[发明专利]一种电源调制器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电源调制器。

背景技术

在电子装置中，有多种场合需要电压调制，其中较为典型的一种为射频功率放大器的供电装置。

为应对用户对带宽需求的不断提高，通讯系统的调制方式变得越来越复杂，其中带来的一个突出问题就是射频功率放大器的效率低下，成为提高整个通讯系统效率的瓶颈。对于线性功率放大器，为保证线性度，在传统直流供电方式下，供电电压需高于射频信号峰值电压。在射频信号幅值较低的时候，功率放大器同时承受较高电压和负载电流，因此效率较低，功率放大器的平均效率取决于射频信号的功率峰均比(PAPR，Peak to Average Power Ratio)。而为了在有限频带内获得最大通讯带宽，现代通讯系统都使用了非恒定包络(振幅)且具较高峰均比的调制方式。例WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)系统中调制信号的峰均比为6.5db～7.0dB，而下一代网络LTE(Long Term Evolution)及WiMax使用的OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)系统，峰均比则更是高达9.0dB～9.5dB，导致功率放大器效率的低下。由此也带来一系列其他问题如增加的功放体积及重量，更高的空调等散热环境要求等，使得应用及维护成本上升。因此，改善功率放大器的效率具有较大的实际意义。

在现有文献和技术中，依赖供电技术的功率放大器效率改善方案主要为：包络分离和恢复(EER，Envelope Elimination and Restoration)及包络跟踪(ET，Envelope Tracking)供电。其中包络分离与恢复技术利用恒定包络信号可以通过非线性功率放大器进行高效放大的特性，将待放大射频信号分离为包络和相位调制信号，通过包络跟踪电源给非线性功率放大器供电还原出放大的射频信号。由于放大后的信号幅值由包络跟踪电源输出电压幅值决定，对包络跟踪电源的跟踪精度较高，否则影响放大信号的线性度。而包络跟踪供电方式则采用线性功率放大器，通过跟踪包络信号动态调节供电电压，提高线性功率放大器的效率。两种方案都需要对电源的输出电压进行动态调制。电源调制器必须同时保证较高的效率，才能保证两种方案对整个功放系统的效率提升。

现代通讯系统中射频包络信号具有较高的带宽，例如WCDMA单载波为5MHz，4载波为20MHz。包络跟踪电源需要提供高的调制带宽和效率，在已有技术中，开关式电源调节器可以提供高的转换效率。但在满足如20MHz高带宽的应用中，需要极高的开关切换速度，将无法通过现有的开关器件实现，并且调节器的转换效率也因此变得低下。

在另一现有技术中，采用多电平输出的方式可以降低开关切换速度，如通过切换多路输入电压的Class-G方式，如图1所示，得到多种跟踪电平104，无需电感等耦合器件，带宽可以大大提高，由于直接切入高效的直流电压源101、102、103，因此效率也较高。但在现有开关器件切换速度和开关损耗的制约下，现有的开关式多电平方案都采用开环的方式，跟踪精度较低。另外还有不可避免的开关纹波存在，进一步降低跟踪精度，因此开关式高带宽电源调节器的进一步改善技术是与线性电源调节器的组合应用，如图2所示，可通过线性电源调节器202的负反馈控制，提供平滑的切换和较高的跟踪精度。

然而，在现有的开关式电源调节器与线性电源调节器结合的技术中，线性电源调节器还是采用传统的直流供电方式，效率较低。

发明内容

本发明提供一种电源调制器，用以解决现有技术中线性电源调节器采用传统的直流供电方式效率较低的问题。

具体的，本发明提供的一种电源调制器，包括：并联连接的开关式电源调节器和线性电源调节器；所述开关式电源调节器和线性电源调节器将输入的待跟踪参考信息进行调节处理后，开关式电源调节器的输出电压和线性电源调节器的输出电压组合为所述电源调制器的总输出电压，其特征在于，所述线性电源调节器采用非直流电源供电。

其中，所述线性电源调节器采用非直流电源供电的方式包括：

由所述开关式电源调节器为所述线性电源调节器供电；或者，

由所述电源调制器的总输出电压为所述线性电源调节器供电；或者，

所述电源调制器设有第二开关式电源调节器，由所述第二开关式电源调节器为所述线性电源调节器供电；所述第二开关式电源调节器的输入信号为所述待跟踪参考信号。

优选的，本发明所述的电源调制器进一步具有以下特点：