本文關鍵詞：磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)中E類功率放大器的研究與設計

  更多相關文章： 磁共振 無線電能傳輸 E類功率放大器 效率 能量與信號 協(xié)同傳輸

【摘要】：近年來無線電能傳輸技術獲得了國內(nèi)外學者和工業(yè)界人士的廣泛關注�；诖殴舱竦臒o線電能傳輸因其具有較遠的傳輸距離,被普遍認為是解決各類消費電子設備中無線充電問題的有效方案。本文針對磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)設計了一款高效率開關型E類功率功率放大器,并應用于具有磁共振無線電能傳輸?shù)囊繇懴到y(tǒng)。該設計不但提高無線電能傳輸系統(tǒng)效率,而且實現(xiàn)了信號和能量在系統(tǒng)中協(xié)同傳輸?shù)墓δ堋Ｊ紫?本文結合高頻功率放大器的設計理論以及磁共振無線電能傳輸?shù)奶攸c對E類功率放大器電路進行了理論分析,利用ADS軟件對具有并聯(lián)電路的E類功率放大器進行了電路設計和仿真。然后,本文通過對E類功率放大器的PCB電路進行合理的布局,利用分立元件完成了中心頻率為10MHz的E類功率放大器制作。根據(jù)測試結果,當輸入功率為25dBm時,E類功率放大器的最大功率附加效率為88.9%,輸出功率為45.2dBm,增益為20.2dB,達到了設計指標。最后,本文設計一個具有磁共振無線電能傳輸?shù)囊繇懴到y(tǒng)。該系統(tǒng)包括壓控振蕩器、驅動放大電路、E類功率放大器、諧振收發(fā)線圈、整流濾波電路、穩(wěn)壓電源等相關電路模塊。根據(jù)實際測量結果,系統(tǒng)最大有效傳輸距離為60cm。當系統(tǒng)傳輸距離在25cm-35cm之間時,系統(tǒng)喇叭聲音質(zhì)量良好,負載能夠最大接收14.9W的功率,系統(tǒng)整體效率約為49.6%。該實驗驗證E類功率放大器在磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)中的可行性,顯著改善了無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率。
【關鍵詞】：磁共振 無線電能傳輸 E類功率放大器 效率 能量與信號 協(xié)同傳輸
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究的背景及意義8-9
• 1.2 目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3 本論文的主要工作及結構安排14-15
• 1.4 本章小結15-16
• 第二章 高頻功率放大器設計的基本知識16-31
• 2.1 功率放大器的分類16-23
• 2.1.1 A類功率放大器16-17
• 2.1.2 B類和AB類功率放大器17-18
• 2.1.3 C類功率放大器18-20
• 2.1.4 D類功率放大器20-21
• 2.1.5 E類功率放大器21-22
• 2.1.6 F類功率放大器22-23
• 2.2 功率放大器的主要性能指標23-24
• 2.3 匹配電路設計24-27
• 2.3.1 匹配的基本原理25
• 2.3.2 匹配電路的拓撲結構25-27
• 2.4 S參數(shù)與放大器的設計27-29
• 2.4.1 S參量的定義27-28
• 2.4.2 S參數(shù)與功率放大器的增益28-29
• 2.4.3 S參數(shù)與放大器的穩(wěn)定性29
• 2.5 本章小結29-31
• 第三章 E類功率放大器的原理與仿真31-50
• 3.1 E類功率放大器理論分析31-36
• 3.1.1 具有并聯(lián)電容的E類功率放大器31-34
• 3.1.2 具有并聯(lián)電路的E類功率放大器34-36
• 3.2 E類功率放大器仿真設計36-48
• 3.2.1 功率放大器的設計指標36-37
• 3.2.2 功率管的選擇37-38
• 3.2.3 靜態(tài)工作點的選擇38-39
• 3.2.4 穩(wěn)定性分析39-40
• 3.2.5 匹配電路設計40-44
• 3.2.6 整體電路仿真44-48
• 3.3 本章小結48-50
• 第四章 E類功率放大器制作及在WPT系統(tǒng)中的應用50-63
• 4.1 E類功率放大器的制作50-51
• 4.1.1 PCB電路板的設計50-51
• 4.1.2 功率放大器的裝配51
• 4.2 驅動放大器的設計與制作51-53
• 4.2.1 驅動放大器的設計51-52
• 4.2.2 驅動放大器的制作與測試52-53
• 4.3 衰減器的制作與測試53-55
• 4.4 E類功率放大器的測試55-58
• 4.4.1 測試儀器55-56
• 4.4.2 測試結果56-58
• 4.5 E類功率放大器在磁共振WPT系統(tǒng)中的應用58-62
• 4.5.1 磁共振無線電能傳輸音響系統(tǒng)設計方案58-60
• 4.5.2 磁共振無線電能傳輸音響系統(tǒng)的制作與測試60-62
• 4.6 本章小結62-63
• 第五章 總結與展望63-65
• 5.1 總結63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻65-68
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文68-69
• 附錄2 攻讀碩士學位期間申請的專利69-70
• 附錄3 攻讀碩士學位期間參加的科研項目70-71
• 附錄4 攻讀碩士學位期間參加的電子設計競賽71-72
• 致謝72

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