一. 课题研究背景及意义

近几年来，随着移动通信行业的迅速发展，其通信标准也已经逐渐步入4G时代乃至于今后的5G时代。随着通信标准的提高，对于通信系统的要求也会相应提高，因此新的调制技术也就必不可少。新的调制技术不再采用包络线恒定的调制方式，而是采用变包络调制方式^[1]。新的调制方式下，数据脉冲的包络线幅值会变化，在采用恒定电压供电方式时，其效率低下^{[2, 3]}。

对于整个通信系统来说，低效率的工作只会造成巨大的能源浪费，并且会降低设备的寿命。为了提高其效率，包络线跟踪(Envelope Tracking, ET)^[4-6]电源技术也就应运而生。在文献[7]中提到了ET电源技术的工作原理是使得射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier, RFPA)的供电电压随着RFPA的输入信号的包络线变化。也就是说，ET电源技术可以为功率放大器提供幅值可变的供电电压，这样就能大大减小线性功放中功率管的压降，从而提高系统效率。交错并联技术的应用可以使电路等效得到较高的工作频率，这样就可以将本来无法胜任高频率工作的器件（如开关器件，驱动电路等）运用到高频电路中。此外，电路中的电感、电容器件的容量、体积和重量会因为工作频率的提高而得到减少，同时电路的功率密度也得到了提高，这样的特点就很好地适应了开关电源小体积、小重量、高功率密度的趋势^[8]。因此，多相交错并联ET电源的研究和设计对于现代通信系统具有重大意义。

二. 国内外研究现状

实现包络线跟随的供电方式主要有两种技术：包络消除与恢复技术(Envelope Elimination and Restoration, EER)^{[9, 10]}和ET技术。其中，EER技术由Kahn在1952年提出^[11]，主要包含两部分：包络恢复环节和限幅延时环节^[1]。EER和ET技术中，都用到DC-DC变换器，通常统称该DC-DC变换器为ET电源^[2]。ET电源经过多年的研究，也产生了多种多样的实现方法。文献[2]从系统结构上将ET电源划分为三大类，包括单开关变换器结构、开关变换器组合结构以及开关变换器与线性放大器组合结构。

(1) 单开关变换器结构

所谓单开关变换器，就是用单个DC-DC变换器作为ET电源。文献[12]给出了相应的例子和单开关变换器ET电源电路原理图。用单个DC-DC变换器作为ET电源，优点是其结构比较简单，但普通的晶体管或MOSFET很难满足其较高开关频率的要求，一般需要采用如异质结双极型晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)等特殊器件^[2]。

(2) 开关变换器组合结构

所谓开关变换器组合，就是用多个变换器按一定的控制要求组合来构成ET电源。其中，与本课题息息相关的就是多相交错并联结构ET电源，其包含多个并联的开关变换器，且各个开关变换器的作用相对均衡^[2]。文献[13]给出了多相交错并联结构ET电源的电路原理图，交错并联的各个开关单元共用一个控制器，其具有相同的稳态占空比，但每个变换器模块的主管开通时刻交错360#176;/N(N是开关变换器单元个数)，采用这种结构的ET电源，可以使输出电流脉动得到有效的减小，即提高了等效开关频率^[14]。上述的多相交错并联结构是采用脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)控制，除此之外，还可以采用增量调制方式。文献[15]给出了交错增量调制结构ET电源的电路原理图，RF输入信号的放大用两种方法实现：一种是PA直接处理RF载波相位信息；另一种是通过检测环节检测出PA输出信号的包络线，将经衰减后的包络线信号和给定的包络线信号作差的结果送至一组增量调制比较器阵列的同相端，这些增量调制比较器的反相端都接地^[2]。