• 한국전자파학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.593-596
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• 2015

본 논문은 무선전력전송 시스템에 활용할 수 있도록 낮은 드레인 전압에서 높은 효율을 가지는 class E 전력증폭기를 설계하였다. 붕괴전압이 40 V인 Si MOSFET을 이용하여 드레인 바이어스 전압이 12.5 V인 13.56 MHz 전력증폭기를 설계하였다. 출력 전력 및 효율을 개선하기 위하여 품질계수가 우수한 솔레노이드 인덕터를 제작하여 출력 정합회로에 사용하였다. 발진 방지와 간단한 회로 구성을 위하여 인덕터와 저항으로 입력 정합회로를 구성하였다. 측정 결과, 제작된 전력증폭기는 13.56 MHz에서 38.6 dBm의 출력전력과 16.6 dB의 전력이득, 그리고 89.3 %의 높은 전력부가효율을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.624-631
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• 2012

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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권2호
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• pp.72-75
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• 2012

본 논문에서는 무선전력전송을 위한 고효율 DC-AC 변환 회로를 구현하였다. DC-AC 변환 회로는 발진기와 전력증폭기를 결합시켜 구현하였다. 전력증폭기의 전력 효율은 무선전력전송 송신 시스템의 효율에 크게 영향을 주기 때문에 Class-E 증폭구조를 이용하여 고효율 전력증폭기를 구현하였다. 또한, 전력증폭기의 입력 단에 연결되는 발진기의 출력 전력이 작기 때문에 높은 출력의 DC-AC 변환 회로를 구현하기 위하여 구동 증폭기를 이용한 고이득 이단 전력증폭기를 구현하였다. 고이득 고효율 이단 Class-E 전력증폭기의 입력 단에 발진기를 연결하여 고효율 DC-AC 변환 회로를 구현하였다. 13.56MHz의 2차, 3차 고조파 성분을 억제하기 위해 이중대역 저지 필터를 설계하여 결합하였다. DC-AC 변환 회로의 출력 전력과 변환 효율은 13.56 MHz에서 40 dBm과 80.2 %이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.556-561
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• 2016

논문은 ISM 밴드 응용분야에 사용되는 13.35 MHz, 5 kW RF 제너레이터의 구현에 대한 내용이다. 이 제너레이터의 구성은 드라이브증폭기와 LDMOS 1.25 kW 트랜지스터를 클래스 AB 푸쉬풀 증폭기로 구현한 모듈을 바탕으로 4개의 모듈을 윌킨슨 형태의 전송선로 변환기를 이용하여 결합하는 구조를 갖고 있다. 이 제너레이터는 선형성보다는 높은 출력과 효율을 얻는 것이 중요하며, 트랜지스터에서 발생하는 열은 워터 쿨링에 의한 수냉식 방법을 선택하여 외부로 배출하였다. 또한, 결합기와 저역통과 필터의 결합 그리고 출력 및 반사 신호를 검출하는 보호회로를 삽입하였다. 이렇게 구현된 RF 제너레이터는 포화 전력레벨 5.33 kW 출력에서 79 %의 효율을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.613-622
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• 2013

본 논문에서는 ISM 13.56 MHz 대역 무선 전력 전송을 위한 인덕티브 클램핑 class-E 전력증폭기를 설계 및 실험하여 특성을 분석하였다. 구현된 전력증폭기는 수신 안테나가 회전체에 붙는 경우와 같이 송수신 안테나 간의 정합 상태가 변화하는 시스템에서 부정합 상태에서 전력증폭기에 공급되는 전류를 줄여 트랜지스터를 손상시키지 않고 안정적으로 동작하도록 하는 인덕티브 클램핑 방식으로 설계되었으며, 정합 회로를 이용하여 기존의 class-E 전력증폭기보다 고조파 성분에 대한 Filtering 특성을 개선하였다. 구현된 전력증폭기의 입력 주파수는 13.56 MHz, 입력 전력 25 dBm, 동작 전압 DC 28 V에서 측정한 결과, 출력 전력은 43 dBm, 기본 주파수 성분과 2차 고조파 신호 간의 출력 전력 차이 55 dBc 이상, 소모 전류 830 mA으로 전력부가 효율(power added efficiency)은 85 %로 높게 측정됐다. 마지막으로, 수신 안테나를 회전체에 부착하고 구현된 전력증폭기로 송수신 안테나로 전력을 송출하는 실험을 진행하였으며, 송신 안테나의 부정합 상태에는 소모 전류가 420 mA까지 줄어들어 트랜지스터가 손상되지 않는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.805-808
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• 2011

본 논문에서는 220 V의 AC 전원을 공급받아 13.56 MHz의 RF 신호를 출력하는 고효율, 고출력 Class E 전력송신기를 설계하였다. 송신기는 AC-DC 변환기와 class E 전력 증폭기로 구성된다. 설계된 AC-DC 변환기는 220V/60 Hz의 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 MHz에서 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.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.41-45
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• 2014

본 논문에서는 입력전력에 따라 드레인 바이어스를 조절하여 낮은 입력 전력에서도 고효율 동작이 가능한 무선전력전송용 고효율 class-E 전력증폭기를 설계하였다. 고효율 동작이 가능한 class-E 전력증폭기에 적응형 바이어스 조절회로를 추가하여 낮은 입력 전력에서 드레인 바이어스를 조절함으로써 전체적인 효율의 향상을 얻을 수 있다. 제안된 적응형 class-E 전력증폭기는 효율의 향상을 위해 직렬 공진회로와 입, 출력 정합회로를 이용하여 구현하였으며, 입력전력에 따라 드레인 바이어스를 조절하기 위해 방향성 결합기, 전력 검출기, 연산 증폭기를 이용하여 적응형 바이어스 조절회로를 구성하였다. 따라서 전력증폭기의 최대출력과 전력효율은 13.56 MHz에서 41.83 dBm, 85.67 %이고, 0 dBm ~ 6 dBm의 낮은 입력 전력에서 고정형 바이어스보다 평균 8 %의 효율의 증가를 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.1-11
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• 2009

본 논문에서는 플라즈마 응용을 위 한 고효율 및 고안정성을 가지는 RF 발생기용 1 kW급 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 전력증폭기는 푸쉬풀 MOSFET 1개와 고전류 구동 IC로 구성하였으며, E급 증폭기의 구조를 사용함으로써 효율을 개선하였다. 플라즈마 응용에 적합하도록 전력증폭기에 선택적 감쇠기를 사용하여 3가지 모드로 동작하게 함으로써 효율과 안정성을 선택적으로 고려할 수 있도록 하였다. 초기 방전 구간의 불안정성을 개선하기 위하여 RF 발생기의 출력 안정영역을 선택적 감쇠기를 사용하여 전압정재파비(VSWR)를 3.8:1 미만보다 개선된 4.5:1 미만으로 확장하였다. 또한 기존에 적용되는 증폭기에 비하여 크기를 30 % 줄였으며, 주파수 13.56 MHz, 출력 1 kW에서 효율 80 %를 얻으므로 기존에 비하여 효율을 약 13 % 개선하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.3145-3147
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• 2000

A passive RFID system consists of reader and tag. Reader is required the filter to modulate the data from backscattering signal which is transmitted by tag. The filter in the reader consists of envelope detector, amplifier, filter, and pulse shaping circuit, In this paper, design and analysis of filter in the RFID system which is operated at l3.56MHz carrier and 70KHz backscattering signal frequency is presented and is confirmed by simulation using Pspice.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권3호
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• pp.161-165
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• 2011

In this paper, a high-efficiency DC-AC converter is used for wireless energy transmission. The DC-AC convertter is implemented by combining the oscillator and power amplifier. Given that the conversion efficiency of a DC-AC converter is strongly affected by the efficiency of the power amplifier, a high-efficiency power amplifier is implemented using a class-E amplifier structure. Also, because of the low output power of the oscillator connected to the input stage of the power amplifier, a high-gain two-stage power amplifier using a drive amplifier is used to realize a high-output power DC-AC converter. The high-efficiency DC-AC converter is realized by connecting the oscillator to the input stage of the high-gain high-efficiency two-stage class-E power amplifier. The output power and the conversion efficiency of the DC-AC converter are 40.83 dBm and 87.32 %, respectively, at an operation frequency of 13.56 MHz.