[發明專利]功率放大器和電力輸送設備

無效

• 申請號: 201280045312.3
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN103797709A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 鬼塚浩平;三枝茂人
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F3/217
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 馮玉清

相關申請的交叉引用

本申請基于2011年8月9日提交的日本專利申請號2011-173734并且要求其優先權，通過引用的方式將其全部內容合并于此。

技術領域

這里所描述的實施例總體上涉及E類放大器。

背景技術

已經提出了多種類型的功率放大器。E類功率放大器例如被合并在無線電力輸送系統中的電力輸送設備中，以便放大用于輸送的功率。一般來說，E類功率放大器通過被稱作過零開關的操作實現高放大效率。過零開關操作是通過根據一定開關頻率接通及斷開提供在E類功率放大器中的開關元件來實施的。

當E類功率放大器被合并在電力輸送設備中時，電力輸送條件并不總是恒定的。舉例來說，電力輸送設備與電力接收設備之間的距離可能會變化，在電力輸送和接收設備附近可能存在障礙物，或者電力接收設備的負載阻抗可能會變化。適用于過零開關操作的開關頻率根據輸送條件的變化而變化。也就是說，輸送條件的變化可能會干擾過零開關操作，從而增加開關元件中的傳導損耗并且降低放大效率。

為了抑制放大效率的降低，預期使用一種用以根據輸送條件的變化來校正開關頻率的技術。但是電力輸送頻率需要是可變的，以便允許應用這樣的技術。因此，在由于法律限制或類似限制而不允許改變電力輸送頻率的情況下無法應用這樣的技術。因此，避免放大效率的降低較為困難。

引用列表

非專利文獻

非專利文獻1：Philip?R.Troyk和Martin?A.K.Schwan的“Closed-Loop?Class?E?Transcutaneous?Power?and?Data?Link?for?MicroImplants（用于微型植入物的閉環E類經皮電力和數據鏈接）”，IEEE生物醫學工程匯刊，Vol.39，No.6，1992年6月。

非專利文獻2：Steve?C.Cripps的“RF?Power?Amplifiers?for?Wireless?Communications,Second?Edition（用于無線通信的RF功率放大器，第二版）”，藝達大廈微波圖書館(Artech?House?Microwave?Library)。

附圖說明

圖1是示出了包括根據第一實施例的功率放大器的無線電力輸送系統的方塊圖；

圖2是示出了圖1中的功率放大器的效果的曲線圖；

圖3是示出了根據第二實施例的功率放大器的圖示；

圖4是示出了根據第三實施例的功率放大器的圖示；

圖5是示出了根據第四實施例的功率放大器的圖示；

圖6是示出了根據第五實施例的功率放大器的圖示；

圖7是示出了根據第六實施例的功率放大器的圖示；以及

圖8是示出了根據第七實施例的功率放大器的圖示。

具體實施方式

下面將參照附圖來描述各個實施例。

一般來說，根據一個實施例，功率放大器包括開關元件、可變無源元件、采樣器和比較器。所述開關元件包括第一端子、第二端子和控制端子，其響應于提供到控制端子的輸入驅動脈沖的第一邊沿將第一端子與第二端子之間短路，并且響應于輸入驅動脈沖中的與第一邊沿交替出現的第二邊沿將第一端子與第二端子之間開路。所述可變無源元件直接或間接連接到第一端子，并且用來提高或降低放大器的諧振頻率。所述采樣器對感興趣電壓進行采樣。所述感興趣電壓基于第一端子與第二端子之間的第一電壓以及通過對來自放大器的輸出電流進行電流-電壓轉換而獲得的第二電壓的至少其中之一。所述比較器把感興趣電壓與參考電壓進行比較，并且基于感興趣電壓與參考電壓之間的差異輸出用于可變無源元件的控制電壓。

在后面的描述中，通過完全相同或類似的附圖標記來標示與之前已經描述過的那些組件完全相同或類似的組件，并且基本上省略重復描述。

（第一實施例）

如圖1中所示，根據第一實施例的功率放大器100被合并在無線電力輸送系統中。所述無線電力輸送系統包括DC-DC轉換器20、功率放大器100、傳輸諧振器30、接收諧振器40和負載50。DC-DC轉換器20、功率放大器100和傳輸諧振器30被合并在電力輸送設備中。接收諧振器40和負載50被合并在電力接收設備中。