【应用】开关速度为纳秒级的氮化镓功率MOSFET助力包络跟踪电源

时间： 2018-03-06 来源：世强作者：在路上

技术问答

射频功率放大器PA是基站的核心器件，效率是评价其性能优劣的核心指标之一。当PA的输出功率达到峰值，其运行效率最高。不过由于现代通信标准使用的是峰均比(PAPR)越来越高的调制信号，使得PA效率将会显著降低。虽然有多种技术可以用来改善PA的功率附加效率，但包络跟踪技术由于能提高可控效率，在移动范围内可抑制线性度恶化，适用于高峰均比系统等优点，因而得到了广泛的应用。

下图一是固定供电和包络跟踪技术PA的效率比较，从中可以看出，采用包络跟踪技术对PA效率的提升是非常明显的。

图一：固定供电和包络跟踪技术PA的效率比较

包络跟踪技术的原理就是为功放提供随输出信号功率变化而动态实时变化的偏置电压，以维持功放工作在效率较高的区域。其中的包络跟踪电源又是包络跟踪技术中的核心单元，用来产生需要快速变化的供电电压，单开关变换器方式、开关线性组合方式、多个开关变换器交错并联方式和多电平开关变换器方式，都可以实现。由于不同的实现方式有不同的优缺点，不过无论哪种实现方式，对电源中用的MOS管及驱动芯片的开关速度要求，现有的普通MOS管和驱动芯片的速度有限，没法跟踪到高速的包络信号，如果包络信号的频率为1MHz，要使包络跟踪电源的输出跟上包络信号的变化，那么开关管上的PWM波的频率至少要为包络信号频率的10倍以上。这里推荐EPC的氮化镓功率MOSFET来担此重任。由于氮化镓功率MOS管的开关速度在纳秒级范围，具备超快速开关性能，可应用于包络跟踪的高频多相降压转换器中。下图二是线性辅助开关电源实现RFPA的包络跟踪电源，图中的Q1,Q2开关管可以用EPC的氮化镓MOS来实现。

图二：线性辅助开关电源实现RFPA的包络跟踪电源

EPC的氮化镓MOS管的优势：

1）更高的开关频率——更低的开关损坏和更低的驱动功率使得通过提高开关频率扩大包络电源的带宽

2）更高的效率——更低的导通和开关损耗，零反向恢复损坏

3）更小的封装——更高的功率密度，散热效果更好

表一：包络跟踪电源EPC的氮化镓功率器件推荐型号及评估板

表一列出了在包络跟踪电源里面EPC的氮化镓功率器件的可用型号及其相应的评估板，如需相关型号的样品和评估板，请通过世强元件电商平台搜索下载和购买。如果您觉得本文对您有所帮助，请收藏、点赞和分享给更多的朋友，感谢！有问题请留言或电话联系世强400-887-3266。

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duanmaxie Lv8. 研究员 2018-03-07

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terrydl Lv9. 科学家 2018-03-07

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