Convertidores continua /continua para la mejora del rendimiento de amplificadores lineales de radiofrecuencia mediante técnicas de seguimiento de envolvente

Resum

En la presente tesis doctoral se trata el uso de convertidores continua/continua como amplificadores de envolvente en sistemas de mejora de rendimiento de transmisores que utilizan amplificadores lineales de radiofrecuencia. Esta clase de amplificadores tiene rendimientos medios muy bajos cuando transmiten señales con una envolvente altamente variable, como suele suceder en los sistemas de comunicación actuales que trabajan con modulaciones digitales complejas. Esto hace que el rendimiento final del transmisor sea muy bajo (menor del 10 % en algunos casos). Existen técnicas para incrementar este rendimiento. Una de ellas, en la que se centra este trabajo de tesis, se denomina técnica de seguimiento de envolvente. Consiste en variar la tensión de alimentación del amplificador de acuerdo con la envolvente de la señal a amplificar. esto logra incrementar notablemente el rendimiento, acercándolo al máximo teórico alcanzable. el elemento encargado de modificar la tensión de alimentación se denomina habitualmente amplificador de envolvente. Para que esta técnica sea efectiva, es necesario que el amplificador de envolvente varié la tensión de alimentación lo suficientemente rápido, de manera eficiente y distorsionando lo menos posible al amplificador. Si se utiliza como amplificador de envolvente un convertidor continua/continua conmutado, es posible obtener un rendimiento elevado, uno de los requerimientos principales en esta aplicación. Sin embargo, también es necesario que el convertidor continua/continua tenga una dinámica muy rápida y muy poco rizado de tensión de salida. Por tanto, un convertidor continua/continua para realizar técnicas de seguimiento de envolvente tiene unos requerimientos muy distintos a los habituales, siendo entonces necesario contar con soluciones nuevas capaces de cumplir estos requisitos. En este trabajo de tesis se estudian dos convertidores que proporcionan algunas ventajas notables sobre otras soluciones que se usan habitualmente para implementar este tipo de técnicas. en primer lugar se propone y estudia una nueva topología, denominada convertidor reductor multientrada, que permite obtener una respuesta muy rápida, un bajo rizado de tensión de salida y un elevado rendimiento. También se propone un nuevo método de control para un convertidor reductor multifase. Este método puede implementarse digitalmente de manera muy sencilla, y hace que dicho convertidor sea especialmente adecuado para alimentar amplificadores de radiofrecuencia.