Адаптивный усилитель мощности класса Е поддерживает постоянный уровень выходной мощности систем индуктивного питания медицинских имплантатов независимо от смещений передающей и принимающей катушек индуктивности. При проектировании данного усилителя одним из ключевых вопросов является исследование влияния нагрева и паразитных компонентов конденсаторов в нагрузочной цепи на адаптивную подстройку. В работе рассмотрены два способа реализации переменной шунтирующей емкости и переменной последовательной емкости в нагрузочной цепи усилителя мощности класса Е. В первом случае на месте каждой емкости использован массив конденсаторов NP0. Во втором случае обе переменные емкости реализованы в виде массивов конденсаторов X7R. В результате численного моделирования и эксперимента показано, что нагрев конденсаторов X7R в нагрузочной цепи адаптивного усилителя мощности класса Е ведет к уменьшению выходной мощности систем индуктивного питания. При использовании в рассматриваемом усилителе мощности конденсаторов NP0 уменьшение общей эффективности и выходной мощности систем индуктивного питания происходит в результате влияния паразитных компонентов этих конденсаторов, а нагрев этих конденсаторов на выходные характеристики систем индуктивного питания не влияет.
Селютина Елена Викторовна
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Гуров Константин Олегович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Миндубаев Эдуард Адипович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Данилов Арсений Анатольевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
- Nama J. K., Srivastava M., Verma A. K. Modified inductive power transfer topology for electrical vehicle battery charging using auxiliary network to achieve zero-voltage switching for full load variations // IET Power Electronics. 2019. Vol. 12. Iss. 10. P. 2513-2522. DOI: 10.1049/iet-pel.2018.6345
- Wang H., Li X. Review and research progress of wireless power transfer for railway transportation // IEEJ Trans. Elec. Electron. Eng. 2019. Vol. 14. Iss. 3. P. 475-484. DOI: 10.1002/tee.22829
- Dynamic capabilities of multi-MHz inductive power transfer systems demonstrated with batteryless drones /j. M. Arteaga, S. Aldhaher, G. Kkelis et al. // IEEE Transactions on Power Electronics. 2018. Vol. 34. No. 6. P. 5093-5104. DOI: 10.1109/TPEL.2018.2871188
- Feng J., Li Q., Lee F. C. Coil and circuit design of omnidirectional wireless power transfer system for portable device application // 2018 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). Portland, OR: IEEE, 2018. P. 914-920. DOI: 10.1109/ECCE.2018.8557465
- Khan S. R., Pavuluri S. K., Cummins G., Desmulliez M. P. Y. Wireless power transfer techniques for implantable medical devices: A review // Sensors. 2020. Vol. 20. Iss. 12. Art. No. 3487. DOI: 10.3390/s20123487 EDN: YGBYJK
- Sokal N. O., Sokal A. D. Class E - A new class of high-efficiency tuned single-ended switching power amplifiers // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 1975. Vol. 10. No. 3. P. 168-176. DOI: 10.1109/JSSC.1975.1050582
- Liu H., Shao Q., Fang X. Modeling and optimization of class-E amplifier at subnominal condition in a wireless power transfer system for biomedical implants // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2016. Vol. 11. No. 1. P. 35-43. DOI: 10.1109/TBCAS.2016.2538320
- Popovic Z., Garcia J. A. Microwave class-E power amplifiers: A brief review of essential concepts in high-frequency class-E PAs and related circuits // IEEE Microwave Magazine. 2018. Vol. 19. No. 5. P. 54-66. DOI: 10.1109/MMM.2018.2822202
- Mindubaev E. A., Selyutina E. V., Danilov A. A. Tuning of class E power amplifier for compensating the effect of the receiver coil implantation depth on the operation of a wireless transcutaneous energy transfer system // Biomed. Eng. 2020. Vol. 54. Iss. 4. P. 258-261. DOI: 10.1007/s10527-020-10017-3 EDN: FDFFNE
- Selyutina E. V., Mindubaev E. A. Effects of class E power amplifier parameters on output power of inductive wireless power transfer system with capacitive tuning // 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). St. Petersburg; Moscow: IEEE, 2021. P. 2874-2878. DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396653 EDN: ZLIEUN
- Dummer G. W. A., Nordenberg H. M. Fixed and variable capacitors. New York: McGraw-Hill, 1960. XIV, 288 p.
- Engelhardt M. LTspice XVII help file / Analog Devices Corp. // agnd.net: Your Electronic Reference [Электронный ресурс]. 2018. URL: https://agnd.net/valpo/341/LTspiceHelpXVII.pdf (дата обращения: 22.11.2023).