Характеристики усилителя мощности класса Е с пониженным напряжением на транзисторах при работе на комплексную нагрузку

Усилители мощности (УМ) класса Е вызывают интерес у специалистов, занимающихся разработкой аппаратуры связи и телекоммуникаций благодаря высокому КПД. Однако высокое пиковое напряжение на транзисторах, превышающее напряжение питания в 3,6…4 раза, ограничивает выходную мощность таких усилителей. Альтернативой этим устройствам могут стать УМ класса Е с пониженным напряжением на транзисторах, у которых максимальное напряжение на транзисторах снижено в 2 раза, но при сохраняются основные достоинства режима класса Е, такие как ZVS и ZVDS. В известных публикациях исследование характеристик УМ с пониженным напряжением на транзисторах ограничивается случаем нагрузки с вещественным импедансом. Однако данное условие нарушается при работе УМ в полосе частот, что неизбежно приведет к погрешности при расчете характеристик УМ. Целью настоящей публикации является разработка аналитической модели, позволяющей определить характеристики УМ в общем случае при работе на нагрузку с комплексным импедансом. В работе представлены результаты проверки достоверности аналитической модели, которая позволила установить, что ее погрешность не превышает 6,5%. Рассмотрены вопросы синтеза согласующей цепи, обеспечивающей расширение полосы частот УМ при заданных допустимых значениях непостоянства выходной мощности и скачка напряжения на транзисторах в момент коммутации.