基于开关线性复合机理的包络线跟踪电源研究

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本文研究1MHz带宽的包络跟踪电源的实现方案,它能有效解决在现代射频功率放大系统中线性度及效率之间的矛盾。在选定了开关线性组合拓扑的基础上,本文分析了其两种现有的控制方式:滞环电流控制方式及电流反馈控制方式,随后重点分析了在电流反馈控制中应用交错并联技术提高其带宽。在以上分析基础上,本文提出了1MHz带宽包络跟踪电源的实现方案:采用多路交错并联的电流反馈控制实现,且多路交错并联应采用交错锯齿波方式实现。在滞环电流控制方式中,本文介绍了电流斜率理论:该理论将电路分成两个运行区间,分别是小信号包络线性区和大信号包络饱和区,并给出了两个运行区间的平均开关频率公式。之后,本文设计了一个平均开关频率147kHz的实验平台,以验证电流斜率理论,并得到滞环电流控制的特点。在电流反馈控制方式中,本文介绍了其工作原理,并设计了一个开关频率134kHz的实验平台,其带宽设计为34kHz,并在输入直流包络信号的条件下检验其控制策略的有效性。随后,设计了一个两路开关频率67kHz的交错并联电路对其进行拓展,并在控制电路参数不变的情况下,进行了直流信号测试、小信号包络幅值测试以及输出峰值功率18W及32W条件下的实验,以得到电流反馈控制的特点。在以上两个实验平台的基础上,本文对比了两种控制方式的特点。最后,本文分析了多路交错并联的三种实现方式在本应用中的优缺点,并对6路1MHz交错锯齿波发生电路进行了仿真分析,为后续实现1MHz包络跟踪电源打下基础。
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