無線電力傳輸系統(tǒng)的高頻功率放大器的研制.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，各種用電器在人們生活中越來越普及，人們對用電器使用的方便性提出了新的要求，而無線供電技術(shù)就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。無線供電技術(shù)有幾種可以實(shí)現(xiàn)的途徑，分別對應(yīng)著不同的供電距離和功率，而本文所設(shè)計(jì)的功率放大器作為高頻逆變環(huán)節(jié)，是應(yīng)用在磁耦合諧振式無線供電技術(shù)之下的。根據(jù)目前的科技發(fā)展現(xiàn)狀，該技術(shù)可以在幾十厘米到幾十米的距離對固定受電物體實(shí)現(xiàn)達(dá)到千瓦及以上功率的無線傳輸。
　　高頻功率放大器是無線電力傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分

2、。無線供電的基礎(chǔ)是諧振線圈發(fā)生諧振，產(chǎn)生空間磁場從而傳遞能量，而諧振線圈產(chǎn)生諧振的前提是諧振線圈的輸入必須是諧振頻率下的高線性度、大功率的交流電。功率放大器的作用就是把函數(shù)發(fā)生器的電信號當(dāng)作輸入，對直流電源電力進(jìn)行逆變，最后獲得高頻率，高線性度，大功率的交流電輸入到諧振線圈。對于磁耦合諧振式無線供電系統(tǒng)，高頻功率放大器是整個(gè)系統(tǒng)的前端，而高頻功率放大器輸出的高頻大功率交流電是使諧振線圈生成磁場的唯一方法，所以高頻功率放大器在無線電力傳輸

3、系統(tǒng)中極其重要。
　　本文設(shè)計(jì)的功率放大器指標(biāo)完全按照無線供電實(shí)施的技術(shù)要求，通過函數(shù)發(fā)生器芯片產(chǎn)生23MHz高頻正弦信號，使用了MRF6V2150芯片作為功率放大器開關(guān)器件，保證了功率放大器工作在能夠使傳輸線圈產(chǎn)生諧振的頻率，并且在2MHz-40MHz頻率范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的諧振線圈結(jié)構(gòu)。在保證頻率要求這個(gè)前提下，以輸出功率為主要追求的指標(biāo)，并且盡量高效率地使功率放大器進(jìn)行工作。
　　本文利用了ADS射頻電路仿真軟

4、件對電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過源牽引方式設(shè)計(jì)輸入網(wǎng)絡(luò)，使輸入網(wǎng)絡(luò)盡量多地從前端獲得能量；通過負(fù)載牽引的方式設(shè)計(jì)了輸出網(wǎng)絡(luò)，使輸出網(wǎng)絡(luò)盡量少地反射能量；根據(jù)射頻信號高阻態(tài)的原則設(shè)計(jì)了柵極偏置電路和漏極饋電電路；考慮了高頻時(shí)傳輸線對電路阻抗的影響，修正了電路參數(shù)；總和各模塊電路進(jìn)行總體仿真、調(diào)試和修改。
　　制作了功率放大器電路，通過反復(fù)調(diào)試和完善最終實(shí)現(xiàn)了無線供電，效果良好。并且根據(jù)相關(guān)的測試實(shí)驗(yàn)，得出了在無線供電實(shí)驗(yàn)過程中，功率放大器參