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基于E类功率放大器的四线圈中距离无线输电系统的优化设计
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作者 刘羽 余豪华 +1 位作者 彭博 苏国栋 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期94-102,共9页
E类功率放大器由于具有拓扑简单、适用频率高、电能转换效率高等优点,是高频MHz级无线输电系统的理想电源。研究分析了四线圈无线输电系统的传输特性,提出传输效率的优化设计方法。同时,考虑到E类功率放大器的工作状态,提出通过激励线... E类功率放大器由于具有拓扑简单、适用频率高、电能转换效率高等优点,是高频MHz级无线输电系统的理想电源。研究分析了四线圈无线输电系统的传输特性,提出传输效率的优化设计方法。同时,考虑到E类功率放大器的工作状态,提出通过激励线圈与发射线圈的距离调节,实现输入电阻的完美匹配,搭建了采用2.81 MHz的E类功率放大器的四线圈中距离无线输电系统。当传输距离为传输线圈边长的3.6倍时,系统电源端到负载端的整体电能传输效率为8.5%。 展开更多
关键词 e功率放大器 中距离无线输电系统 阻抗匹配 效率优化
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MOSFET寄生电容对E类功率放大器影响的研究
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作者 王永吉 葛小宁 金太东 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期138-142,共5页
针对Class-E功率放大器传输效率受MOSFET寄生电容的影响,提出了一种提高传输效率的方法。通过调节RLC回路中串联谐振电容的数值,提高旁路电容的数值,调节负载回路,使其超过MOSFET自身的输出寄生电容,以达到提高输出效率的目的。计算及... 针对Class-E功率放大器传输效率受MOSFET寄生电容的影响,提出了一种提高传输效率的方法。通过调节RLC回路中串联谐振电容的数值,提高旁路电容的数值,调节负载回路,使其超过MOSFET自身的输出寄生电容,以达到提高输出效率的目的。计算及仿真结果表明该方法在13.56 MHz下,可以将Class-E的旁路电容的值提高到120~160 pF,大大超过了IRF510的102.98 pF的寄生输出电容。最后,通过MSO3012混合信号示波器测量电路的传输效率,并对解决方案评估和改进,将Class-E的能量传输效率从改进前的37.1%提高到改进后的54.4%。据此,实现了Class-E在神经假体中数据与能量传输的应用。 展开更多
关键词 class—e功率放大器 寄生电容 漏极输出电压 旁路电容 传输效率
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S波段高效GaN逆E类功率放大器 被引量:7
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作者 曹韬 刘友江 +1 位作者 曾荣 吕立明 《微波学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期49-52,56,共5页
介绍一种高效逆E类功率放大器的设计方法,并选用GaN器件设计了工作于2.3GHz的逆E类功率放大器。当供电26V,输入功率26dBm时,放大器输出功率40.2dBm,工作效率76.1%,PAE为73.3%。提供了详尽的仿真与实测数据并对放大器性能进行分析。用数... 介绍一种高效逆E类功率放大器的设计方法,并选用GaN器件设计了工作于2.3GHz的逆E类功率放大器。当供电26V,输入功率26dBm时,放大器输出功率40.2dBm,工作效率76.1%,PAE为73.3%。提供了详尽的仿真与实测数据并对放大器性能进行分析。用数字预失真技术对逆E类功率放大器进行线性化校正并取得了良好的效果。 展开更多
关键词 e功率放大器 高效率 GAN 数字预失真
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射频E类功率放大器并联电容技术研究 被引量:2
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作者 甘军宁 张万荣 +3 位作者 谢红云 何莉剑 李佳 沈珮 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期333-335,359,共4页
为了使E类放大器工作效率最大,需要得到并联电容的确切数值。分析了含线性并联电容E类放大器的和含非线性晶体管寄生输出电容E类放大器的不同特性,给出了不同的设计方法。指出了E类功率放大器设计过程中分析和计算并联电容的难点,阐述了... 为了使E类放大器工作效率最大,需要得到并联电容的确切数值。分析了含线性并联电容E类放大器的和含非线性晶体管寄生输出电容E类放大器的不同特性,给出了不同的设计方法。指出了E类功率放大器设计过程中分析和计算并联电容的难点,阐述了E类功率放大器中并联电容对电路性能的影响,同时给出了考虑并联电容的E类功率放大器的设计方法。 展开更多
关键词 射频功率放大器 e 并联电容
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输入端谐波抑制的高效E类宽禁带功率放大器 被引量:1
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作者 曹锐 安士全 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期201-204,共4页
文章提出对E类功率放大器进行谐波抑制的改进设计方法,有效利用输入端信号功率,从而提高功放的功率附加效率;分析了E类功率放大器的工作原理,结合新型宽禁带功率器件利用ADS软件进行了电路仿真设计,并对实际放大器电路进行了实际测试。... 文章提出对E类功率放大器进行谐波抑制的改进设计方法,有效利用输入端信号功率,从而提高功放的功率附加效率;分析了E类功率放大器的工作原理,结合新型宽禁带功率器件利用ADS软件进行了电路仿真设计,并对实际放大器电路进行了实际测试。结果表明,对输入端谐波抑制的改进可以使功率放大器在1.1~1.3GHz频段内输出功率保持在10W以上,功率附加效率达到了79.6%,比改进前E类功率放大器的效率有了明显的提高。 展开更多
关键词 e功率放大器 宽禁带 谐波抑制 高效率
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一种高频E类功率放大器设计方法 被引量:2
6
作者 刘超 陈钟荣 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期658-662,共5页
E类功率放大器(PA)具有设计简单和高效率的优点,然而频率较高时功率管的寄生输出电容大于E类功率放大器所需的电容,这个寄生输出电容导致E类功率放大器的效率降低。提出一种高频E类功率放大器的设计方法,使用负载牵引得到考虑寄生输... E类功率放大器(PA)具有设计简单和高效率的优点,然而频率较高时功率管的寄生输出电容大于E类功率放大器所需的电容,这个寄生输出电容导致E类功率放大器的效率降低。提出一种高频E类功率放大器的设计方法,使用负载牵引得到考虑寄生输出电容后的最佳负载阻抗,再结合谐波阻抗控制方法设计E类功率放大器。采用飞思卡尔的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)功率管MRF21010设计了一款工作在930~960 MHz的E类功率放大器。测试数据表明,该功率放大器的输出功率为36.8 d Bm(4.79 W),具有79.4%的功率附加效率。 展开更多
关键词 负载牵引 e 功率放大器(PA) 最大频率 横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS) 谐波阻抗
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平衡式E/F类功率放大器的设计与实现 被引量:2
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作者 南敬昌 张鹏俊 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期237-244,共8页
为了解决功率放大器设计过程中存在的效率低和输入/输出端回波损耗较大的问题,设计了一种工作频率为1.5GHz的平衡式功率放大器。通过采用3dB定向耦合器对射频信号进行分配及合成,大大降低了输入/输出端的驻波系数,并将逆F类功率放大器... 为了解决功率放大器设计过程中存在的效率低和输入/输出端回波损耗较大的问题,设计了一种工作频率为1.5GHz的平衡式功率放大器。通过采用3dB定向耦合器对射频信号进行分配及合成,大大降低了输入/输出端的驻波系数,并将逆F类功率放大器的谐波控制网络引入E类功率放大器的匹配电路中。使用ADS对晶体管进行负载牵引和源牵引,得到晶体管的输入/输出阻抗,同时结合晶体管的寄生参数,在输出匹配电路中对二次谐波、三次谐波分别进行开路和短路处理,且为了进一步提高功率放大器的工作性能,在输入电路结构中抑制了二次谐波。选用GaN HEMT器件CGH40010F晶体管,利用ADS软件进行电路仿真,并采用Rogers4350b高频板材制作该功率放大器的实际测试电路板。仿真优化和实测表明:在输入功率为28dBm时,该功率放大器的输出功率为41.54dBm,漏极效率为76.99%,功率附加效率(power additional efficiency,PAE)达到73.59%,输入/输出端驻波系数小于2,同时具有160 MHz的高效率带宽,且最大输出功率较单管功率放大器提高了3dB。实测结果与仿真数据有一定的误差,但仍有较好的一致性,满足设计指标要求,验证了设计方法的可行性。该设计方法具有效率高和回波损耗低的优势,提高了功率放大器的设计效率,使它在当今高效绿色节能的射频微波通信系统中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 e功率放大器 逆F类功率放大器 GAN 平衡结构 驻波系数
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基于E类功率放大器的非接触感应耦合电能传输系统 被引量:1
8
作者 牟宪民 陈希有 +1 位作者 焦海坤 周宇翔 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期644-649,共6页
为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接... 为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接触传输的同时实现了阻抗变换,把等效负载电阻限制在一定的范围内.提出的拓扑结构简单,无需额外的补偿网络.并且负载电阻变化时,均能满足E类功率放大器的零电压软开关条件.仿真和实验结果验证了新拓扑结构电路的可行性. 展开更多
关键词 非接触电能传输 感应耦合 e功率放大器 逆变器电路 零电压软开关
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高效率开关F_3/E类功率放大器
9
作者 曹韬 吕立明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期715-719,共5页
介绍了一种高效F3/E类功率放大器的设计方法,该放大器将F类功率放大器的谐波控制电路引入逆E类功率放大器的负载网络,以改善放大器性能。此电路结构提升了放大器的功率输出能力,降低了电路对功率放大器管器件漏极耐压特性的要求,增强了... 介绍了一种高效F3/E类功率放大器的设计方法,该放大器将F类功率放大器的谐波控制电路引入逆E类功率放大器的负载网络,以改善放大器性能。此电路结构提升了放大器的功率输出能力,降低了电路对功率放大器管器件漏极耐压特性的要求,增强了器件工作时的安全性。详细阐述了该放大器的设计过程,并给出了负载网络各器件的最佳设计取值方程。选用GaNHEMT器件研制了S频段F3/E类功率放大器测试电路。实测结果表明该放大器在驱动功率为27 dBm时,可获得40.3 dBm的输出功率,具有13.3 dB增益,工作效率高达78.1%,功率附加效率为75.2%。实测结果与仿真结果吻合,验证了设计方法的正确性。 展开更多
关键词 e功率放大器 F类功率放大器 高效率 GAN 谐波抑制
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基于GaAs PHEMT工艺的60~90GHz功率放大器MMIC
10
作者 孟范忠 薛昊东 方园 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第3期193-197,共5页
研制了一款60~90 GHz功率放大器单片微波集成电路(MMIC),该MMIC采用平衡式放大结构,在较宽的频带内获得了平坦的增益、较高的输出功率及良好的输入输出驻波比(VSWR)。采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)标准工艺进行了流片,在片测... 研制了一款60~90 GHz功率放大器单片微波集成电路(MMIC),该MMIC采用平衡式放大结构,在较宽的频带内获得了平坦的增益、较高的输出功率及良好的输入输出驻波比(VSWR)。采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)标准工艺进行了流片,在片测试结果表明,在栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,功率放大器MMIC的小信号增益大于13 dB,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,功率放大器的小信号增益均大于15 dB。载体测试结果表明,栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,该功率放大器MMIC饱和输出功率大于17.5 dBm,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,其饱和输出功率可达到20 dBm。该功率放大器MMIC尺寸为5.25 mm×2.10 mm。 展开更多
关键词 GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHeMT) 功率放大器(PA) 平衡式放大器 单片微波集成电路(MMIC) e波段
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E类调谐功率放大器的功率合成
11
作者 眭聿文 《河北科技大学学报》 CAS 2005年第1期39-42,50,共5页
通过功率合成器将E类放大器的输出功率叠加起来,作为高效的大功率RF发射机的功率输出源;对E类放大器的工作特性和同相功率合成网络的隔离、合成特性进行了分析,在最佳工作条件下,导出了集电极电流、集电极 -发射极电压波形和负载网... 通过功率合成器将E类放大器的输出功率叠加起来,作为高效的大功率RF发射机的功率输出源;对E类放大器的工作特性和同相功率合成网络的隔离、合成特性进行了分析,在最佳工作条件下,导出了集电极电流、集电极 -发射极电压波形和负载网络参数;给出了千瓦级同相功率合成实用电路,为RF发射机的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 功率合成器 e类调谐功率放大器 集电极 发射机 发射极 e放大器 RF 网络参数 实用电路 设计
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E类功率放大器负载变化对工作特性的影响分析 被引量:5
12
作者 邓思建 谭坚文 +3 位作者 廖瑞金 叶方伟 曾德平 刘青松 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期98-105,共8页
E类功率放大器在实际工作情况下,终端负载可能偏离理论设计值,使功放工作特性发生改变,严重时甚至损坏开关管。本文从理论上对E类功放的电路参量进行了理论分析和推导,得到输出功率、工作效率和漏极电压等参数与负载之间的解析关系,并通... E类功率放大器在实际工作情况下,终端负载可能偏离理论设计值,使功放工作特性发生改变,严重时甚至损坏开关管。本文从理论上对E类功放的电路参量进行了理论分析和推导,得到输出功率、工作效率和漏极电压等参数与负载之间的解析关系,并通过Saber电路仿真和实际电路测试进行了验证。分析结果表明,负载偏离最优负载时,输出功率下降,工作效率降低;当负载变低时,开关管漏极电压和电流峰值升高,使开关管电压和电流应力增加。本文得出的理论结果可确定E类功率放大器的负载容许变化范围,也为变负载条件下的E类功率放大电路设计和分析提供重要参考。 展开更多
关键词 e功率放大器 负载变化 输出功率 工作效率 开关管应力
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高效率E类射频功率放大器 被引量:4
13
作者 郝允群 庄奕琪 李小明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期74-76,79,共4页
研究了E类RF放大器的电路结构、工作原理、存在问题以及解决的方法──差分和交叉耦合反馈结构,最后给出了E类放大器的实例。由于具有低成本、高集成度、多功用等优点,MOS工艺在射频功率放大方面有很大的发展潜力。在本文中,用0.6μmCMO... 研究了E类RF放大器的电路结构、工作原理、存在问题以及解决的方法──差分和交叉耦合反馈结构,最后给出了E类放大器的实例。由于具有低成本、高集成度、多功用等优点,MOS工艺在射频功率放大方面有很大的发展潜力。在本文中,用0.6μmCMOS工艺实现了E类放大器的设计。 展开更多
关键词 高效率e类射频功率放大器 功率放大器 e类RF放大器 电路结构 工作原理 交叉耦合
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1.8GHz CMOS高效率E类功率放大器 被引量:2
14
作者 杜春山 陈常勇 刘章发 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期703-706,共4页
电子产品的低功耗设计已成为研究的热点,低功耗、高效率功率放大器已成为降低系统功耗的关键所在。E类功率放大器是一种开关模式的功率放大器,理论上可以达到100%的漏极效率,具有广泛的应用前景。论述了用标准CMOS工艺实现高效率E类功... 电子产品的低功耗设计已成为研究的热点,低功耗、高效率功率放大器已成为降低系统功耗的关键所在。E类功率放大器是一种开关模式的功率放大器,理论上可以达到100%的漏极效率,具有广泛的应用前景。论述了用标准CMOS工艺实现高效率E类功率放大器所面临的诸多挑战以及一些相应的解决措施,并以0.18μm CMOS工艺设计了包含驱动级的两级结构的E类功率放大器。Spectre仿真结果表明,所设计的功率放大器在+25.5 dBm的输出功率时,具有52.8%的功率附加效率。 展开更多
关键词 e功率放大器 高效率 开关功率放大器
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Ku波段GaNE类功率放大器 被引量:1
15
作者 罗俞杰 徐跃杭 +3 位作者 卢啸 延波 陈堂胜 徐锐敏 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S1期99-101,共3页
Ga NHEMT由于同时具有高功率密度和高速度的特点,是国内外学者研究的热点。同时,E类功率放大器具有良好的高效率宽频带的特性,应用前景广泛。本文基于南京电子器件研究所Ga N HEMT器件,开展了Ku波段Ga N E类功率放大器设计研究。针对Ga ... Ga NHEMT由于同时具有高功率密度和高速度的特点,是国内外学者研究的热点。同时,E类功率放大器具有良好的高效率宽频带的特性,应用前景广泛。本文基于南京电子器件研究所Ga N HEMT器件,开展了Ku波段Ga N E类功率放大器设计研究。针对Ga N HEMT器件较高的输出电容Cds,采用补偿微带的结构减小寄生参数的影响,设计了13.7GHz^14.2GHz的Ga N E类功率放大器。实测表明,该放大器在连续波输入功率25d Bm的情况下,在13.7GHz^14.2GHz频率范围内漏极效率大于36%,输出功率大于30d Bm。 展开更多
关键词 功率放大器 GAN e KU波段 开关型
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微带线E类功率放大器的设计与实现 被引量:3
16
作者 郝新慧 纪学军 《无线电通信技术》 2007年第3期39-41,共3页
E类功率放大器作为开关模式放大器一种,其理想效率为100%。一种简单微带线拓扑网络的E类功率放大器被提出,这种微带线负载网络不仅满足E类功率放大器工作模式的特殊要求,而且对高次谐波有很好的抑制性,同时通过增加合适的偏置微带线可... E类功率放大器作为开关模式放大器一种,其理想效率为100%。一种简单微带线拓扑网络的E类功率放大器被提出,这种微带线负载网络不仅满足E类功率放大器工作模式的特殊要求,而且对高次谐波有很好的抑制性,同时通过增加合适的偏置微带线可以拓宽放大器的工作带宽。采用ADS软件仿真电路,并在1GHz频率点电路实现了输出功率为4W,漏极效率为73.4%,其中漏极效率效率在63%以上的电路带宽为200MHz。 展开更多
关键词 e功率放大器 高效率 ADS 微带线
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E类功率放大器的一种优化设计方法 被引量:3
17
作者 张涛 梁文林 《洛阳工学院学报》 2000年第1期61-64,共4页
:从提高效率的目的出发 ,针对E类功率放大器的工作状态进行了理论分析 ,利用ICAPCAE电路仿真软件 ,提出了一种E类功率放大器电路参数的优化设计方法。应用该方法对一种 80 0kHz超声波发生装置进行优化设计 。
关键词 输出功率 优化设计 仿真 e功率放大器
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带有反向并联二极管的E类调谐功率放大器的分析
18
作者 曲明 谢爱国 《电子科学学刊》 CSCD 1992年第4期361-370,共10页
本文给出带有反向并联二极管E类调谐功率放大器的一般分析方法。文中首先讨论二极管导通角的确定,然后利用傅里叶分析与状态方程相结合的技术,推导出功率放大器响应的傅里叶级数表达式,并给出其性能参数分析,为该类放大器设计提供有效... 本文给出带有反向并联二极管E类调谐功率放大器的一般分析方法。文中首先讨论二极管导通角的确定,然后利用傅里叶分析与状态方程相结合的技术,推导出功率放大器响应的傅里叶级数表达式,并给出其性能参数分析,为该类放大器设计提供有效的支持。实际应用表明,本文提出的方法快速,可靠。 展开更多
关键词 放大器 功率 调谐 二极管 e
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8.9 GHz高效高增益E类功率放大器设计
19
作者 程洋 宋树祥 +2 位作者 袁伟强 李桂琴 庞中秋 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第2期42-49,共8页
为了减小功率放大器(power amplifier,PA)的功率损耗,提高功率放大器的增益与工作效率,本文提出一种将两级放大和反馈结构相结合的具有高效率高增益的E类功率放大器,并利用Cadence软件对功率放大器进行分析及仿真验证。仿真结果表明,在1... 为了减小功率放大器(power amplifier,PA)的功率损耗,提高功率放大器的增益与工作效率,本文提出一种将两级放大和反馈结构相结合的具有高效率高增益的E类功率放大器,并利用Cadence软件对功率放大器进行分析及仿真验证。仿真结果表明,在180nm CMOS工艺情况下,当电源电压为3.6V,电路频率为8.9GHz时,本文E类功率放大器的输出功率为23.5dBm,增益为24dB,功率附加效率(power added efficiency,PAE)为21%。与传统的PA相比,本文E类功率放大器在增益和功率附加效率方面均得到了提高,适用于通信、电子测量等系统。 展开更多
关键词 8.9 GHZ e功率放大器 功率附加效率 高效 高增益
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基于E类放大器的中距离无线能量传输系统 被引量:18
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作者 李均锋 廖承林 王丽芳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期7-11,共5页
采用E类放大器设计大功率中距离无线能量传输系统,具有成本低、调试简单、高效等优点。针对大功率E类放大器导通角、LC滤波电路参数和阻抗匹配电路等设计问题进行详细分析,提出大功率E类放大器设计方法。建立四线圈两两耦合磁谐振无线... 采用E类放大器设计大功率中距离无线能量传输系统,具有成本低、调试简单、高效等优点。针对大功率E类放大器导通角、LC滤波电路参数和阻抗匹配电路等设计问题进行详细分析,提出大功率E类放大器设计方法。建立四线圈两两耦合磁谐振无线能量传输系统等效电路模型,提出无线能量传输环节等效输入阻抗的计算方法。最后,以开关管损耗最低为目标,器件耐压、输入电压等限制条件为约束,设计并成功搭建无线能量传输系统,传输功率3kW,传输距离22cm,系统效率85%,对无线能量传输系统中大功率E类放大器设计方法进行验证。 展开更多
关键词 无线能量传输 e功率放大器 功率 中距离
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