基于無線供電系統(tǒng)的高效E類放大器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-01-27 03:58
世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展帶動了工業(yè)的進(jìn)步,使得現(xiàn)代工業(yè)更加智能。同時人們對工業(yè)現(xiàn)場的自動化要求日益提高,舍去復(fù)雜笨重的傳輸電纜,無線供電系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生。無線供電技術(shù)很好的簡化了工業(yè)現(xiàn)場的復(fù)雜情況,解決了工業(yè)現(xiàn)場因?qū)Ь、電源等帶來的各種限制,對工業(yè)的發(fā)展有重大意義。無線供電的技術(shù)路徑成為了近年來科研的熱點(diǎn),其中如何提高傳輸效率與傳輸距離是研究的主要問題。然而提高功率放大器的效率對提高整個無線供電系統(tǒng)有著極其重要的作用,其性能的優(yōu)良很大程度上決定了無線供電系統(tǒng)的傳輸效率。本文以功率放大器為研究對象,提高其傳輸效率,然后通過線圈磁耦合諧振給負(fù)載提供能量。通過對無線供電系統(tǒng)傳輸效率、輸出功率以及線性度等指標(biāo)的分析,再結(jié)合各類功率放大器的特點(diǎn),最后選擇了 E類功率放大器,其傳輸效率在理論上可以達(dá)到100%,適用于無線供電中功放模塊的設(shè)計。論文對E類功率放大器的原理、設(shè)計以及指標(biāo)作出了介紹,采用了 MRF6V2300這款N溝道增強(qiáng)型芯片作為功放模塊設(shè)計的核心;同時采用集中參數(shù)元件,運(yùn)用傳輸線理論、S參數(shù)進(jìn)行LC阻抗匹配,然后通過史密斯圓圖對阻抗匹配進(jìn)行調(diào)整使得阻抗匹配完善;設(shè)計性能良好的直流偏置電路以阻礙...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題背景和研究意義
1.1.1 無線供電系統(tǒng)的價值和研究意義
1.1.2 無線電能傳輸技術(shù)的分類
1.1.3 功率放大器對無線供電系統(tǒng)的重要性
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 無線供電技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 功率放大器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 E類功率放大器中需進(jìn)一步研究的問題
1.4 課題研究內(nèi)容
第二章 功率放大器設(shè)計的基礎(chǔ)理論
2.1 傳輸線理論
2.2 二端口S參數(shù)理論
2.3 功率放大器的阻抗匹配理論基礎(chǔ)
2.3.1 史密斯圓圖理論
2.3.2 功率放大器的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)
2.4 功率放大器的分類
2.4.1 A類功率放大器
2.4.2 AB類和B類功率放大器
2.4.3 C類功率放大器
2.4.4 其它類型的功率放大器
2.5 功率放大器的技術(shù)指標(biāo)簡介
2.6 小功率無線供電系統(tǒng)的需求分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 磁耦合諧振式E類功率放大器的設(shè)計
3.1 開關(guān)型E類功率放大器的結(jié)構(gòu)及原理
3.2 開關(guān)型E類功率放大器的設(shè)計
3.2.1 E類功率放大器的設(shè)計指標(biāo)
3.2.2 E類功率放大器晶體管的選擇
3.2.3 開關(guān)晶體管的直流特性分析
3.2.4 晶體管穩(wěn)定性分析與設(shè)計
3.2.5 E類功率放大器偏置電路設(shè)計
3.2.6 E類功率放大器基本參數(shù)設(shè)計
3.2.7 阻抗匹配電路設(shè)計
3.3 本章小結(jié)
第四章 E類功放的電路仿真及硬件制作
4.1 整體電路仿真
4.2 整體電路優(yōu)化
4.3 PCB制板
4.3.1 電容電感的選擇
4.3.2 PCB板原理圖設(shè)計
4.3.3 PCB版圖的布局以及布線
4.4 本章小節(jié)
第五章 磁耦合諧振式E類功率放大器的實(shí)現(xiàn)
5.1 電路裝配與測試準(zhǔn)備
5.2 實(shí)驗(yàn)儀器簡介
5.3 E類功率放大器測試
5.4 無線供電系統(tǒng)平臺搭建與實(shí)現(xiàn)
5.4.1 諧振耦合線圈的分析
5.4.2 無線供電系統(tǒng)的平臺搭建
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號:3002380
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題背景和研究意義
1.1.1 無線供電系統(tǒng)的價值和研究意義
1.1.2 無線電能傳輸技術(shù)的分類
1.1.3 功率放大器對無線供電系統(tǒng)的重要性
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 無線供電技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 功率放大器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 E類功率放大器中需進(jìn)一步研究的問題
1.4 課題研究內(nèi)容
第二章 功率放大器設(shè)計的基礎(chǔ)理論
2.1 傳輸線理論
2.2 二端口S參數(shù)理論
2.3 功率放大器的阻抗匹配理論基礎(chǔ)
2.3.1 史密斯圓圖理論
2.3.2 功率放大器的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)
2.4 功率放大器的分類
2.4.1 A類功率放大器
2.4.2 AB類和B類功率放大器
2.4.3 C類功率放大器
2.4.4 其它類型的功率放大器
2.5 功率放大器的技術(shù)指標(biāo)簡介
2.6 小功率無線供電系統(tǒng)的需求分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 磁耦合諧振式E類功率放大器的設(shè)計
3.1 開關(guān)型E類功率放大器的結(jié)構(gòu)及原理
3.2 開關(guān)型E類功率放大器的設(shè)計
3.2.1 E類功率放大器的設(shè)計指標(biāo)
3.2.2 E類功率放大器晶體管的選擇
3.2.3 開關(guān)晶體管的直流特性分析
3.2.4 晶體管穩(wěn)定性分析與設(shè)計
3.2.5 E類功率放大器偏置電路設(shè)計
3.2.6 E類功率放大器基本參數(shù)設(shè)計
3.2.7 阻抗匹配電路設(shè)計
3.3 本章小結(jié)
第四章 E類功放的電路仿真及硬件制作
4.1 整體電路仿真
4.2 整體電路優(yōu)化
4.3 PCB制板
4.3.1 電容電感的選擇
4.3.2 PCB板原理圖設(shè)計
4.3.3 PCB版圖的布局以及布線
4.4 本章小節(jié)
第五章 磁耦合諧振式E類功率放大器的實(shí)現(xiàn)
5.1 電路裝配與測試準(zhǔn)備
5.2 實(shí)驗(yàn)儀器簡介
5.3 E類功率放大器測試
5.4 無線供電系統(tǒng)平臺搭建與實(shí)現(xiàn)
5.4.1 諧振耦合線圈的分析
5.4.2 無線供電系統(tǒng)的平臺搭建
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號:3002380
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