[发明专利]包络线跟踪电源中开关变换器基准信号生成方法和系统

说明书

本发明公开了一种包络线跟踪电源中开关变换器基准信号生成方法和系统，生成方法包括：经由指定频率段滤波器对RF包络信号进行滤波，根据滤波后不同时间区间内的信号特征生成不同的恒定基准值，并将生成的恒定基准值作为基准控制信号提供给包络线跟踪电源系统中的开关变换器，以提升射频功放供电系统的整体效率。本发明按照RF包络线滤波后的信号特征划分不同的时间区间，并在不同时间区间内取不同恒定基准值以生成开关变换器所需的基准信号。该方法不仅有利于降低控制硬件计算量，而且可有效提高包络线跟踪电源的射频功放供电效率。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体而言涉及一种包络线跟踪电源中开关变换器基准信号生成方法和系统。

背景技术

为了在相同频带内提高传输信息量，5G等现代移动通信中调制策略对RF输入信号的幅值、相位和频率进行调制，RF输入信号的包络线幅值不为恒定信号，RF信号的峰均比值不断提高。为保证RF输入信号所携带信息不失真地传输，如采用恒压供电方式的射频线性功放，其工作效率非常低。同时由于损耗的电能以热量形式耗散，基站还需要增大空调制冷的耗电，给运营商带来了沉重的电费负担。因此提高基站射频线性功放效率是现代移动通信基站节能的源头。目前，包络线跟踪(Envelope Tracking，ET)技术是提高射频功放效率最有前途的方法之一。

RF包络信号中包含的频谱能量丰富，但是能量集中在低频部分，高频部分的能量相对较少。开关变换器处理能量效率高，工作带宽相对较低，比较适合处理低频段能量。线性变换器工作带宽高、效率低，比较适合处理高频段能量。由线性放大器和开关变换器的组合结构的包络线跟踪电源，其可有效提高射频功放的工作效率。但由于开关变换器中储能元件具有一定的响应时间，如果开关变换器的基准直接由滤波后的信号生成，则所需的开关变换器工作频率太高而导致效率下降，硬件计算工作量大且跟踪精度也得不到保证。如采用固定不变的基准，则不利于射频功放的工作效率提升。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种包络线跟踪电源中开关变换器基准信号生成方法和系统，将RF包络线信号经过滤波器处理后按照设定的周期内取恒定基准值，生成相应的开关变换器中基准信号，借由RF包络线信号和开关变化器的自身特性来合理降低开关变换器的工作频率，有效提高了包络线跟踪电源的射频功放供电效率，确保了跟踪精度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提出了一种包络线跟踪电源中开关变换器基准信号生成方法，所述生成方法包括以下步骤：

经由指定滤波器的滤波频率段对RF包络信号进行滤波，并对滤波后的信号以有利于提升包络线跟踪电源的射频功放供电效率确定每个定义时间区间内的恒定基准值，将该定义时间区间内的恒定基准值作为基准控制信号提供给包络线跟踪电源系统中的开关变换器；

所述滤波器的滤波频率段最大频率点小于所对应开关变换器的开关频率fs。

可选地，所述生成方法还包括：

当包络线跟踪电源中含有多个开关变换器时，由多个频率段滤波器对RF包络信号进行滤波处理以生成多个滤波信号，分别对生成的多个滤波信号在每个定义时间区间内确定恒定基准值，以作为基准控制信号提供给包络线跟踪电源系统中相应的开关变换器。

可选地，所述生成方法还包括：

引入减法器，对不同频率段滤波器的输出信号和RF包络信号中的任意两个进行减法计算以生成中间信号，对中间信号进行滤波，以生成新的在每个定义时间区间内基准控制信号。

可选地，多个开关变换器具有不同的开关频率，滤波器的滤波频率段最大频率点小于其对应的开关变换器的工作频率；因此，低频滤波器生成的滤波信号在每个定义时间区间内取恒定基准值后提供给低频开关变换器工作，高频段滤波器生成的滤波信号在每个定义时间区间内取恒定基准值后提供给高频开关变换器工作。