一种闭环E类放大器的分析与设计方法

开环E类放大器的设计一般通过理论计算得出电路中各元件的参数,然后固化成硬件电路,一旦电路负载发生变化,E类放大器不再继续工作于最优状态且输出功率不稳定。本文提出了一种基于负载变化的闭环E类放大器的设计方法,当电路负载变化时,不需改变原硬件电路,通过调整电路中晶体管开关激励电压的占空比和频率,使E类放大器继续工作于最优状态,通过调节输入电压使输出功率保持不变。本文最后以输出功率1W、初始负载电阻50Ω为例进行了设计和仿真,仿真结果与理论一致。

基于E类放大器的无线电能传输系统的参数设计与仿真

研究了基于E类放大器的无线电能传输系统。着重分析了E类放大器的工作原理、系统的各功能组成部分;并基于RAAB条件给出了电路关键参数的设计方法,实现了E类放大器开关管的ZVS和ZDS。最后,通过Saber仿真软件建立了系统的耦合传输电路模型,并对系统参数进行了电路仿真。仿真结果表明,理论设计参数很好地符合了仿真结果。

高效率E类放大器

Ｅ类放大器是一种新型高效率功率放大器，理论效率接近１００％，有很好的发展前景。本文介绍了Ｅ类放大器当前发展概况、电路结构、工作原理、技术特性；给出了理论分析、设计方法以及微波频段Ｅ类放大器出现的新问题。最后给出集中参数电路和微带电路的Ｅ类放大器实例。

基于E类放大器的感应电能传输系统研究

主要研究了一种基于E类功率放大器的非接触感应电能传输拓扑,分析了其运行的基本原理,并主要在感应充电等实际应用场合中充电负载会出现大范围变动的情况,从负载的角度出发,对原、副边补偿阻抗网络的选择和系统各参数的设计,给出了基于最优负载下的具体设计方法。理论和实验结果表明,在负载大范围变动时,无须外加复杂的控制电路,依靠系统本身的阻抗响应即可实现特定的功率传输特性,同时保持较高的传输效率。

一种新型功率放大器——共射-共基E类放大器

提出一种新的双管组态共射－共基级联高频谐振Ｅ类放大器，介绍了其电路构成、工作状态、特点和电路的工作原理，最后还给出了实验结果和数据。

任意Q值下的共射-共基E类放大器的研究与分析

通过对任意Ｑ值下的共射－共基级联Ｅ类功率放大器进行分析，并给出电路的构成、工作状态及特点和电路的工作过程，将利用ＰＳＰＩＣＥ仿真软件对任意Ｑ值下的共射－共基Ｅ类放大器电路进行仿真分析，最后给出放大器的实验结果和数据。

E类放大器在远距离无线电能传输系统中的应用

在远距离无线电能传输系统中,两线圈的耦合系数很低。为了提高系统的输出功率,一般需要提高谐振频率,这就要求发射侧的逆变电路拓扑要适应较高的工作频率。E类放大器的拓扑简单,工作频率达MHz级别,且工作在软开关状态下,适合作为无线电能传输系统的高频激励源。由于实际应用中,各种寄生参数对E类放大器的调试会造成一些影响。本文基于E类放大器的基本工作原理,利用simplorer仿真并联电容大小对E类放大器的作用,为后期实验调试提供一定的指导方向。并且通过Maxwell和simplorer的联合仿真研制了一套无线电能传输系统,能够实现在两线圈距离50cm,功率大于10W的能量传输。并且运行状况良好。

基于时域分析的E类放大器参数设计方法

基于时域分析方法,针对不同工作模态列写状态方程求得状态变量的时域解,借助Matlab仿真软件进行数值分析,根据零电压开关条件以及电源和开关器件利用率等效率和经济指标,基于数值分析结果设计了一个最大输出功率为2 400 W的感应加热电源。实验结果证明了设计方法和得出的结论是正确的。

集电极电流下降时间对E类放大器的影响

E类调谐功率放大器的理想模型是集电极电流下降时间为零,笔者在集电极电流下降时间不为零的情况下对E类放大器进行了分析;在最佳工作状态下,确定了放大器的集电极电流和集电极-发射极电压波形、晶体管的瞬间能量损失、集电极效率和负载网络参数.

E类放大器方阵电路的PDM调制

本文介绍了Ｅ类放大器方阵电路ＰＤＭ调制的基本原理和调制特性。证明了该电路的ＰＤＭ调制具有效率高，调制特性好，失真小，谐波抑制能力强，电路设计简单等优点，是一种良好的调制方式。

基于E类放大器的经皮能量传输系统的元件损耗分析

经皮能量传输系统(TETS)要求很高的能量传输效率,以减少因元件发热而烧热人体组织的可能性和提高系统的便携性。本研究提出一种基于E类放大器的TETS各个元件传导损耗的分析方法。根据理想E类放大器的参数设计方程,各个元件的参数和损耗表示为E类放大器驱动占空比的函数关系式。通过损耗分析得出各个元件的损耗与输入电压的平方成反比,与输出功率成正比,随着占空比的增加而减小。当占空比小于0.5时,通过增大占空比可以明显提高效率,而当占空比大于0.8时,增大占空比几乎不能再提高系统效率,因此,基于E类放大器TETS的占空比设置在0.5至0.8之间较为合适。理论分析的结果通过占空比分别为0.25、0.5和0.75的实验得以验证。实验表明,当占空比大于0.3时,理论效率值与实验值的误差很小。

基于E类放大器的电场耦合式水下无线电能传输系统设计

针对单级LC谐振型电场耦合式水下无线电能传输(electrical-field coupled power transfer,ECPT)系统的输出功率低、谐振容量小、频率漂移大等关键问题,设计一种更适于海水环境下的无线电能传输系统。该系统基于CLC-S调谐网络,综合E类放大器效率高、频率高等优点,实现较大的功率输出。利用Maxwell有限元仿真软件,对海水环境下耦合机构的电容值进行了有限元分析。通过对水下耦合机构进行试验,分析负载品质因数Q、归一化频率μ对水下无线电能传输系统的影响规律,可为水下ECPT系统设计提供参考。

基于E类放大器的电容耦合电能传输系统参数研究

由于接触式电能传输方式在转轴扭矩测试等特殊环境下使用的局限性,无线电能传输技术越来越受到国内外研究者的重视。分析了E类放大器在电容耦合电能传输系统的工作原理。在E类放大器与CLC调谐电路模型的基础上,基于E类放大器中开关管的零电压开关(ZVS)与零电压变化率开关(ZDS)条件,采用粒子群算法,设计出电路中的各个参数的最优解,并建立电容耦合电能传输系统的电路模型。应用Multisim电路仿真软件对设计结果进行验证。仿真结果表明:该模型有效提高了机构的带负载能力。

基于新型E类放大器的磁耦合谐振式无线传输在负载变化时的效率

研究了在负载变化时的新型E类放大器磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率。首先,对新型E类放大器进行了理论分析和数学建模。然后,通过在新型E类放大器上采用前端阻抗转换器实现了放大器的开关管的ZVS、ZDS条件;并采用后端阻抗转换器实现了负载变化时效率的稳定性。最后,通过MATLAB对该系统进行仿真研究。仿真结果表明,在新型E类放大器中加入双端阻抗转换器后,放大器在负载变化的情况下,负载效率更加稳定。

基于E类放大器的中距离无线能量传输系统

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。

MEMSE类放大器

对采用 MEMS开关的 E类放大器进行了原型仿真 ,并且通过工艺流片制作 MEMS开关 ,搭建 E类放大器电路进行测试 .测试结果显示 ,这种机械式的放大器同样能实现有源放大器的功能 .测试得到的放大器实际效率与原型模拟结果一致 ,而放大器的功率增益高达 2 0 0 0 .

负载网络参数对E类放大器输出电压的影响

在任意Q值和任意占空比D情况下对E类开关模调谐功率放大器进行了分析,根据谐振回路中电容值的大小,导出了放大器的工作方程,并用拉普拉斯方法,对放大器电路方程进行了求解。结果显示,当放大器的负载网络取不同参数值时,分别得到高Q值的正弦输出电压和低Q值的非正弦输出电压。在最佳工作条件下,给出了集电极电流和集电极——发射极电压波形。

基于E类放大器的新型无线电能传输控制策略

E类放大器是磁共振无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统中常用的高频电源,其开关效率是评价WPT系统整体性能的关键指标。针对E类放大器中开关器件的效率和电压应力与负载的紧耦合关系导致其输出效率的不稳定,根据锂离子电池的充电特性和E类放大器的输出效率特性,选用合理的谐振补偿网络结构,提出了一种通过电容和电感阵列实现E类放大器零电压开关状态的主动控制策略。结果表明:在20 cm气隙条件下实现了功率输出为1.1 k W、逆变部分效率高于95%以上的WPT系统实验,大大提高了采用E类放大器的WPT系统的稳定性,验证了所提出控制策略的有效性。