کاهش استرس ولتاژ در تقویت کننده سویچینگ توان کلاسE با کمک گیری از شبکه کنترل هارمونیک

در این مقاله، یک شبکه کنترل هارمونیک (HCN2 )بمنظور کاهش استرس ولتاژ و لذا امکان حداکثر نمودن ولتاژ MOSFET در تقویت کننده توان کلاس E پیشنهاد شده است. برای این منظور تاثیر HCN بر روی مشخصات تقویت کننده بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که شبکه HCN پیشنهادی برروی چند مشخصه تقویت کننده از جمله ولتاژ درین ترانزیستورها، جریان سوئیچ، قابلیت توان خروجی عامل Cp و امپدانس درین تاثیر میگذارد. همچنین توان خروجی تقویت کننده نیز در مقایسه با دیگرساختارهای کلاس E ارتقا داده شده است. از آنجا که استرس ولتاژ بالا مشخصه های طراحی شده یک تقویت کننده را محدود میکند، لذا با ولتاژ سوئیچ کاهش یافته میتوان چندین محدودیت موجود در این نوع تقویت کننده ها را حذف کرد.نتایج نشان میدهند با ساختار پیشنهادی، ماکزیمم ولتاژ درین اعمال شده کاهش یافته و در نتیجه، توان خروجی حدود 25٪ افزایش می یابد. شرط ولتاژ سوئیچ صفر (ZVS) و مشتق ولتاژ سوئیچ صفر (ZVDS) در مراحل طراحی در نظر گرفته شده اند. این دو شرط بمنظور بالا بردن راندمان کلاسهای مختلف آمپلی فایر ضروری هستند. بدین ترتیب یک تقویت کننده توان کلاس E با فرکانس سویچینگ 1 مگاهرتز در نرم افزارهایADS و PSpice طراحی و شبیه سازی شده ،بطوریکه نتایج تئوری و نتایج شبیه سازی شده در حد خوبی با یکدیگر منطبقند.