Falowniki klasy E o podwyższonej sprawności

• Autorzy: Kaczmarczyk Z.

Warianty tytułu

EN

Class E inverters of improved efficiency

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję podwyższenia sprawności falownika klasy E, polegającą na dołączeniu dodatkowego, szeregowego obwodu rezonansowego. Odpowiednio dostrojony obwód dodatkowy umożliwia poprawę kształtu napięcia tranzystora oraz wpływa na podwyższenie sprawności falownika. Równocześnie zachowane są warunki komutacji miękkiej ZVS i ZdVS typowe dla klasy E. W celu potwierdzenia zaproponowanej koncepcji dokonano pomiarów laboratoryjnych klasycznego falownika klasy E oraz ulepszonych falowników klasy EF2 i E/F2. Zmierzone przy częstotliwości pracy l MHz wartości mocy wyjściowych wynosiły 366 W, 526 W i 447 W, jednocześnie wyznaczono sprawności całkowite 96,6%, 97,1% i 97,4%, odpowiednio dla falowników klasy E, EF2 i E/F3.

EN

The paper presents a new concept of efficiency increase of Class E inverters. It is based on inserting an additional series resonant circuit in a basic Class E topology. The properly tuned additional circuit improves the shape of transistor voltage waveform and, as a result, inverter efficiency. At the same time, ZVS and ZdVS soft-switching conditions typical of Class E, are preserved. Measurements results of a classic Class E inverter and improved Class EF2 and E/F3 inverters are given to verify the validity of the presented concept. The measured output power of the inverters was 366 W, 526 W, and 447 W, with the total efficiency of 96,6%, 97,1%, and 97,4% respectively at the operating frequency of l MHz.

Słowa kluczowe

PL

falownik klasy E; falownik EF2; falownik E/F3

EN

class E inverter; EF2 inverter; E/F3 inverter

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2006
• Tom: z. 198
• Strony: 49--60
• Opis fizyczny: bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Kaczmarczyk Z.

• Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki Politechniki Śląskiej, Gliwice,

Bibliografia

• 1. Sokal N. O., Sokal A. D.: Class E - a new class of high-efficiency tuned single-ended switching power amplifiers, IEEE J. Solid-State Circ, vol. SC-10, no.3, June 1975, pp. 168-176.
• 2. Raab F. H.: Idealized operation of the Class E tuned power amplifier, IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. CAS-24, no. 12, December 1977, pp. 725-735.
• 3. Kazimierczuk M.: Teoria wzmacniacza mocy wielkiej częstotliwości klasy E, Rozpr. Elektrotechniczne t. 25, z. 4, 1979, s. 957-986.
• 4. Sokal N. O.: Class-E RF Power Amplifiers, QEX Communications Quarterly, Issue no. 204, January/February 2001, pp. 9-20.
• 5. Suetsugu T., Kazimierczuk M. K: Voltage-clamped class E amplifier with a Zener diode across the switch, in Proc. IEEE ISCAS'02, vol. 4, Phoenix, AZ, May 2002, pp. 361-364.
• 6. Suetsugu T., Kazimierczuk M. K.: Design procedure for lossless voltage-clamped Class E amplifier with a transformer and a diode, IEEE Trans. Power Electron., vol. 20, no. 1, January 2005, pp. 56-64.
• 7. Kee S., Aoki I., Hajimiri A., Rutledge D.: The class E/F family of ZVS switching amplifiers, IEEE Trans. Microwave Theory and Tech., vol. 51, no. 6, June 2003, pp. 1677-1690.
• 8. Kee S.: The Class E/F family of harmonic-tuned switching power amplifiers, Ph.D. Thesis. California Institute of Technology, Pasadena 2001.
• 9. Kaczmarczyk Z., Grzesik B.: 800 W, 16 MHz laboratory Class E inverter, in Proc. EPE'03. Toulouse, France, 2-4 September 2003, CD-ROM.
• 10. Kaczmarczyk Z: Improving properties of high-frequency Class E inverters, Archives of Electrical Engineering, vol. LIII, no. 4, Warszawa 2004, pp. 449-459.
• 11. Chua L. O., Lin P. M.: Komputerowa analiza układów elektronicznych - algorytmy i metody obliczeniowe, WNT, Warszawa 1981.