[发明专利]一种用于包络跟踪系统的三电平滞回控制电源调制器

说明书

本发明属于移动通信领域，具体为一种用于提高功率放大器效率的高效率宽带电源调制器，用于解决传统混合型电源调制器难以满足更高信号带宽下实现高效率、低输出纹波的需求、以及滞回控制环路工作在很高频率范围(VHF,30‑300MHz)的电流检测问题。本发明电源调制器包括：线性放大器、电容型电流积分检测电路、滞回控制器、驱动级及三电平开关变换器，采用电容型电流积分检测方式，三电平降压型变换器与宽带线性放大器并联工作，滞回控制混合型电源调制器结构。本发明电源调制器在更高信号带宽下实现高效率、低输出纹波，能够满足第四代(4G)、第五代(5G)移动通信系统对射频前端的需求。

技术领域

本发明属于移动通信领域，涉及一种电源调制器，具体为一种用于提高功率放大器效率的高效率宽带电源调制器。

背景技术

第四代(4G)、第五代(5G)移动通信系统采用高频谱效率的调制方式，允许更高的传输速率和更宽的带宽；同时，信号也具有高峰均功率比(PAPR)。高的PAPR导致射频功率放大器(RFPA)工作在回退区域，效率低；为了提供RFRA的效率，包络跟踪(ET)和包络消除与恢复(EER)已经被提出；其中，高效率宽带的电源调制器是这类系统的重要因素。

电源调制器用来快速跟踪包络信号，动态地调节RFPA电源电压；包含线性放大器和开关调制器并联操作的滞回控制混合型电源调制器已经被广泛研究和应用，但是随着通信系统中分配的信号带宽增大，传统的混合型电源调制器难以满足带宽、功率效率和输出纹波的需求，如图1所示；同时，滞回控制环路工作在很高频率范围(VHF,30-300MHz)存在电流检测的问题。在电源调制解决方案中，满足通信系统的要求，如何在不增加电源调制器的电路复杂性的情况下提供更高效率和更高带宽成为本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对传统混合型电源调制器难以满足更高信号带宽下实现高效率、低输出纹波的需求，同时为了解决滞回控制环路工作在很高频率范围(VHF,30-300MHz)的电流检测问题，需要提出一种具有更好动态特性，高效率，宽带的电源调制器结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于包络跟踪系统的三电平滞回控制电源调制器，包括：线性放大器201、电容型电流积分检测电路202、滞回控制器203、驱动级204、三电平开关变换器205；其特征在于，

所述线性放大器201的第一输入端接收输入包络信号V_ENV，由第一输出端输出高频负载电流206与负载电压V_PA，所述负载电压V_PA同时作为反馈信号输入第二输入端，所述高频负载电流206提供给射频功率放大器；第二输出端输出1/N倍输出电流207；

所述电容型电流积分检测电路202由电容C_C和滞回比较器208构成；所述电容C_C一端接地，另一端与滞回比较器208的反相端相连、且作为电容型电流积分检测电路202输入端接收1/N倍输出电流207；所述滞回比较器208的正相端连接固定电平V_R，所述滞回比较器208输出检测信号V_SENSE；

所述滞回控制器包括三个输入端口，第一输入端接收检测信号V_SENSE、第二输入端接收飞跨电容两端电压V_CF、第三输入端接收输入包络信号V_ENV，滞回控制器的输出经过驱动级204控制三电平开关变换器205，由三电平开关变换器205输出低频负载电流209，提供给射频功率放大器。

进一步的，所述固定电平V_R设定范围为V_DD/3～2V_DD/3，V_DD为电源电压。

本发明的有益效果在于：