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Transmission-Line Transformer와 Harmonic Filter를 이용한 13.56 MHz 고효율 전류 모드 D급 전력증폭기 설계
서민철(Mincheol Seo),정인오(Inoh Jung),이휘섭(Hwiseob Lee),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.5
본 논문은 Guanella의 1:1 transmission-line transformer와 harmonic filtering 방식을 이용한 13.56 MHz 고효율 전류 모드 D급(CMCD) 전력증폭기를 제안한다. 출력 정합 네트워크에 기존의 D급 전력증폭기의 부하 네트워크를 변형하여 harmonic filtering 방식을 포함시킴으로써 낮은 2차와 3차 고조파 특성을 얻었다. 제작된 CMCD 전력증폭기는 13.56 MHz의 CW 입력 신호를 사용하여 측정하였을 때, 13.4 dB의 전력 이득을 가지며, 44.4 dBm의 출력에서 84.6 %의 높은 PAE 특성을 나타내었다. 같은 출력에서 2차 3차 고조파는 각각 ?50.3 dBc와 ?46.4 dBc를 나타냈다. This paper presents a high-efficiency current mode class-D(CMCD) power amplifier for the 13.56 MHz band using a Guanella"s 1:1 transmission-line transformer and filtering circuits at the output network. The second and third s are filtered out in the load network of the class-D amplifier. The implemented CMCD power amplifier exhibited a power gain of 13.4 dB and a high power-added efficiency(PAE) of 84.6 % at an output power of 44.4 dBm using the 13.56 MHz CW input signal. The second and third distortion levels were ?50.3 dBc and ?46.4 dBc at the same output power level, respectively.
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13.56 ㎒, 300 Watt 고효율 Class E 전력 송신기 설계
전정배(Jeongbae Jeon),서민철(Mincheol Seo),김형철(Hyungchul Kim),김민수(Minsu Kim),정인오(Inoh Jung),최진성(Jinsung Choi),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.8
본 논문에서는 220 V의 AC 전원을 공급받아 13.56 ㎒의 RF 신호를 출력하는 고효율, 고출력 Class E 전력송신기를 설계하였다. 송신기는 AC-DC 변환기와 class E 전력 증폭기로 구성된다. 설계된 AC-DC 변환기는 220V/60 ㎐의 가정용 전원을 공급 받아서 약 290 V의 DC 전압을 출력한다. 이때, AC-DC 변환기는 98.03 %의 매우 높은 변환 효율을 가진다. 변환 효율을 최대로 하기 위하여 별도의 DC-DC 변환기를 사용하지 않고, AC-DC 변환기의 출력 전압을 주 전력 증폭기의 드레인 바이어스 전압으로 사용하였다. 또한, class E 전력 증폭기의 전력손실을 최소화하기 위해 high-Q 인덕터를 제작하였다. 측정 결과, 13.56 ㎒에서 동작하는 class E 전력 증폭기는 최대 출력 전력 323.6 Watt에서 84.2 %의 PAE(Power-Added Efficiency)를 가진다. AC-DC 변환기를 포함한 class E 전력 송신기는 323.6 Watt에서 82.87 %의 매우 높은 효율 특성을 나타낸다. This paper presents a design of high-efficiency and high-power class E power transmitter. The transmitter is composed of 300 Watt class E power amplifier and AC-DC converter. The AC-DC converter converts 220 V and 60 ㎐ AC to a 290 V DC. The generated DC voltage is directly applied to a bias of the class E power amplifier. Because the converter does not have DC-DC converter unit, it has very high conversion efficiency of about 98.03 %. To minimize the loss at the output of the power amplifier, high-Q inductor was implemented and deployed to the output resonant circuit. As a result, the 13.56 ㎒ class E power amplifier has a high power-added efficiency of 84.2 % at the peak output power of 323.6 W. The overall efficiency of class E power transmitter, including the AC-DC converter, is as high as 82.87 %.
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