【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，具体涉及一种并联结构高效率包络线跟踪电源的控制方法。
技术介绍
1、移动通信在过去的几十年飞速发展，为人们的生活带来了极大的便利，并已成为全球经济发展的重要产业。建设大量的基站保障了网络的覆盖，但同时也导致通信运行商的用电成本成倍上升。一方面，当前单个5g基站的满载功耗约为4kw，相当于4g基站的3倍；另一方面，在未来，5g基站的建设数量也将大大超过4g基站。因此，减少移动通信基站的能源消耗十分重要。
2、在第三代(3rd generation，3g)移动通信系统之后，正交振幅调制(quadratureamplitude modulation，qam)和正交频分复用(0rthogonal frequency divisionmultiplexing，ofdm)等高频谱效率的调制方式被广泛采用。这类调制方法使得rf信号的包络不再恒定，并呈现出较大峰均功率比(peak-to-average power ratio，papr)的特点。此时，为了不失真地放大rf信号，需采用线性功放(linear power amplifier，lpa)对其进行功率放大。然而，恒压供电的lpa在功率回退区效率低下。目前，提高pa效率的技术主要有doherty技术和包络线跟踪(envelope tracking，et)技术。其中，doherty技术需使用主功放和辅助功放协同工作，成本较高，并且由于辅助功放采用非线性功放，因此rf信号峰值处的线性度差，工作频段较窄；et技术可在任意频段工作，通过检测rf信号的包络线并作为电
3、随着无线通信技术的发展，rf包络带宽不断提高，因此et电源需具有较高的跟踪带宽，而et电源诞生的初衷是为了提高功放系统的效率，而其作为系统的一部分，自身效率也应较高。开关线性复合(switch-linear hybrid，slh)et电源集成了开关变换器高效率和线性放大器高带宽的优点，已成为et电源的主流架构。并联结构slh et电源由工作在电流源形式的开关变换器(current-control led switched-mode converter，csc)和工作在电压源形式的线性放大器(voltage-controlled linear amplifier，vla)并联而成。其中，csc的输出电流拟合负载电流，以降低vla的输出电流，进而降低vla的损耗。然而，当输出电压摆幅较大时，vla的输出功率仍然较大，从而限制了并联结构slh et电源整体效率的提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了提出一种并联结构高效率包络线跟踪电源及其控制方法，使ab类vla的第一功率管qu和第二功率管qd分别在负载电压较高和较低时工作，以减小功率管工作时所承受的电压，从而大幅降低vla的损耗，提高并联结构(包络线跟踪电源)et电源的效率。另外，为了实现第一功率管qu和第二功率管qd的分时工作，本专利技术还提出一种三角波电流控制方法，使开关变换器的输出电流以三角波形式拟合负载电流。相比于传统的滞环电流控制，该方法可降低开关变换器的开关频率。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种并联结构高效率包络线跟踪电源，所述并联结构高效率包络线跟踪电源包括并联的开关变换器和线性放大器，所述开关变换器和线性放大器分别工作在电流源形式和电压源形式；
4、所述开关变换器的输出电流以三角波形式拟合负载电流，所述线性放大器用于补偿负载电流和开关变换器的输出电流之间的差值电流。
5、进一步地，所述开关变换器采用buck变换器，包括输入电压vin、开关管q、续流二极管d和滤波电感l；
6、所述开关管q的源极、续流二极管d的阴极和滤波电感l的一端相互连接，滤波电感l的另一端和负载电阻rld的一端连接，续流二极管d的阳极和负载电阻rld的另一端均接地。
7、进一步地，所述线性放大器采用ab类线性放大器，包括第一功率管qu、第二功率管qd、偏置电压vbias、采样单元和电压调节器；
8、所述第一功率管qu的漏极与输入电压vin连接，第一功率管qu的源极与第二功率管qd的漏极以及采样单元的输入端连接，第二功率管qd的源极接地；
9、所述采样单元的输出端与电压调节器连接；
10、所述电压调节器与第一功率管qu和第二功率管qd的功率管控制端连接，根据输出电压vo的取值控制第一功率管qu和第二功率管qd分时工作；
11、所述偏置电压vbias用于避免线性放大器的交越失真。
12、进一步地，所述电压调节器对采样单元采集的输出电压vo进行判断，当vo＞vin/2时，第一功率管qu工作，否则，第二功率管qd工作。
13、进一步地，所述线性放大器的损耗ploss_vla表示为：
14、
15、式(1)中，ivla表示线性放大器的输出电流。
16、进一步地，所述开关变换器包括输出电流采样模块、负载电流拟合模块、交点查找模块和控制信号计算模块；
17、所述输出电流采样模块用于采用理论计算的方式对开关变换器的输出电流进行采样；具体地，在离散域中，第n个采样时刻的电感电流的值icsc(n)和第n-1个采样时刻的电感电流的值icsc(n-1)满足式(2)：
18、
19、式(2)中，fs表示采样频率，sq(n-1)表示第n-1个采样时刻的开关管q的控制信号，sq＝1和sq＝0分别表示开关管开通和关断，vo表示包络线跟踪电源的负载电压；
20、所述负载电流拟合模块用于以三角波形式拟合负载电流io；
21、所述交点查找模块用于确定负载电流io和分界电流iint的交点，并寻找满足io＞iint的谷值点以及满足io<iint的峰值点；其中，分界电流iint＝vin/(2rld)；
22、所述控制信号计算模块判断交点处的负载电流io是否增大或减小，若io逐渐增大，则以交点为起点，令sq＝1，分别往前和往后计算电感电流的上升轨迹；若io逐渐减小，令sq＝0并计算icsc的下降轨迹；对于满足io＞iint的谷值点，令sq＝0，反向预测icsc的下降轨迹，再令sq＝1，正向预测icsc的上升轨迹；对于满足io<iint的峰值点，令sq＝1，反向预测icsc的上升轨迹，再令sq＝0，正向预测icsc的下降轨迹；最终生成开关管q的控制信号波形。
23、本专利技术还公开了一种并联结构高效率包络线跟踪电源的控制方法，所述控制方法用于对前述并联结构高效率包络线跟踪电源进行控制；
24、所述控制方法包括以下步骤：
25、采用开关变换器的输出电流以三角波形式拟合负载电流，并采用线性放大器补偿负载电流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述并联结构高效率包络线跟踪电源包括并联的开关变换器和线性放大器，所述开关变换器和线性放大器分别工作在电流源形式和电压源形式；
2.根据权利要求1所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述开关变换器采用Buck变换器，包括输入电压Vin、开关管Q、续流二极管D和滤波电感L；
3.根据权利要求2所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述线性放大器采用AB类线性放大器，包括第一功率管Qu、第二功率管Qd、偏置电压vbias、采样单元和电压调节器；
4.根据权利要求3所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述电压调节器对采样单元采集的输出电压vo进行判断，当vo＞Vin/2时，第一功率管Qu工作，否则，第二功率管Qd工作。
5.根据权利要求4所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述线性放大器的损耗ploss_VLA表示为：
6.根据权利要求2所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述开关变换器包括输出电流采样模块、负载电流拟合
7.一种并联结构高效率包络线跟踪电源的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于对权利要求3中所述的并联结构高效率包络线跟踪电源进行控制；
8.根据权利要求7所述的并联结构高效率包络线跟踪电源的控制方法，其特征在于，根据输出电压vo的取值控制第一功率管Qu和第二功率管Qd分时工作是指：
9.根据权利要求7所述的并联结构高效率包络线跟踪电源的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述并联结构高效率包络线跟踪电源包括并联的开关变换器和线性放大器，所述开关变换器和线性放大器分别工作在电流源形式和电压源形式；
2.根据权利要求1所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述开关变换器采用buck变换器，包括输入电压vin、开关管q、续流二极管d和滤波电感l；
3.根据权利要求2所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述线性放大器采用ab类线性放大器，包括第一功率管qu、第二功率管qd、偏置电压vbias、采样单元和电压调节器；
4.根据权利要求3所述的并联结构高效率包络线跟踪电源，其特征在于，所述电压调节器对采样单元采集的输出电压vo进行判断，当vo＞vin/2时，第一功率管qu工作，否则，第二功...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。