• 제목/요약/키워드: class-D amplifier

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전력증폭기의 선형성 및 효율 향상에 관한 연구 (A Study on Linearity and Efficiency Enhancement of Power Amplifier)

  • 전중성
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제29권6호
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    • pp.618-627
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    • 2005
  • In this paper, we have compared and analyzed the performance of high amplifier using Doherty technique to improve linearity and efficiency of base station and repeater Power amplifier for WCDMA. This Doherty amplifier implements with 3dB branch line coupler and $90^{\circ}C$ transmission line The phase offset line is designed to maintain the high linearity and efficiency at the low efficiency Period of the power amplifier CW 1-tone experimental results at the WCDMA frequency $2.11{\sim}2.17GHz$ shows that Doherty amplifier which achieves power add efficiency(PAE) of 50% at 6dB back off the point from maximum output power 52.3 dBm, obtains higher efficiency of 13.3% than class AB Finding optimum bias Point after adjusted gate voltage, Doherty amplifier shows that $IMD_3$ improves 4dB.

불 균등한 LDMOS FET를 이용한 고 출력 도허티 증폭기의 효율 확장에 관한 연구 (A Study on Efficiency Extension of a High Power Doherty Amplifier Using Unequal LDMOS FET's)

  • 황인홍;김종헌
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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    • pp.81-86
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    • 2005
  • In this paper, we present an efficiency extension of Doherty power amplifier using LDMOS FET devices with different peak output powers and an unequal power divider. The amplifier is designed by using a MRF21045 with P1 dB of 45 W as the main amplifier biased for Class-AB operation and a MRF21090 with P1 dB of 90 W as the peaking amplifier biased for Class-C operation. The input power is divided into a 1:1.5 power ratio between the main and peaking amplifier. The simulated results of the proposed Doherty amplifier shows an efficiency improvement of approximately 19 % in comparison to the class-AB amplifier at an output power of 42.5 dBm. The fabricated Doherty amplifier obtained a PAE of 33.68 % at 9 dB backed off from P1 dB of 51.5 dBm.

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마이크로파용 고효율 Doherty 전력 증폭기 설계 (A Design of High Efficiency Doherty Power Amplifier for Microwave applications)

  • 오정균;김동옥
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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    • pp.91-96
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    • 2006
  • 본 논문에서는 마이크로파 대역의 주파수를 이용해 고효율 도허티 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 도허티 전력증폭기는 MRF 281 LDMOS FET를 사용하여 구현하였고, 도허티 전력 증폭기의 성능을 AB급 증폭기만 있을 때와 비교하였다. 측정결과, 구현한 도허티 전력 증폭기는 PldB 출력전력이 2.3GHz 주파수에서 33.0dBm을 가진다. 또한, 도허티 증폭기는 주파수 $2.3GHz{\sim}2.4GHz$에서 이득은 11dB, 입력 반사손실-17.8dB를 보인다. 설계된 도허티 증폭기는 AB급 증폭기만 있을 때와 비교해서 평균 PAE는 10% 이상 개선됨을 보였고, 설계된 도허티 증폭기의 최대 PAE는 39%를 갖는다.

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제어이론을 이용한 D급 디지털 오디오 증폭기의 모델링과 해석 (Modeling and Analysis of Class D Audio Amplifiers using Control Theories)

  • 류태하;류지열;도태용
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.385-391
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    • 2007
  • A class D digital audio amplifier with small size, low cost, and high quality is positively necessary in the multimedia era. Since the digital audio amplifier is based on the PWM signal processing, it is improper to analyze the principle of signal generation using linear system theories. In this paper, a class D digital audio amplifier based ADSM (Advanced Delta-Sigma Modulation) is considered. We first model the digital audio amplifier and then explain the operation principle using variable structure control algorithm. Moreover, the ripple signal generated by the hysteresis in the comparator has a significant effect on the system performance. Thus, we present a method to find the magnitude and the frequency of the ripple signal using describing function. Finally, simulations and experiments are provided to show the validity of the proposed methods.

Multi-Level Switching과 ZVS를 이용한 Class D Amplifier (Class D Amplifier Using Multi-Level switching and ZVS)

  • 김두일;김희준;조규민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1154-1157
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    • 2004
  • This paper presents design of a class D Amplifier using multi-level switching and Zero-Voltage-Switching(ZVS) technique. The amplifier circuit features zero voltage switching at all switches of the circuit and multi-level switching operation so that the higher efficiency and lower THD could be achieved. A 50-W prototype D class amplifier built and tested it. As a result, the maximum efficiency of $96\%$ and the THD of under $60\%$ were obtained.

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2.45 GHz ISM대역 고효율 스위칭모드 E급 전력증폭기 및 송신부 설계 (Design of High Efficiency Switching Mode Class E Power Amplifier and Transmitter for 2.45 GHz ISM Band)

  • 고석현;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.107-114
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    • 2020
  • 2.4 GHz ISM대역 전력증폭기를 설계하고 송신 시스템을 구현하였다. 고효율 증폭기는 E급이나 F급 증폭기로 구현 가능하다. 본 연구에서는 회로 구조가 간단한 E급으로 20 W 급 고효율 증폭기를 설계하여 ISM 대역 응용에 적용하도록 하였다. E급 회로 설계이론 및 회로 시뮬레이션을 통해 임피던스 정합회로를 설계하였으며 2.45 GHz에서 출력전력 44.2 dBm 및 전력부가효율 69%를 얻었다. 설계된 전력증폭기에 30 dBm의 입력전력을 인가하기 위하여 앞단에 전압제어발진기와 구동증폭기를 제작하여 입력전력 공급회로를 구현하였고, 제작한 전력증폭기는 43.2 dBm 출력 및 65%의 전력부가효율 특성을 나타내었다. 본 연구결과는 무선전력전송, 전파차단장치, 고출력 송신장치 등 다양한 무선통신시스템용 출력 전력증폭기 설계에 활용될 수 있다.

0.35um BCD공정을 사용한 Class-D Amplifier (Class-D Amplifier using 0.35um BCD process)

  • 한상진;황승현;박시홍
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.271-273
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    • 2007
  • 본 논문에서는 TV나 Audio등에 사용되는 2채널 30W급 Class-D amplifier를 동부하이텍의 0.35um BD350BA 공정을 사용하여 디지털 방식의 Class-D amplifier 출력단 구동에 적합하도록 설계하였다. 출력단은 Bootstrap 전원을 사용한 N-N type의 30V LDMOS 내장형이며 각각 $250m{\Omega}$의 턴 온 저항을 갖게 설계 되었다. THD+N 특성개선을 위한 Dead time 및 Delay 조정회로를 내장하였으며 보호회로로는 Over current, Over temperature, UVLO 가 있다.

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다중 안테나 시스템을 위한 CMOS Class-E 전력증폭기의 효율 개선에 관한 연구 (Research on PAE of CMOS Class-E Power Amplifier For Multiple Antenna System)

  • 김형준;주진희;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권12호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 논문에서는 전력증폭기의 입력신호의 크기에 따라 CMOS class-E 전력증폭기의 게이트와 드레인의 바이어스 전압을 조절함으로써 낮은 출력전력에서도 80% 이상의 고효율 특성을 갖는 CMOS class-E 전력증폭기를 설계하였다. 입력신호의 포락선을 검파하여 전력증폭기의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 이용하였고, 동작주파수는 2.14GHz, 출력전력은 22dBm에서 25dBm, 전력부가효율은 모든 입력전력레벨에서 80.15%에서 82.96%의 특성을 얻을 수 있었다.

Wireless Energy Transmission High-Efficiency DC-AC Converter Using High-Gain High-Efficiency Two-Stage Class-E Power Amplifier

  • Choi, Jae-Won;Seo, Chul-Hun
    • 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.

Low-Power and High-Efficiency Class-D Audio Amplifier Using Composite Interpolation Filter for Digital Modulators

  • Kang, Minchul;Kim, Hyungchul;Gu, Jehyeon;Lim, Wonseob;Ham, Junghyun;Jung, Hearyun;Yang, Youngoo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권1호
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    • pp.109-116
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    • 2014
  • This paper presents a high-efficiency digital class-D audio amplifier using a composite interpolation filter for portable audio devices. The proposed audio amplifier is composed of an interpolation filter, a delta-sigma modulator, and a class-D output stage. To reduce power consumption, the designed interpolation filter has an optimized composite structure that uses a direct-form symmetric and Lagrange FIR filters. Compared to the filters with homogeneous structures, the hardware cost and complexity are reduced by about half by the optimization. The coefficients of the digital delta-sigma modulator are also optimized for low power consumption. The class-D output stage has gate driver circuits to reduce shoot-through current. The implemented class-D audio amplifier exhibited a high efficiency of 87.8 % with an output power of 57 mW at a load impedance of $16{\Omega}$ and a power supply voltage of 1.8 V. An outstanding signal-to-noise ratio of 90 dB and a total harmonic distortion plus noise of 0.03 % are achieved for a single-tone input signal with a frequency of 1 kHz.