Los esquemas de trasmisión inalámbrica, tanto de señales de comunicación como de potencia, requieren de la introducción de amplificadores o inversores de muy alta eficiencia, capaces de operar de forma apropiada en condiciones de carga variable. Usando el principio de dualidad con inversión temporal, estas topologías pueden ser usadas además como rectificadores, permitiendo la integración junto al inversor en convertidores cc/cc de tipo resonante. Aprovechando las potencialidades de la operación en clase-E/F2, que permite reducir las pérdidas de conducción en el transistor y con ellos conseguir muy buenas prestaciones en eficiencia ante variaciones de la impedancia de carga, en este trabajo de fin de grado se propone como objetivo abordar el diseño de una topología con elementos concentrados y en tecnología GaN HEMT. Se aproximará la operación con encendido a tensión cero y derivada variable de la misma, mientras se minimiza el valor efectivo de la corriente por el dispositivo conmutador. Tras conseguir ajustar una terminación en abierto al segundo armónico, resonando la capacidad de salida del transistor, se sintetizará una red de transformación de impedancia al fundamental que permita la operación con potencia de salida variable sin degradación relevante de eficiencia. En este trabajo se abordarán actividades de simulación lineal y no lineal, diseño, ajuste y caracterización del hardware implementado, que permiten verificar la operación del circuito según las condiciones previstas y alcanzar prestaciones que puedan ser competitivas con el estado de la técnica.
Wireless transmission schemes, for communication and power signals, require the introduction of highly efficient amplifiers or inverters, capable of operating properly under variable load conditions. Using the principle of time reversal duality, these topologies can also be used as rectifiers, allowing integration with the inverter in resonant DC / DC power converters. Advantage is taken of potentialities of the operation in class-E/F2, which allows to reduce conduction losses in the transistor and thereby achieve very good results in efficiency when facing variations in load impedance. In this final degree project, the objective is to approach the design of a topology with concentrated elements in GaN HEMT technology. The switch-on operation will be approximately carried out at zero voltage and and variable derivative, while minimizing the effective value of the current by the switching device. After setting an open termination to the second harmonic, resonating the output capacity of the transistor, a fundamental impedance transformation network will be synthesized that allows operation with variable output power without significant degradation in efficiency. In this project, linear and non-linear simulation activities will be carried out, as well as the design, adjustment and characterization of the implemented hardware, which allow the operation of the circuit to be verified according to the expected conditions and to achieve benefits that may be competitive with the technology that is currently used.
