Достижение стабильной выходной мощности и эффективности усилителя мощности класса E при изменении собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки

Достижение стабильной выходной мощности и эффективности усилителя мощности класса E при изменении собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки

Высокая эффективность усилителей мощности (УМ) класса Е позволяет использовать их в портативных устройствах, так как при больших уровнях выходной мощности можно достичь более длительного срока службы химического элемента питания. Существенная проблема усилителя мощности класса Е - изменение выходной мощности вследствие отклонения достигнутого режима работы даже при небольших изменениях номиналов собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки. В работе предложен вариант решения данной проблемы с помощью динамического изменения емкостей конденсаторов в нагрузочной цепи УМ класса Е, которые зависят от номиналов собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки. Исследована возможность достижения номинального и двух типов субноминальных режимов работы УМ класса Е при динамическом изменении емкостей конденсаторов в нагрузочной цепи в диапазоне номиналов частотного фильтра и сопротивления нагрузки. Обнаружено, что существуют такие номиналы емкостей конденсаторов, с помощью которых всегда можно достичь номинального или субноминальных режимов работы при любых значениях остальных компонентов схемы. При этом изменение номиналов частотного фильтра и сопротивления нагрузки с последующим достижением режима работы позволяет стабилизировать требуемую выходную мощность в УМ класса Е. Предложенная схема УМ класса Е стабилизирует выходную мощность (0,65 Вт) с эффективностью не менее 85 % при изменяемых сопротивлении нагрузки от 5 до 30 Ом и собственной индуктивности частотного фильтра от 5 до 15 мкГн.
  • Ключевые слова: усилитель мощности класса Е, режим работы усилителя мощности, стабильная выходная мощность
  • Информация о финансировании: работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (Соглашение № 075-03-2020-216).
  • Для цитирования: Гуров К. О., Миндубаев Э. А., Данилов А. А. Достижение стабильной выходной мощности и эффективности усилителя мощности класса E при изменении собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки // Изв. вузов. Электроника. 2022. Т. 27. № 6. С. 753–762. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-6-753-762
Константин Олегович Гуров
Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Эдуард Адипович Миндубаев
Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Данилов Арсений Анатольевич
Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
Поделиться