Mejoras en convertidoes CC/CC para aplicaciones de envelope tracking

Abstract

Sistemas de comunicaciones con gran capacidad de transmisión de datos son ampliamente usados para aplicaciones como la telefonía móvil o la distribución de video digital. Estos sistemas hacen uso de modulaciones muy eficientes espectralmente. Lamentablemente para poder transmitir correctamente señales que hagan uso de estas modulaciones resulta necesario el empleo de Amplificadores de Radio Frecuencia (RFPA) que posean una gran linealidad. Estos RFPAs lineales presentan un rendimiento energético muy bajo. Por tanto, la mejora de la eficiencia de los RFPAs es un tema de gran interés tanto en círculos académicos como industriales. Existen técnicas para la mejora de rendimiento de RFPAs que precisan de un convertidor CC/CC optimizado para tener una respuesta muy rápida y a la conseguir una alta eficiencia. En esta tesis doctoral se presentan mejoras aplicables a convertidores CC/CC de la familia reductora. El objetivo consiste en mejorar la respuesta dinámica de los mismos manteniendo la frecuencia de conmutación en valores en torno a 4 MHz. Principalmente se han seguido dos líneas: La primera es optimizar el filtro de salida, para lo cual ha sido necesario revisar la teoría de filtros existente con el objeto de seleccionar los que mejor se adaptan a los convertidores CC/CC. Asimismo se ha desarrollado la teoría necesaria para establecer la operación en Modo de Conducción Continuo (MCC) de los convertidores CC/CC de la familia reductora con filtros de mayor orden que los habituales. Esta teoría sobre la optimización de los filtros se ha extendido a los convertidores reductores multientrada, a los convertidores reductores multifase y a los convertidores reductores multientrada y multifase. La otra línea seguida consiste en la combinación de convertidores CC/CC conmutados con etapas lineales. Un sistema original de combinación para convertidores multientrada, se ha estudiado tanto con filtros de primer orden como con filtros más complejos. Aparte de los resultados experimentales que verifican la teoría desarrollada se han realizado pruebas con RFPA reales. En concreto se ha aplicado a un transmisor polar basado en un RFPA clase E operando a 770 MHz y con el convertidor reductor multientrada asistido linealmente presentado en este trabajo. Este trasmisor polar ha sido desarrollado en la Universidad de Cantabria. En los tests empleados se han utilizados señales de comunicaciones reales, pertenecientes a los estándares EDGE, TETRA y WCDMA.