Improving properties of high-frequency Class E inverters

• Autorzy: Kaczmarczyk, Zbigniew

Warianty tytułu

PL

Poprawa właściwości wysokoczęstotliwościowych falowników klasy E

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents original numerical analysis of Class E inverter properties concerning the maximisation of its output power. It has been carried out on the basis of a MATLAB model of Class E inverter. High-efficient, 800 W, 16 MHz Class E and 1 kW, 16 MHz Class EF inverters have been successfully designed, fabricated and tested. The inverters are built employing a DE-SERIES MOSFET and a gate driver manufactured by Directed Energy, Inc. (DEI). The Class EF inverter is introduced as an example of possibility for improvement of the Class E inverter performance. The selected laboratory measurements of both inverters are given and compared to the results obtained from SPICE simulation.

PL

W pracy przedstawiono oryginalną analizę numeryczną właściwości falownika klasy E mającą na celu zmaksymalizowanie jego mocy wyjściowej. W analizie tej wykorzystano model falownika klasy E w programie MATLAB. Zaprojektowano, skonstruowano oraz przebadano falowniki klasy E oraz EF, pracujące z częstotliwością 16 MHz. odpowiednio o mocach 800 W oraz 1 kW. W falownikach zastosowano tranzystor typu DE-SERIES MOS FET ze sterownikiem dedykowanym, oba firmy Directed Energy, Inc. (DEI). Falownik klasy EF został wprowadzony jako przykład możliwości poprawy właściwości falownika klasy E. Przedstawiono również wybrane wyniki pomiarów laboratoryjnych obu falowników, które następnie porównano z wynikami symulacji uzyskanymi w programie SPICE.

Słowa kluczowe

PL

falownik klasy E; wysoka częstotliwość

EN

class E; class F resonant inverters; ZVS/ZCS switching; high-frequency

• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 53, nr 4
• Strony: 449--459
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kaczmarczyk, Zbigniew

• Department of Power Electronics, Electric Drives and Robotics, Silesian University of Technology, Gliwice

Bibliografia

• 1. Directed Energy, Inc.: DE-SERIES fast power MOSFET — an introduction. Application note # 9200-0001-1.
• 2. Frey R.: 500 W, Class E 27.12 MHz amplifier using a single plastic MOSFET. Application note APT9903, Advanced Power Technology, www.advancedpower.com.
• 3. Kaczmarczyk Z.: Analiza energoelektronicznych falowników klasy E wysokiej częstotliwości (An analysis of high frequency power electronic Class E inrerter — in Polish). Ph.D. Thesis, Silesian University of Technology, Gliwice 1996.
• 4. Kaczmarczyk Z.: Analiza numeryczna właściwości falownika klasy E (Numerical analysis of Class E inrerter properties — in Polish). Postępy napędu elektrycznego i energoelektroniki PAN, Komitet Elektrotechniki, Zeszyt nr 47, Lublin 2002.
• 5. Kazimierczuk M.: Teoria wzmacniacza mocy wielkiej częstotliwości klasy E (Theory of high-frequency Class E power amplifier — in Polish). Rozprawy Elektrotechniczne t. 25, z. 4, 1979, str. 957-986.
• 6. Kee S.: The Class E/F family of harmonic-tuned switching power amplifiers. Ph.D. Thesis, California Institute of Technology, Pasadena 2001.
• 7. Krausse G. J.: 1 kW Class-E 13.56 MHz single dvrice RF generator for industrial applications. Application note #9300-0001, Directed Energy, Inc., www.ixysrf.com.
• 8. Raab F. H.: Idealized operation of the Class E tuned power amplifier. IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. CAS-24, No. 12, Dec. 1977, pp. 725-735.
• 9. Sokal N. O. , Sokal A. D.: Class E - a new class of high-efficiency tuned single-ended switching power amplifiers. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-10, no. 3, June 1975, pp. 168-176.
• 10. Vania M. W.: PRF-1150 I kW 13.56 MHz Class E RF generator eraluation module. Application note #9200-0255, Directed Energy. Inc., www.ixysrf.com.
• 11. Vania M. W.: "Stand alone" RF power capabilities of the DEIC420 MOSFET driver IC at 3.6, 7, 10 and 14 MHz. Application note #9300-0007, Directed Energy. Inc., www.ixysrf.com.