بهبود عملکرد تقویت کننده توان کلاس E/F5 با استفاده از خازن موازی برای کاربردهای فرکانس متوسط

در این مقاله یک تقویت کننده توان کلاس e/f5 با فرکانس کاری 1mhz طراحی و آنالیز شده است. در ساختار تقویت کننده از یک خازن موازی با بار در خروجی تقویت کننده استفاده شده که این تکنیک کمک فراوانی به بهبود عملکرد تقویت کننده کرده است. از جمله می توان به افزایش ولتاژ خروجی، فرکانس کاری بالاتر و کاهش ولتاژ سوییچ اشاره کرد. در این تقویت کننده از ترانزیستور irf510 به عنوان سوئیچ ، و از مدل داخلی نرم افزار pspice برای شبیه سازی استفاده شده است. مدار طراحی شده به صورت تئوری آنالیز شده است که نتایج شبیه سازی حاصله، تحلیل ریاضی را تایید می کند. در تقویت کننده پیشنهادی شرایط zvs (ولتاژ صفر در لحظه ی سوئیچ زنی) و zds (مشتق ولتاژ صفر در لحظه ی سوئیچ زنی) کاملا رعایت شده است. نتایج نشان می‌دهند که مقدار پارامترهای توان خروجی w 30 و راندمان مدار 92.8% برای تقویت کننده پیشنهادی بدست آمده و نسبت ولتاژ سوییچ به ولتاژ dc مقدار 2.8 بهبود یافته است. مدار طراحی شده با توجه به راندمان و مشخصات بهینه می تواند در معکوس کننده های منابع ولتاژ در خودروهای نظامی به کار گرفته شود.

Performance Improvement of class E/F5 amplifier with using load capacitor for medium frequency applications

In the coupler design, there are some important parameters, including size reduction, harmonic suppression and insertion loss, which affect the quality of the final product. Thus improving each of these parameters contributes to a more efficient design. In this paper a novel Rat-race coupler with size reduction and harmonics suppression is designed. In the proposed coupler structure, parallel capacitor and indicator are used. The proposed device correctly works at 800 MHz and occupied small size of 46.3mm×23.15mm (0.17λ ×0.08λ), which shows more than 63% size reduction compared to the conventional coupler. The proposed coupler not only reduce the circuit size but also suppresses 2nd, 3rd and 4th harmonics with 21dB, 38 dB and 20 dB attenuation levels, respectively. The proposed coupler provides wide rejection band from 1.6 GHz to 3.3 GHz with more than 20 dB attenuation level. The insertion loss parameter is less than 0.1 dB and more than 40 dB return loss and isolation are obtained at operating frequency, which show superior performance of the proposed Rat-race coupler.