本文中，我们将介绍一种使用EPC8004高频eGaN FET的ET电源，用于4G LTE无线基站基础设施。ET电源基于多相零电压开关（ZVS）同步降压转换器。它提供20 MHz的大信号带宽，从30 V提供超过60 W的平均负载电源。当跟踪具有7 dB峰均功率比（PAPR）的20 MHz LTE包络时，实现92％的平均总效率。
具有软切换的多相拓扑
选择四相同步降压脉冲宽度调制（PWM）拓扑，如图1所示。相邻相位的PWM控制信号相移90度。每相25 MHz的开关使整个转换器的有效输出开关频率达到100 MHz。电阻负载用于表示射频功率放大器（RFPA），设计了支持零电压开关的带有20 MHz带宽的四阶滤波器，可实现高效率运行和自动相电流平衡[2]。印刷电路板（PCB）布局根据[3]中的设计实践进行了优化。
图1：具有四阶输出滤波器的四相同步降压转换器示意图
低损耗高速栅极驱动器
支持高频开关的栅极驱动器的设计非常具有挑战性，特别是对于半桥配置中的高侧FET。传统的自举半桥栅极驱动器（例如LM5113 [4]）设计用于更高电流，更低频率的应用，由于自举二极管的反向恢复电荷，通常具有高损耗。结果，最大开关频率受到限制。为了在保持高效率的同时实现25 MHz的开关频率，使用同步FET自举电源[5]。
在[4]中，介绍了一种在高频下使用LM5113的方法，并采用适当的电路来禁用其内部自举二极管。然而，在该应用中，实现了不同的方法。如图2所示，使用数字隔离器ISO721MD [6]和超高速逻辑门SN74LVC2G14 [7]代替LM5113。选择具有最小电气和物理尺寸的EPC2038作为同步自举FET（QBTST），以实现最小的寄生效应和相关损耗。低侧FET驱动器由与高侧相同的元件组成，用于匹配的传播延迟。
图2：具有同步FET自举电源的栅极驱动电路的示意图，用于系统转换器的一个相位
静态效率测量
ET供应在稳态操作点进行评估。图3显示了在一系列占空比（输出电压）下测量的功率级效率和包括栅极驱动器损耗的总效率。在D = 0.5或15 V输出附近，功率级和总功率的峰值效率分别大于94％和93％。由于热限制，未对高于17 V的输出电压执行静态测量，因为在eGaN FET上没有安装散热器。
图2中还显示了20 MHz 7 dB PAPR LTE包络信号的概率分布函数（PDF）。即使输出电压范围为5 V至28 V，也会出现9 V至15 V左右的电压，概率明显更高。然而，整个范围的功率级效率大于90％。
图3：测量的稳态功率级效率和总效率; 和20MHz LTE包络信号的概率分布函数（PDF）
本文关于动态ET测量内容的讲解以及ET信号生成的简化图与参考和测量的LTE包络信号图线的解析，请点击下面链接进行查看：https://www.eetoday.com/application/consume/201903/54406.html
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