基于功率频谱分段方法的高效率包络线跟踪电源

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1、中图分类号：TM461论文编号：102870318-SX043学科分类号：080800硕士学位论文基于功率频谱分段方法的高效率包络线跟踪电源研究生姓名冷阳学科、专业电气工程研究方向电力电子与电力传动指导教师阮新波教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringHighEfficiencyEnvelopeTrackingPowerS

2、upplyAdoptingPowerSpectrumAllocationMethodAThesisinElectricalEngineeringbyLengYangAdvisedbyProf.RuanXinboSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

3、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2018.03.26南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着现代移动通信的发展，为了在有限的频带资源内传输更多的数据，需要采用频谱利用率更高的信号调制技术，这使得射频信号的包络不再恒定。当采用恒定电压供电时，线性功率放大器所承受的电

4、压差较高，其效率非常低。包络线跟踪(EnvelopeTracking,ET)技术能够根据射频输入信号包络的变化而动态调节功率放大器的供电电压，减小其承受的电压差，由此可以大幅提高功率放大器的效率。ET电源作为ET技术的核心装置，其效率和跟踪带宽影响了整个系统的效率。本文基于功率频谱分段方法，研究能够实现高效率及高带宽的包络线跟踪电源。开关线性复合(Switch-LinearHybrid，SLH)ET电源集成了开关变换器的高效率和线性放大器的高跟踪带宽的优点，是目前ET电源的主流结构。随着包络线信号带宽的进一步提高，

5、采用单个开关变换器的SLHET电源难以实现较高的效率。本文基于功率频谱分段方法，提出一种由跟踪带宽不同的多个开关变换器构成的SLHET电源的拓扑结构，并以采用两个跟踪带宽不同的开关变换器构成的SLHET电源为例，介绍其工作原理，其中跟踪带宽较低的开关变换器称为慢速变换器，跟踪带宽较高的开关变换器称为快速变换器。针对慢速变换器和快速变换器，本文分别提出了谷值点电流控制策略和准临界连续模式(CriticalcontinuousMode，CRM)电流控制策略。本文最后研制了一台跟踪带宽为10MHz，平均输出功率为20W，

6、输出电压范围为9.6V~26.4V的SLHET电源原理样机，并进行了实验验证。实验结果验证了本文所提出的电路拓扑及电流控制策略的有效性。关键词：移动通信，包络线跟踪电源，开关线性复合结构，开关变换器，线性放大器，功率放大器，频谱分段I基于功率频谱分段方法的高效率包络线跟踪电源ABSTRACTWiththedevelopmentofmodernmobilecommunication,fordeliveringmoredatainthelimitedfrequencyband,thesignalmodulationfo

7、rmatsfeaturingwithimprovedspectrumefficiencyhavebeenadopted.Asaconsequence,theenvelopeamplitudeoftheradiofrequency(RF)signalisnolongerconstant,andfeatureswithlargepeak-to-averagepowerratio.Thelinearpoweramplifier(PA)suffersfromlowefficiencywhensuppliedbyaconst

8、antvoltage.EnvelopeTracking(ET)techniquedynamicallyregulatesthesupplyvoltagetothePAaccordingtotheRFenvelope,andthevoltagedifferenceisgreatlyreduced,leadingtoahigherefficiency.ETpow