TD-LTE功率放大器的高效开关电源设计

"本文主要探讨了一种应用于TD-LTE手持设备功率放大器的开关电源设计，旨在提高功率放大器的效率并延长设备使用时间。设计采用MRF9742功率放大器芯片，并结合脉冲宽度调制的降压电路结构和包络跟踪技术，动态调节供电电压，有效降低直流功耗，提升功率附加效率。" 在无线通信领域，特别是随着4G技术的快速发展，对手持设备的功率放大器性能提出了更高要求。4G系统如TD-LTE采用了MIMO和OFDM技术，导致信号的PAPR显著增加，这对手持设备的功率放大器带来了挑战，因为高PAPR信号需要更大的线性度，通常会导致功率回退，降低了功率放大器的效率。 传统的解决方案是使用线性稳压电源（LDO）为功率放大器供电，但这种方式在处理高PAPR信号时效率较低。为了解决这一问题，本文提出了一种开关电源设计方案。这种电源基于脉冲宽度调制（PWM）的降压电路，结合包络跟踪技术，能够根据输入信号功率的实时变化动态调整功率放大器的供电电压。这样做的好处是在保持输出信号质量的同时，降低了功率放大器的直流功耗，从而提高了功率附加效率（PAE）约10%。 MRF9742是一款专为手持设备设计的功率放大器芯片，通过使用ADS2011软件进行仿真，可以优化其静态工作点和电源电压设置。通过这种开关电源设计，能够在保证性能的前提下，更有效地利用电源，延长手持设备的使用时间。 此外，功率放大器的输入信号处理技术和供电电压的动态调节是提高效率的关键。输入信号处理技术包括预失真、数字预失真等，它们在功率放大器前端调整信号，以减少非线性失真。而供电电压的动态调节则直接关系到功率放大器的运行状态和效率，开关电源的优势在于能够根据信号需求快速响应，实现动态电源管理。 本文提出的技术方案为解决手持设备中功率放大器效率低下的问题提供了一个有效的途径，它不仅可以提升设备的整体能效，还为未来5G等更高带宽、更高PAPR需求的通信系统提供了有益的参考。通过不断优化功率放大器的供电策略，可以进一步提高无线通信设备的能源效率，满足日益增长的移动数据需求。