无线电力传输系统的高频功率放大器的研制

发布时间：2017-11-16 09:07

  本文关键词：无线电力传输系统的高频功率放大器的研制

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【摘要】：随着科技的进步,各种用电器在人们生活中越来越普及,人们对用电器使用的方便性提出了新的要求,而无线供电技术就是在这样的背景下应运而生。无线供电技术有几种可以实现的途径,分别对应着不同的供电距离和功率,而本文所设计的功率放大器作为高频逆变环节,是应用在磁耦合谐振式无线供电技术之下的。根据目前的科技发展现状,该技术可以在几十厘米到几十米的距离对固定受电物体实现达到千瓦及以上功率的无线传输。高频功率放大器是无线电力传输系统的关键部分。无线供电的基础是谐振线圈发生谐振,产生空间磁场从而传递能量,而谐振线圈产生谐振的前提是谐振线圈的输入必须是谐振频率下的高线性度、大功率的交流电。功率放大器的作用就是把函数发生器的电信号当作输入,对直流电源电力进行逆变,最后获得高频率,高线性度,大功率的交流电输入到谐振线圈。对于磁耦合谐振式无线供电系统,高频功率放大器是整个系统的前端,而高频功率放大器输出的高频大功率交流电是使谐振线圈生成磁场的唯一方法,所以高频功率放大器在无线电力传输系统中极其重要。本文设计的功率放大器指标完全按照无线供电实施的技术要求,通过函数发生器芯片产生23MHz高频正弦信号,使用了MRF6V2150芯片作为功率放大器开关器件,保证了功率放大器工作在能够使传输线圈产生谐振的频率,并且在2MHz-40MHz频率范围内可以调节,以适应不同的谐振线圈结构。在保证频率要求这个前提下,以输出功率为主要追求的指标,并且尽量高效率地使功率放大器进行工作。本文利用了ADS射频电路仿真软件对电路进行了设计。通过源牵引方式设计输入网络,使输入网络尽量多地从前端获得能量;通过负载牵引的方式设计了输出网络,使输出网络尽量少地反射能量;根据射频信号高阻态的原则设计了栅极偏置电路和漏极馈电电路;考虑了高频时传输线对电路阻抗的影响,修正了电路参数;总和各模块电路进行总体仿真、调试和修改。制作了功率放大器电路,通过反复调试和完善最终实现了无线供电,效果良好。并且根据相关的测试实验,得出了在无线供电实验过程中,功率放大器参数之间相互影响的若干结论。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN722.75;TM724

【参考文献】

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1 孙立保;非辐射共振耦合无接触电能传输系统射频功率放大器开发[D];浙江大学;2013年

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本文编号：1191820