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世界经济高速发展带动了工业的进步,使得现代工业更加智能。同时人们对工业现场的自动化要求日益提高,舍去复杂笨重的传输电缆,无线供电系统就应运而生。无线供电技术很好的简化了工业现场的复杂情况,解决了工业现场因导线、电源等带来的各种限制,对工业的发展有重大意义。无线供电的技术路径成为了近年来科研的热点,其中如何提髙传输效率与传输距离是研究的主要问题。然而提高功率放大器的效率对提高整个无线供电系统有着极其重要的作用,其性能的优良很大程度上决定了无线供电系统的传输效率。 本文以功率放大器为研究对象,提髙其传输效率,然后通过线圈磁耦合谐振给负载提供能量。通过对无线供电系统传输效率、输出功率以及线性度等指标的分析,再结合各类功率放大器的特点,最后选择了 E 类功率放大器,其传输效率在理论上可以达到100%,适用于无线供电中功放模块的设计。论文对E类功率放大器的原理、设计以及指标作出了介绍,采用了MRF6V2300这款N 沟道增强型芯片作为功放模块设计的核心;同时采用集中参数元件,运用传输线理论、S参数进行LC阻抗匹配,然后通过史密斯圆图对阻抗匹配进行调整使得阻抗匹配完善;设计性能良好的直流偏置电路以阻碍髙频交流信号与直流电源发生耦合,同时设计滤波电路、稳定电路,最终完成了 E类功率放大器的原理图设计。 论文采用ADS电磁仿真软件对E类功率放大器原理图进行仿真,然后根据仿真结果对原理图进行微调,从谐波平衡仿真结果可以得出设计的E 类功率放大器在27MHz-30MHz内稳定性K>1,传输功率附加效率(P A E ,Power Added Efficiency)最高达到9 3%,传输功率在30W以上。为了完善其理论设计,制作出了硬件,通过对硬件的测试可以得出在27MHz-30MHz内,PAE最高可达91.3% ,传输功率最大可达40W,达到了 19dB的增益,其稳定性与线性度良好,适用于无线供电系统。通过搭建无线供电系统,实现了给距离30cm的负载提供能量,其效率达到了40% ,为无线供电技术的发展提供了参考意义。