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电子管E类大功率射频放大器的研究

张悦英  
【摘要】:在许多领域必须要求用大功率的射频电能,例如,特种材料熔炼,介质加热,等离子源,大功率发射机等。这就需要把直流电源转换为所需要的高频交流电源,功率放大器是转换过程中的重要装置,它正在朝着高频化,低功耗,高功率容量,高效率的方向发展。本课题的E类功率放大器用电子管作为开关元件,目的是提高放大器的效率和频率,同时获得较大的功率输出。 本文针对E类高频逆变器(放大器)的组成形式、工作原理和设计计算方法进行了研究。 为了提高高E类高频功率放大器的效率,本文首先对E类高频功率放大器的电路结构和工作原理进行了分析,推导出了输出功率、效率和有关的电压电流的计算公式,以及负载网络参数的设计计算方法。 为了验证了设计的可行性,根据现有的条件用PROTEL99se对电子管E类功率放大器的进行了仿真,在电路仿真过程中优化了负载网络参数,达到最佳工作状态。最佳工作状态下效率为95%。对仿真中出现的问题进行了探讨和分析,为后继研究工作提供了参考。 然后针对E类放大器的工作特性以及电子管的驱动特性,根据电子管栅极电压电流的特点,提出了驱动电路设计方案。对驱动电路的组成进行了理论分析,并设计出实际应用电路。经过实验,得到了理想的正弦波输出。


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