Explicación del funcionamiento del circuito amplificador de clase E

Question

Estoy buscando una buena explicación para el funcionamiento de un circuito amplificador de clase E (ejemplo abajo de Wikipedia - imagen de Yves-Laurent Allaert)

Como será evidente por esta descripción, mi comprensión es rudimentaria. Creo entender que si simplemente se toma un circuito tanque LC y se inyecta un pulso de CC, se generaría CA en el circuito tanque durante un tiempo hasta que la energía se disipe a través de cualquier resistencia que haya en los componentes o la carga.

En la imagen de arriba, con el interruptor abierto (o sin el interruptor), parece que sucedería algo similar donde la corriente fluiría hacia el circuito LC y se vería CA a través de la carga. Cuando el interruptor T1 está cerrado, tal vez algo de corriente se desvía a través del interruptor, pero todavía habría algo de corriente en el circuito del tanque oscilando.

Entonces, ¿el interruptor sólo está ahí para "dar forma" a la forma de onda a través de RL?

¿Hay alguien que pueda dar una explicación básica de cómo funciona esto? Intenté simular esto en el simulador de circuitos de Falstad, pero no pude dar con los valores correctos de LC, etc. para ver cómo el interruptor afecta a la CA a través de RL.

Answer 1

Con el interruptor T1 abierto, y aplicando VCC, se vería inicialmente un timbre de corriente en el circuito resonante hasta que tanto C como Co se carguen hasta Vcc. El timbre disminuiría a medida que la energía se disipa en RL. Entonces el circuito permanecería en el estado de carga del condensador.

Cerrando el interruptor T1, estás conectando L1 a través del Vcc total (almacenando energía en L1). Al mismo tiempo, la parte resonante comenzará a descargarse a través de T1.

Cuando T1 se abre, el inductor L1 descargará su energía almacenada en el sistema, recargando así los condensadores.

En este momento se ha completado un ciclo. La tasa de repetición de cierre y apertura de T1 determina la cantidad de energía que se entrega a RL.

El tiempo de cierre de T1 determina la cantidad de energía que se almacenará en L1.

Para la producción de energía simple, el condensador C podría ser sustituido por un diodo cuyo ánodo está conectado a tierra.

Answer 2

Sí. El interruptor controla efectivamente la forma de onda de salida, tanto en términos de frecuencia como de amplitud. Los pulsos de CC que genera son suavizados en CA por L1 y C1 y el filtro de salida (el circuito RLC). Ten en cuenta que el interruptor en el diagrama es sólo una representación, en la práctica sería algún tipo de interruptor digital controlado por un controlador PWM. En cuanto a los valores reales de los componentes del filtro, eso dependerá de lo que quieras que haga el amplificador.

Por cierto, he supuesto que por básico buscas una explicación bastante sencilla. Si quieres una idea más general (o específica) de cualquier aspecto de cómo funcionan los amplificadores de clase E, pregunta.