E类放大器比较：eGaN vs MOS在A4WP无线电源中的性能与应用

本文档深入探讨了无线电源传送应用中采用eGaN（氮化镓）FET（场效应晶体管）与传统MOSFET在符合4AWP（无线电源联盟）第三级规范的E类放大器中的性能对比。4AWP是无线充电的标准组织，其技术要求包括在6.78MHz的ISM频段（工业、科学和医疗设备频段）实现高度谐振、使用松耦合线圈并在非共振状态下工作。 文章首先介绍了无线电源传输的基本需求，强调了简洁性、兼容性和用户体验的重要性。A4WP标准满足了这些需求，如提供灵活的充电距离和方向控制，以及易于用户操作的界面。为了验证E类放大器的性能，研究者需要确保它符合A4WP对阻抗的要求，特别是对于无载、满载和负载变化时的特性曲线。 E类放大器的特点包括开关电压额定值通常等于输入电压（VDD）的3.56倍，但在某些极端情况下可达到6.5倍。这种设计的关键在于COSS（控制极-漏极电容）被集成到匹配网络中，以减小对负载变化的敏感性，因为MOSFET在此过程中可能存在较高的损耗。此外，放大器的线圈电压在理想工作条件下与输入电压（VDD）和负载阻抗有关。 作者通过实验数据展示了采用eGaN FET的优势，比如更高的效率、更快的开关速度以及更低的损耗，这使得eGaN在无线电源系统中的应用更具吸引力。与MOSFET相比，eGaN在高温和高频下表现出更好的性能，尤其是在电源密度和功率输出方面。然而，实际应用中需要权衡成本、可用供应链和特定设计限制。 总结部分可能讨论了eGaN技术在无线电源领域的未来前景，以及它如何推动整个行业的进步，尤其是在减少充电设施的复杂性、提高充电速度和可靠性等方面。这篇文档提供了关于无线电源E类放大器使用eGaN与MOSFET比较的重要见解，对于设计和优化无线充电解决方案的工程师具有参考价值。