7、高效节能功率放大器设计：提升移动设备能效的关键

高效节能功率放大器设计：提升移动设备能效的关键

1. 背景与挑战

随着移动设备功能的不断丰富，如多模式特性、WiFi 连接等，以及未来数据量的预期增长和对丰富宽带服务的需求，移动设备的功耗问题日益凸显。简单的 GPS 应用就能快速耗尽智能手机的电量，而更复杂、内容丰富的服务将进一步增加功耗需求。功率放大器作为移动设备中功耗的主要来源之一，其效率直接影响着设备的续航能力和发热情况。传统功率放大器的功率附加效率（PAE）在 20 - 40% 之间，特别是在 LTE 等非恒定包络调制中，对线性度要求较高，进一步增加了功耗。因此，开发高效节能的功率放大器设计成为当前研究的热点。

2. 设计方案概述

为了提高功率放大器的能效，研究人员考虑了三种创新设计，分别工作在不同的频率频段，包括 400 MHz、1920 MHz 和 3.5 GHz。具体采用了两种架构：Doherty 方法和包络跟踪（Envelope - Tracking）方法。
- Doherty 拓扑功率放大器 ：针对不同应用设计了两款功率放大器。一款用于 PMR 移动应用，工作在 400 MHz 频段，最大输出功率为 10 W；另一款用于移动 WiMAX 用户终端应用，工作在 3.4 - 3.6 GHz 频段，最大输出功率为 1 W。
- 包络跟踪技术功率放大器 ：设计用于 LTE 手持应用，工作在 1920 - 1980 MHz 频段，最大输出功率为 1 W。

3. 400 MHz 频段 Doherty 功率放大器

3.1 目标规格