基于无线供电系统的高效E类放大器的设计与实现

发布时间：2021-01-27 03:58

　　世界经济高速发展带动了工业的进步,使得现代工业更加智能。同时人们对工业现场的自动化要求日益提高,舍去复杂笨重的传输电缆,无线供电系统就应运而生。无线供电技术很好的简化了工业现场的复杂情况,解决了工业现场因导线、电源等带来的各种限制,对工业的发展有重大意义。无线供电的技术路径成为了近年来科研的热点,其中如何提高传输效率与传输距离是研究的主要问题。然而提高功率放大器的效率对提高整个无线供电系统有着极其重要的作用,其性能的优良很大程度上决定了无线供电系统的传输效率。本文以功率放大器为研究对象,提高其传输效率,然后通过线圈磁耦合谐振给负载提供能量。通过对无线供电系统传输效率、输出功率以及线性度等指标的分析,再结合各类功率放大器的特点,最后选择了 E类功率放大器,其传输效率在理论上可以达到100%,适用于无线供电中功放模块的设计。论文对E类功率放大器的原理、设计以及指标作出了介绍,采用了 MRF6V2300这款N沟道增强型芯片作为功放模块设计的核心;同时采用集中参数元件,运用传输线理论、S参数进行LC阻抗匹配,然后通过史密斯圆图对阻抗匹配进行调整使得阻抗匹配完善;设计性能良好的直流偏置电路以阻碍... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
        1.1.1 无线供电系统的价值和研究意义
        1.1.2 无线电能传输技术的分类
        1.1.3 功率放大器对无线供电系统的重要性
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线供电技术的国内外研究现状
        1.2.2 功率放大器的国内外研究现状
    1.3 E类功率放大器中需进一步研究的问题
    1.4 课题研究内容
第二章 功率放大器设计的基础理论
    2.1 传输线理论
    2.2 二端口S参数理论
    2.3 功率放大器的阻抗匹配理论基础
        2.3.1 史密斯圆图理论
        2.3.2 功率放大器的阻抗匹配网络
    2.4 功率放大器的分类
        2.4.1 A类功率放大器
        2.4.2 AB类和B类功率放大器
        2.4.3 C类功率放大器
        2.4.4 其它类型的功率放大器
    2.5 功率放大器的技术指标简介
    2.6 小功率无线供电系统的需求分析
    2.7 本章小结
第三章 磁耦合谐振式E类功率放大器的设计
    3.1 开关型E类功率放大器的结构及原理
    3.2 开关型E类功率放大器的设计
        3.2.1 E类功率放大器的设计指标
        3.2.2 E类功率放大器晶体管的选择
        3.2.3 开关晶体管的直流特性分析
        3.2.4 晶体管稳定性分析与设计
        3.2.5 E类功率放大器偏置电路设计
        3.2.6 E类功率放大器基本参数设计
        3.2.7 阻抗匹配电路设计
    3.3 本章小结
第四章 E类功放的电路仿真及硬件制作
    4.1 整体电路仿真
    4.2 整体电路优化
    4.3 PCB制板
        4.3.1 电容电感的选择
        4.3.2 PCB板原理图设计
        4.3.3 PCB版图的布局以及布线
    4.4 本章小节
第五章 磁耦合谐振式E类功率放大器的实现
    5.1 电路装配与测试准备
    5.2 实验仪器简介
    5.3 E类功率放大器测试
    5.4 无线供电系统平台搭建与实现
        5.4.1 谐振耦合线圈的分析
        5.4.2 无线供电系统的平台搭建
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3002380