[发明专利]一种串联滤波逆E类功率放大器及其应用方法

权利要求书

1.一种串联滤波逆E类功率放大器，其特征在于，包括：开关晶体管，串联电感，射频扼流圈，直流电压源，串联谐振电容，串联谐振电感，补偿并联电容和负载电阻，所述开关晶体管的栅极为串联滤波逆E类功率放大器的输入端，开关晶体管的源极接直流电源地，开关晶体管的漏极和串联电感的一端相连，串联电感的另一端分别与射频扼流圈、补偿并联电容和串联谐振电容相连，射频扼流圈另一端接直流电源正极，补偿并联电容的另一端接电源地，串联谐振电容另一端与串联谐振电感、负载电阻依次相连，负载电阻的另一端接电源地，所述串联谐振电感和负载电阻的连接点为串联滤波逆E类功率放大器的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种串联滤波逆E类功率放大器，其特征在于，所述开关晶体管S中电流满足零电流切换和零电流导数切换条件。

3.根据权利要求1所述的一种串联滤波逆E类功率放大器，其特征在于，所述串联滤波逆E类功率放大器的输出功率为P，直流电源源的电压为V_DD，工作频率为f，串联回路品质因数为Q_L，元件参数的计算公式如下：

其中，a＝0.9253，ω＝2πf。

4.根据权利要求3所述的一种串联滤波逆E类功率放大器，其特征在于，所述串联滤波逆E类功率放大器的归一化功率的计算公式如下：

5.根据权利要求3所述的一种串联滤波逆E类功率放大器，其特征在于，所述输出功率为P为2W，直流电源电压V_DD为5V，工作频率f为1GHz，负载品质因数Q_L为10，所述串联电感为46.5nH，所述补偿并联电容为8.1pF，所述串联谐振电容为0.545pF，串联谐振电感为46.5nH，所述负载电阻为29.2Ω。

6.基于权利要求1所述的一种串联滤波逆E类功率放大器的应用方法，其特征在于，所述串联滤波逆E类功率放大器的单个开关周期为2π，且分为[0,π]和[π,2π]两段，在[0,π]段时，所述串联滤波逆E类功率放大器的输入驱动信号Vg为低高电平，开关晶体管截止，开关晶体管的开关电流i_S(θ)和串联电感中的电流i_L(θ)为0，开关晶体管漏源极之间电压V_S增大，直到θ＝π时达到直流电源电压2.77倍的峰值；

在[π,2π]段时，所述串联滤波逆E类功率放大器的输入驱动信号Vg为高电平，开关晶体管导通，开关晶体管的开关电流i_S(θ)和串联电感中的电流i_L(θ)从0开始增大，到达峰值后开始减小，直到θ＝2π时，电流下降到0，且电流的变化率为0。