RF güç yükselticiler için sayisal kontrol tabanli gan transistörlü zarf izleyici güç kaynagi tasarimi

Abstract

Cep telefonlari, kablosuz modemler, baz istasyonlari ve daha birçok alanda kullanilan kablosuz haberlesme artan talep ve gelisen teknoloji ile birlikte oldukça önem kazanmistir. Kablosuz haberlesmenin önemli bir blogunu RF güç yükselticiler olusturur. RF sistemlerde en çok güç tüketen birimlerin basinda güç yükselteçleri gelir. Bu nedenle güç yükselteç tasariminda verim en önemli parametrelerden biridir. Klasik güç yükselteçleri verimli degildir. Güç yükselteçlerde verimliligi arttirmak için kullanilan gerilim modülasyon tekniklerinden biri de zarf izleme yöntemidir. Bu yöntemde güç yükseltecini besleyen güç kaynagi referans aldigi sinyale göre çikis gerilimini yükseltip alçaltarak RF sistemin ihtiyacina göre çikis gerilimi olusturur. Bu çalismada güç yükselteçlerde zarf izleyen anahtarlamali güç kaynagi tasarimi anlatilmistir. Bu güç kaynagi 9V-12V giris geriliminde çalisan, 750 KHz anahtarlama frekansina sahip, 5 KHz'e kadar zarf izleyebilen, 1A çikis akimi ve 5V çikis gerilimi saglayabilen bir tasarimdir. Bu güç kaynagi senkron alçaltan çevirici topolojiyle tasarlanmistir. Bu çalismada ayrica esnek çözümler sunan sayisal kontrolcü tasarimina, yüksek hizlarda daha verimli çalisan GaN (Gallium Nitride) transistör kullanimina ve çesitli analizlere yer verilmistir.

Wireless communication, which is used in mobile phones, modems, base stations and many other areas has gained importance with increasing demand and developing technology. RF power amplifiers are one of the most important blocks in wireless communication. Power amplifiers consume the most power in RF systems. Therefore, efficiency is one of the most important parameters in power amplifier design. Classical power amplifiers are not efficient. Envelope tracking is one of the voltage modulation techniques that is used to increase efficiency in power amplifiers. In this method, the power source feeding the power amplifier creates an output voltage according to the needs of the RF system by increasing and decreasing the output voltage. In this study, envelope tracking power supply design is explained. This supply is capable of operating with 9-12V input voltage, has 750 KHz switching frequency, follows reference signal up to 5kHz, supplies 1A output current and 5V output voltage. The power supply is a design with synchronous buck converter topology. Also this study includes digital control design providing flexible solutions, use of GaN (Gallium Nitride) transistors that work more efficiently at high speeds and various analyzes.