用于射頻（RF）放大器的包絡跟蹤（ET） 并不是一個全新的概念，但隨著我們需要移動電話具備更長的電池壽命、基站需具備更高電源效率，以及昂貴的射頻傳送器需要實現更大輸出功率，使用包絡跟蹤來 改善射頻功放（PA）系統的效率逐漸成為了研發的重要議題。包絡跟蹤能否提高效率關鍵在于功放的峰值與平均功率比（PAPR）的要求。圖1展示了在使用固 定的供電電壓時，功放的峰值效率可以高達65%，但由于給定的峰均比（PAPR）高達10，因此，平均效率有可能低于25%。通過調制功放的供電電壓，可 改善功放平均效率達50%以上——相當于效率增長達一倍和減少功放損耗達三分之二。這樣不僅降低功耗，也降低操作成本，并滿足散熱及尺寸等各方面的要求。

圖1：理想功放效率與使用固定供電電壓時輸出功率及包絡跟蹤工作時的比較。

但如何能夠產生所要求的快速變化、帶寬處于數十兆赫茲（MHz）范圍的供電電壓？我們可以通過不同的方法來實現。其中一個方法是使用如圖2所示的混合式線性 放大器和多相降壓轉換器，其中降壓轉換器只給負載組件/系列的傅里葉大功率、低頻部分供電。我們也有討論其他實現方法，如使用升壓轉換器或S類放大器。無論使用哪一個方法，氮化鎵技術可以推動包絡跟蹤轉換器和寬帶RFPA設計。

圖2：在射頻功率放大器作包絡跟蹤供電時，實現線性輔助開關。

實現多相降壓轉換器通常要求開關頻率與所需ET帶寬相比高出5至10倍，不過對通過混合解決方案和/或非線性控制來提升轉換器有效帶寬的研究表明，這種方法可以顯著降低所需的降壓轉換器開關頻率。為了達到可接受的效率和帶寬，仍然有可能要求使用大量的交織相位。本文展示氮化鎵場效應晶體管并配合LM5113半橋驅動器可容易地實現的功率及效率。

實驗裝置

要實現包絡跟蹤需要高PAPR比，這也意味著平均輸出電壓通常在降壓轉換器供電電壓范圍的30%至50%之間，并允許在這個平均值以上及以下有短暫的漂移時間。因此，作為演示用途，可以使用具有相同占空比的穩態降壓轉換器來確定多相包絡跟蹤降壓轉換器對效率和熱性能的要求，這個可以進一步簡化為對單相評估，因為所有相數都是完全相同的。

表1列出了該實驗裝置的規格，而圖3以圖像展示該設置。這些規格代表基于高壓LDMOS的數字視頻廣播 （DVB）發射機所使用的大功率包絡跟蹤降壓開關的要求，例如包絡跟蹤專家Nujira所使用的規格。圖3展示了在滿功率時每個元件的功率損耗估值，包括PCB內部的傳導損耗。

表1：給包絡跟蹤應用的實驗性高頻降壓轉換器規格。