以前，eGaN FET在松耦合無線功率傳輸解決方案中已展示出更高的效率。當使用ZVS D類或E類放大器[1、2、3、4、5]進行諧振時，會發生這種情況。然而，實用的無線電力系統需要解決此類系統的便利性因素，這會導致反射線圈阻抗隨著負載和耦合的變化而明顯偏離共振。這些系統仍然需要向負載供電，因此放大器需要在很寬的阻抗范??圍內驅動線圈。諸如A4WP 3類的標準已經定義了寬泛的線圈阻抗范圍，該范圍解決了便利因素，可以用作比較放大器性能的起點。

在這套Wi GaN中，ZVS D類和E類放大器都將在A78WP A類3類標準的6.78 MHz下進行測試，并以減小的阻抗范圍確定固有的工作范圍極限。諸如器件溫度和電壓限制之類的因素將決定每個放大器能夠驅動的負載阻抗范圍的界限。

A4WP 3類標稱工作范圍

A4WP 3類標準定義了一個寬阻抗范圍-虛數范圍為+ 10jΩ至-150jΩ，實數范圍為1Ω至56Ω。這是必不可少的，因為放大器需要能夠以800 mARMS的額定電流驅動，當輸出功率達到16 W時，該額定電流就會降低。整個阻抗范圍在圖1的史密斯圓圖上用藍色陰影區域顯示，并且也稱為四個角。由于范圍如此之寬，因此可以旋轉阻抗范圍以提高驅動線圈的放大器的效率和性能。在某些情況下，此阻抗旋轉稱為自適應匹配，因為電路有源會尋求找到最合適的線圈工作阻抗，并由藍色虛線圓弧表示（無特定旋轉）。

鑒于A4WP 3類阻抗范圍如此之大，無線電力系統設計的第一步就是確定實際的工作阻抗范圍。一旦知道，該值將確定自適應匹配覆蓋整個3類范圍所需的離散步數。放大器的實際限值包括額定設備電壓限值，溫度限值，在某些情況下還包括電源電壓限值。在此實驗分析中，將在28°C的工作環境中使用額定電壓的80％的器件電壓極限和100°C的器件溫度極限（通過紅外攝像頭觀察）。

高效無線功率傳輸放大器拓撲

將分析兩種高效放大器拓撲，即D類ZVS和單端E類。每種放大器拓撲的原理圖和理想工作波形如圖2所示。

ZVS D類拓撲利用非諧振ZVS儲能電路允許開關節點在開關轉換之間進行自換相，從而有效地消除了D類器件的輸出電容（COSS）相關損耗執行。

單個設備的E類拓撲利用諧振頻率Le和Csh（諧振頻率不同于工作頻率）來建立ZVS所需的條件。在這種設計中，輸出電容（COSS）有效地與Csh并聯，因此成為建立ZVS所需的諧振電路的一部分。在某些情況下，隨著外部電容器Csh的值減小到零，E類的設計將被限制為COSS的值。

設備比較

[5]中定義的無線功率傳輸品質因數（FOMWPT）被用于將eGaN FET與同類最佳MOSFET進行比較，如圖3所示。高級器件的FOMWPT值較低。從FOMWPT可以清楚地看出，eGaN FET固有地在兩種放大器拓撲中均表現出潛在的優越性能。

編輯：hfy