無線能量傳輸中eGaN? FET高效率設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案

eGaN FET 之前已經(jīng)在松散耦合的無線電力傳輸解決方案中展示了更高的效率。當(dāng)使用 ZVS D 類或 E 類放大器進(jìn)行諧振操作時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況 [1, 2, 3, 4, 5]。然而，實(shí)用無線電力系統(tǒng)需要解決此類系統(tǒng)的便利因素，這會(huì)導(dǎo)致反射線圈阻抗隨著負(fù)載和耦合的變化而顯著偏離諧振。這些系統(tǒng)仍然需要向負(fù)載供電，因此放大器需要在很寬的阻抗范??圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)線圈。A4WP Class 3 等標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)廣泛的線圈阻抗范圍，以解決便利因素，并可用作比較放大器性能的起點(diǎn)。

在本期 Wi GaN 中，ZVS D 類和 E 類放大器都將在 6.78 MHz 下按照 A4WP 3 類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，并降低阻抗范圍以確定固有的工作范圍限制。器件溫度和電壓限制等因素將決定每個(gè)放大器能夠驅(qū)動(dòng)的負(fù)載阻抗范圍的界限。

A4WP 3 類標(biāo)稱工作范圍

A4WP 3類標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)寬阻抗范圍-虛數(shù)范圍為+ 10jΩ至-150jΩ，實(shí)際范圍為1Ω至56Ω。這是必不可少的，因?yàn)榉糯笃餍枰軌蛞?800 mARMS 的標(biāo)稱電流驅(qū)動(dòng)，當(dāng)提供的功率達(dá)到 16 W 時(shí)，該電流會(huì)降低。整個(gè)阻抗范圍在圖 1 的史密斯圓圖中以藍(lán)色陰影區(qū)域顯示，并且是也稱為四個(gè)角。由于范圍如此之寬，因此可以旋轉(zhuǎn)阻抗范圍以提高驅(qū)動(dòng)線圈的放大器的效率和性能。在某些條件下，這種阻抗旋轉(zhuǎn)被稱為自適應(yīng)匹配，因?yàn)橛性措娐窌?huì)尋求找到最合適的線圈工作阻抗，并由藍(lán)色虛線表示（沒有特定旋轉(zhuǎn)）。

鑒于 A4WP 3 類阻抗范圍如此廣泛，無線電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步是確定實(shí)際工作阻抗范圍。一旦知道，該值將確定自適應(yīng)匹配覆蓋整個(gè) 3 類范圍所需的離散步數(shù)。放大器的實(shí)際限制包括額定設(shè)備電壓限制、溫度限制，在某些情況下，還包括電源電壓限制。在此實(shí)驗(yàn)分析中，將在 28°C 的工作環(huán)境中使用 80% 的器件電壓限制和 100°C 的器件溫度限制（由紅外攝像機(jī)觀察到）。

高效無線功率傳輸放大器拓?fù)?/strong>