• 제목/요약/키워드: Class-E Amplifier

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Efficiency Enhancement of Wireless Power Transfer with Optimum Coupling Mechanism for Mid-range Operation

  • Anowar, Tanbir Ibne;Kumar, Narendra;Ramiah, Harikrishnan;Reza, Ahmed Wasif
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권4호
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    • pp.1556-1565
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    • 2017
  • This paper depicts the design, implementation and analysis of efficient resonant based wireless power transfer (WPT) technique using three magnetic coupled coils. This work is suitable for mid ranged device due to small form factor while minimizing the loading effect. A multi turned loop size resonator is exploited for both the transmitter and receiver for longer distance. In this paper, class-E power amplifier (class-E PA) is introduced with an optimum power tracking mechanism of WPT system to enhance the power capability at mid-range with a flat gain. A robust method of finding optimum distance is derived with an experimental analysis of the designed system. In this method, the load sensitive issue of WPT is resolved by tuning coupling coefficient at considerable distances. Our designed PA with a drain efficiency of 77.8% for a maximum output of 5W is used with adopted tuning technique that improves the overall WPT system performance by 3 dB at various operating points.

Design of Two-Dimensional Lateral Antenna for Wireless Power Transmission to In Vivo Robotic Capsule

  • Kim, Jong-Dae;Lee, Seon-Woo;Ryu, Mun-Ho;Kim, Jong-Won
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.187-190
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    • 2008
  • This paper presents two dimensional receiving coils to provide hundreds of milli-watt power via inductive link to in vivo robotic capsules, whose orientation are practically undetermined. The wireless power transmission system consists of a transmitter powered by class E power amplifier, and a receiver with three dimensional antenna, rectifier, and voltage regulator. As the 2D lateral antenna construction is more critical for the receiving antenna, two types of 2D antennas are introduced and evaluated by theoretic and experimental analyses. Experimental results verifies that the cross-type construction show better directional performance for receiving power than the cylindrical one for the 2D antenna. The former could deliver the power homogeneously regardless of its orientation, with less than 20 % of variation from the possible maximum power.

CDMA방식의 이중대역 전력증폭기의 설계 및 제작 (Design and implementation of dual band power amplifier for 800MHz CDMA and PCS handset)

  • 윤기호;유태훈;유재호;박한규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권12호
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    • pp.2674-2685
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    • 1997
  • 본 논문에서는 국내향 800MHz CDMA 와 PCS(CDMA 방식)에서 동시에 사용될 수 있는 이동통신 전화기의 핵심부품인 이중대역 전력증폭기 모듈에 대한 연구를 기술하였다. CDMA 방식의 전화기가 갖는 사용빈도가 가장 높은 출력(1O-15dBm)이 선형영역인점을 고려하여 종단전력증폭용 GaAs FET의 DC 동작점을 B급으로 제한하므로서 배터리 사용시간을 연장하였다. 따라서 낮은 동작점에서도 우수한 선형성을 가진 2개의 Plastic GaAS FET로서 모듈을 구현하였고 입출력단에 주파수 분리회로를 설계하여 2개의 주파수 대역을 사용할수 있게 하였다. 모듈의 소형화를 위해 다층기판을 사용하였으며 협소한 전송선로간의 전자기결합과 가판 각 층간의 via hole 등은 전자기 해석을 통해 회로 설계에 반영하였다. 모듈 전체 크기는 O.96CC($22{\times}14.5{\times}3mm^3$) 이고 출력 10~l5dBm에서 모듈 총전류는 130mA이다. 선형특성은 출력 28dBm(CDMA, 800MHz)와 23.5dBm(PCS)에서 IS-95에서 규정하는 ACPR(Adjacent Channel Power Rejection)보다 2-3dB 여유도를 가진다.

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효율 향상을 위해 포락선 추적 기술을 이용한 비대칭 포화 3-Stage 도허터 전력 증폭기 (Asymmetric Saturated 3-Stage Doherty Power Amplifier Using Envelope Tracking Technique for Improved Efficiency)

  • 김일두;지승훈;문정환;손정환;김정준;김범만
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.813-822
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    • 2009
  • 본 논문에서는 1:2:2의 비대칭 3-stage 도허티 전력 증폭기의 동작을 살펴보고, Freescale사의 4 W, 10 W LDMOSFET을 이용하여 1 GHz에서 구현하였다. 두 번의 최대 효율 특성을 갖는 N-way 도허티 전력 증폭기와 비교 하였을 때, 비대칭 3-stage 도허티 전력 증폭기는 세 번의 최대 효율 특성을 갖도록 함으로써 백 오프된 출력 전력영역에서의 심각한 효율 저하를 극복할 수 있고, 주어진 변조 신호에서의 평균 효율을 최대화 할 수 있다. 효율 특성을 더욱 최적화하기 위해, 역 F급 전력 증폭기를 캐리어 및 피킹 전력 증폭기로 설계하였다. 또한, 적절한 로드모듈레이션 동작을 이끌어내기 위해, 포락선 추적 방법에 근거한 적응 게이트 바이어스 조절 신호를 두 개의 피킹 전력 증폭기에 인가하였다. 8.5 dB의 PAPR을 갖는 802.16e Mobile WiMAX 신호에 대해 제안된 비대칭 도허티 전력 증폭기는 36.85 dBm에서 55.46 %의 높은 효율 특성을 얻었고, -37.23 dB의 우수한 RCE 특성을 유지하였다. 본 논문에서는 처음으로 포화 증폭기와 적응 게이트 바이어스 조절 신호를 비대칭 3-stage 도허티 전력 증폭기에 적용하였으며, 이를 통해 기지국용 고효율 전력 송신기의 설계가 구현 가능함을 성공적으로 검증하였다.

자기장 영향 하에서의 수질 특성 변화에 따른 채소재배 (Vegetables Cultivation by Characteristics Changes of Water with Magnetic Field Effect)

  • 이형주;황재문
    • 생물환경조절학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.412-416
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    • 2006
  • 전자파 자기장 발생 장치를 개발하여 제작한 후, 이를 수경재배와 배지경의 양액 공급관에 장착하여 물에 자기장을 쬔 자화수 처리의 유무에 따른 수질 성분변화, 배추와 상추의 생장량 변화, 그리고 성분 변화를 분석하였다. 자화수 처리구는 무처리구에 비해 비타민 C 함량이 상추 2.8배, 배추 1.2배로 더 많았다. 또한 자화수 처리에 의한 생장촉진 효과는 상추의 수경과 배지경 재배에서 현저히 나타났으나 배추의 토경재배는 자화수 처리의 효과가 미미하였다. 따라서 토경재배 상추에서 자화수 처리에 의해 생장과 비타민의 함량을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

Wireless Power Transfer via Magnetic Resonance Coupling (MRC) with Reduced Standby Power Consumption

  • Lee, Byoung-Hee
    • Journal of Power Electronics
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    • 제19권3호
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    • pp.637-644
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    • 2019
  • Wireless power transfer (WPT) technology with various transfer mechanisms such as inductive coupling, magnetic resonance and capacitive coupling is being widely researched. Until now, power transfer efficiency (PTE) and power transfer capability (PTC) have been the primary concerns for designing and developing WPT systems. Therefore, a lot of studies have been documented to improve PTE and PTC. However, power consumption in the standby mode, also defined as the no-load mode, has been rarely studied. Recently, since the number of WPT products has been gradually increasing, it is necessary to develop techniques for reducing the standby power consumption of WPT systems. This paper investigates the standby power consumption of commercial WPT products. Moreover, a standby power reduction technique for WPT systems via magnetic resonance coupling (MRC) with a parallel resonance type resonator is proposed. To achieve a further standby power reduction, the voltage control of an AC/DC travel adapter is also adopted. The operational principles and characteristics are described and verified with simulation and experimental results. The proposed method greatly reduces the standby power consumption of a WPT system via MRC from 2.03 W to 0.19 W.