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面向GaN功率放大器的电源解决方案

关键词:GaN功率放大器 电源管理 PMIC

时间:2023-11-22 10:59:26       来源:中电网

RF前端的高功率末级功放已被GaN功率放大器取代。栅极负压偏置使其在设计上有别于其它技术,有时设计具有一定挑战性;但它的性能在许多应用中是独特的。阅读本文,了解Qorvo的电源管理解决方案如何消除GaN的栅极偏置差异。

如今,电子工程师明白GaN技术需要栅极负电压工作。这曾经被视为负面的——此处“负面”和“负极”并非双关语——但今天,有一些技术使这种栅极负压操作变得微不足道。今天,我们拥有电源管理集成电路(PMIC)器件,可以轻松可靠地为这些GaN PA通电和断电,以及PMIC所带来更多其他优势。我们将在下面详细介绍。

在这篇博客文章中,我们将解读PMIC如何用于设计和控制雷达、无线基础设施、卫星通信和其他应用中的RF GaN PA技术。我们还将探讨PMIC如何帮助优化射频前端(RFFE)设计以获得最佳性能。

深入探讨RFFE功率管理的系统挑战

在往期博文中,我们探讨了在RFFE中使用GaN 功率放大技术进行设计时遇到的障碍。以下是对相关内容的回顾:

从电力供应的角度来看,还有其他障碍——比如:

事实上,采用PMIC可完全消除上述障碍。

深入了解电源轨

在许多RF放大器系统中,RFFE的电源轨很可能为开关电源。这些开关电源具有高电压摆动和高斜率,这会增加噪声的可能性。此外还会产生少量的电源调制噪声,如测量的电源调制比(PSMR)。该PSMR是对调制到RF发射载波上的缺陷(纹波和噪声)的测量。可以使用非隔离的RF负载点调节器(PMIC中的RF PoL)来减少或消除这种噪声。实施RF PoL/PMIC可为RFFE应用带来最佳运行所需的高精度电压轨、快速动态响应负载,和低噪声。

对于RF功率放大器应用而言,纯净的发射器信号并避免电源干扰非常重要,以免在载波频率周围产生尖峰(其他线路辐射)。这正是RF PoL的优势所在;它能产生高输出电压,有助于优化功率放大器的效率,控制功率放大器件的额定值,并构建一个可调的控制回路,从而提供一个低噪声电源。如下图所示,借助SiC FETs、 ACT43950和ACT43850这三种电源链器件,可以获得全功能的低噪声电源链。

简化的电源、PMIC和RFFE

上述PMIC框图分解如下:

GaN PA PMIC控制器..

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