發(fā)布時間：2017-04-28 01:05

  本文關(guān)鍵詞：磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)高效E類功放設(shè)計和實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展,實現(xiàn)無線電能傳輸逐漸成為人們追尋的一個目標(biāo)。磁耦合諧振式(共振耦合式)無線電能傳輸(無接觸電能傳輸)技術(shù)被提出后,迅速成為國內(nèi)外研究熱點,在磁耦合諧振式無線傳能的原理、電路結(jié)構(gòu)、傳能能力、傳輸特性等方面有著較為深入的研究。而對系統(tǒng)效率和性能有較大影響的前端高頻功率放大器,研究則較少。已有的研究大都采用傳統(tǒng)的功率放大器充當(dāng)電源,這類放大器效率較低且工作頻段針對性不強。因此十分有必要設(shè)計一款針對磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的高效高頻電源。 論文在分析國內(nèi)外磁耦合諧振式無線電能傳輸研究現(xiàn)狀的基本上,通過比較各種不同類型功率放大器,提出了采用E類功率放大器實現(xiàn)磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)高效高頻電源的方案。論文對設(shè)計E類功率放大器相關(guān)的電路理論進行了介紹,提出了功率放大器電路設(shè)計的指標(biāo),完成了E類功率放大器基礎(chǔ)電路的設(shè)計和仿真,包括開關(guān)晶體管的選取和特性仿真、穩(wěn)定性電路和基本電路參數(shù)設(shè)計、阻抗匹配電路和電源濾波電路設(shè)計。并通過ADS仿真軟件對電路的整體性能進行了仿真。為了確保E類功率放大器實物性能,對E類功率放大器PCB電路板進行了合理設(shè)計,并利用矩量法MOM提取S參數(shù),完成了版圖聯(lián)合仿真,仿真達到設(shè)計指標(biāo)要求。 在此基礎(chǔ)上,論文設(shè)計了E類功率放大器的相應(yīng)信號發(fā)生電路和直流電源電路,使之構(gòu)成了一個完整的磁耦合諧振式E類功率放大器系統(tǒng)。 為了驗證提出設(shè)計方案的正確性和可行性,論文制作了一款E類功率放大器系統(tǒng)實驗樣機,并設(shè)計了E類功率放大器的散熱器和屏蔽盒。實驗測試結(jié)果顯示在寬帶范圍7.5MHz-9.5MHz內(nèi),輸出的附加功率效率高于80%,最大可達90%以上；輸出功率在20W以上,增益維持在19-20dB。同時為了研究該功率放大器的適用性,進行了多組負(fù)載阻抗不匹配時的測試,測試顯示即使在極端不匹配的情況下,也有60%以上的效率。可見該磁耦合諧振式E類功率放大器系統(tǒng)性能良好。最后將該功放系統(tǒng)應(yīng)用于無線電能傳輸系統(tǒng)中,系統(tǒng)工作狀態(tài)良好。
【關(guān)鍵詞】：磁耦合諧振式無線電能傳輸 共振耦合式無接觸電能傳輸 高效高頻電源 E類功率放大器 ADS
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究的背景和意義10-11
• 1.3 目前的研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 無線電能的分類11-12
• 1.3.2 磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀12-17
• 1.3.3 磁耦合諧振式無線電能的待研究問題17-18
• 1.4 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 功率放大器基本理論介紹20-29
• 2.1 功率放大器的性能指標(biāo)20-21
• 2.2 功率放大器匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計21-25
• 2.2.1 匹配網(wǎng)絡(luò)21-24
• 2.2.2 Smith圓圖24-25
• 2.3 功率放大器散射參數(shù)的提取25-28
• 2.3.1 散射S參數(shù)25-27
• 2.3.2 MOM法提取S參數(shù)簡介27-28
• 2.4 功率放大器的設(shè)計方法28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 功率放大器的分類29-45
• 3.1 傳統(tǒng)類功率放大器29-33
• 3.1.1 A類功率放大器29
• 3.1.2 B類功率放大器29-30
• 3.1.3 AB類功率放大器30-31
• 3.1.4 C類功率放大器31-33
• 3.2 開關(guān)類功率放大器33-43
• 3.2.1 D類功率放大器33-35
• 3.2.2 E類功率放大器35-39
• 3.2.3 F類功率放大器39-43
• 3.3 其他類功率放大器43-44
• 3.4 各類功率放大器對比44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 磁耦合諧振式E類功放設(shè)計和仿真45-63
• 4.1 磁耦合諧振式E類功率放大器的設(shè)計指標(biāo)45
• 4.2 射頻ADS仿真軟件介紹45
• 4.3 磁耦合諧振式E類功放電路設(shè)計與仿真45-57
• 4.3.1 開關(guān)晶體管的選取46-47
• 4.3.2 開關(guān)晶體管特性分析47-48
• 4.3.3 穩(wěn)定性分析與設(shè)計48-50
• 4.3.4 基本電路參數(shù)的設(shè)計50
• 4.3.5 匹配電路設(shè)計50-54
• 4.3.6 電源濾波電路設(shè)計54
• 4.3.7 整體電路的仿真54-57
• 4.4 磁耦合諧振式E類功放的PCB設(shè)計和仿真57-59
• 4.4.1 PCB版圖的設(shè)計58-59
• 4.4.2 MOM矩量法仿真59
• 4.5 磁耦合諧振式E類功放的版圖聯(lián)合仿真59-61
• 4.6 磁耦合諧振式E類功放的信號發(fā)生電路設(shè)計61
• 4.7 磁耦合諧振式E類功放的電源電路設(shè)計61-62
• 4.8 本章小結(jié)62-63
• 第五章 磁耦合諧振式E類功放系統(tǒng)的實現(xiàn)63-72
• 5.1 功率放大器的裝配63-65
• 5.1.1 電感線圈的繞制63
• 5.1.2 E類功放的散熱63-64
• 5.1.3 屏蔽盒設(shè)計64
• 5.1.4 整體裝配64-65
• 5.2 功放放大器的測試65-71
• 5.2.1 信號源和電源電路的測試66
• 5.2.2 E類功率放大器的測試66-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 磁耦合諧振式E類功率放大器設(shè)計總結(jié)72
• 6.2 設(shè)計心得體會72-73
• 6.3 本文的改進和后期展望73-74
• 致謝74-75
• 作者攻讀研究生期間發(fā)表的論文75-76
• 參考文獻76-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張建華;黃學(xué)良;鄒玉煒;柏楊;;利用超聲波方式實現(xiàn)無線電能傳輸?shù)目尚行缘难芯縖J];電工電能新技術(shù);2011年02期

2 毛賽君;王慧貞;;非接觸感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)可分離變壓器特性分析[J];電源世界;2006年05期

3 陳勇;馬洪;黎英云;;矩量法在射頻功率放大器仿真設(shè)計中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2006年17期

4 張獻;楊慶新;陳海燕;李陽;張欣;金亮;;電磁耦合諧振式傳能系統(tǒng)的頻率分裂特性研究[J];中國電機工程學(xué)報;2012年09期

5 趙爭鳴;張藝明;陳凱楠;;磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)新進展[J];中國電機工程學(xué)報;2013年03期

  本文關(guān)鍵詞：磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)高效E類功放設(shè)計和實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：331802