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E类放大器原理及其在经皮能量传输应用中的研究

梁俊睿  
【摘要】: E类功率放大器具有结构简单,转换效率高,高频性能出色等优点。自1975年被提出以来,被广泛应用于无线通信、开关电源、无线能量传输、高频加热等不同领域。虽然E类放大器在工程上的应用已经非常的成熟,但为了解决它在某些应用领域遇到的问题,其基础理论仍然在不断的发展。 本文参考目前已提出的E类放大器理论,首先从稳态波形分析的角度逐步深入,提出了三种新的E类放大器理论分析方法。这三种分析方法统称为“E类放大器的三模型分析”。 在“调谐状态描述模型”中,首先通过波形分析推导得到理想E类放大器实现最优调谐时驱动占空比与特征电流比之间的一个重要关系;在此基础上进一步研究特征电压、电流波形的描述公式和E类放大器的负载网络;由此得到一种基于稳态波形分析的理想E类放大器参数设计方法。 “非调谐状态描述模型”在“调谐状态描述模型”的基础上引入一个描述相移的变量,把调谐状态下驱动占空比与特征电流比之间的关系描述推广到更加普遍的非调谐状态;在波形分析中考虑开关导通电阻,结合非调谐状态的参数关系得出非调谐状态下的E类放大器特征波形描述方法。 “扩展阻抗描述模型”通过扩展传统的阻抗概念大大简化了E类放大器的波形分析。使用这种方法可以分析非理想的E类放大器各种状态(无论调谐或非调谐)的稳态波形与电路参数。这种通过阻抗矩阵分析E


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