多相驱动脉冲控制所述多相交错并联同步BUCK电路，以使所述线性放大电路供给射频功率放大器的电流尽量小；所述多相交错并联同步BUCK电路由N个同步BUCK电路并联构成，其中第k相同步BUCK电路包括功率半导体开关Mk、功率半导体开关Dk、电感Lk，所述功率半导体开关Mk的源极与所述功率半导体开关Dk的漏极连接，所述功率半导体开关Mk的漏极与输入直流Vdd连接，所述功率半导体开关Mk的门极与所述开关变换控制电路输出的第k路驱动信号线连接，功率半导体开关Dk的源极接0V参考电平，所述功率半导体开关Mk的门极经串联的反相器与功率半导体开关Dk的门极连接，所述电感Lk一端连接所述功率半导体开关Mk的源极和功率半导体开关Dk的漏极，另一端经电流采样电阻Rk连接到所述线性放大电路的输出端；所述开关变换控制电路由N个结构相同的子控制电路构成，其中第k个子控制电路包括线性放大器Ak、比例积分微分调节器PIDk、PWM比较器PWMk、电流采样电阻Rk，所述电阻Rk串接在所述第k相同步BUCK电路的输出电感Lk和所述线性放大电路输出端之间，且所述电阻Rk的两端也分别连接所述线性放大器Ak的正输入极和负输入极，起到对所述第k相同步BUCK电路输出电流的采样作用，所述线性放大器Ak的输出端接所述比例积分微分调节器PIDk的负输入极，所述多相交错并联结构射频功率放大器功率包络跟踪电源的输出电流信号采用输出电流采样电阻Rout和线性放大器Aout组合的方式来获得，所述电阻Rout两端分别连接线性放大器Aout的正输入极和负输入极，所述电阻Rout采样后的输出电流信号由所述线性放大器Aout缩减N倍后送入所述比例积分微分调节器PIDk的正输入端，第k相同步BUCK电路的输出电流信号通过所述电阻Rk和所述线性放大器Ak比例变换处理后获得，所述多相交错并联结构射频功率放大器功率包络跟踪电源的输出电流信号与所述第k相同步BUCK电路的输出电流信号先经过所述比例积分微分调节器PIDk调节，形成误差控制信号，所述比例积分微分调节器PIDk的输出端接所述PWM比较器PWMk的负输入极，所述PWM比较器PWMk的正输入端接三角波，所述误差控制信号与三角波信号经PWM比较器PWMk比较，形成所述第k相同步BUCK电路的开通、关断控制信号，该开通、关断信号经隔离驱动电路后，送给所述半导体开关Mk的门极，从而调节电感Lk的电流，所述各相同步BUCK电路的三角波信号频率相同而相位相差360°/N，从而所述各相同步BUCK电路间形成相位交错；其中N为所述多相交错并联同步BUCK电路的总相数，k为交错并联同步BUCK电路的相序数，1≤k≤N。3．根据权利要求1或2所述的多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源，其特征在于：所述线性放大电路包括运算放大电路A、功率放大管T1、功率放大管T2、反馈电阻RA1及反馈电阻RA2，所述运算放大电路A正输入端连接所述包络检波电路的输出端，所述运算放大电路A输出端接功率放大管T1的门极和功率放大管T2的门极，所述功率放大管T1与功率放大管T2互补串接，所述功率放大管T1源极与功率放大管T2漏极相连并连接至所述多相交错并联同步BUCK的输出端，所述功率放大管T1漏极连接输入直流Vdd，所述功率放大管T2源极连接0V参考电平，所述反馈电阻RA1和反馈电阻RA2串接，反馈电阻RA1与反馈电阻RA2的连接点与运算放大电路A的负输入极连接，反馈电阻RA1的另一端与所述线性放大电路的输出端相连接，反馈电阻RA2的另一端与0V参考电平相连接。4．根据权利要求1或2所述的多相交错并联射频功率放大器功率包络跟踪电源，其特征在于：所述功率半导体开关Dk为MOS管或快速恢复二极管中任一种。