无接触电能传输系统的高效E类射频功放设计

功率放大器作为无接触电能传输系统的功率输入源,是该传输系统的关键构成部件。为了提高整个无接触电能传输系统的效率,适应不同传能线圈结构,以及保证线圈距离变化下稳定的运行,本文设计了一款高效的E类功率放大器。设计中采用矩量法(MOM)来获取功率放大器版图的S参数,对功放进行电磁分析,同时,考虑了设计中的电磁兼容问题并制作了一款屏蔽盒。论文给出了E类功率放大器的设计步骤和ADS软件仿真结果,并进行了实物制作。实测结果显示,设计的功率放大器能够输出的最大功率附加效率为93%,同时输出功率增益和功率分别达19.9dB和43.9dBm。考虑不同谐振频率的线圈结构时,能够获得19dB的功率增益和89%以上的功率附加效率;对于不同内阻和不同线圈距离的线圈结构,测试结果也有60%以上的功率附加效率。实验结果证实了设计的正确性和可行性。