C3M0065090DによるAB級BTL SiC MOSFETアンプの回路設計

Wolfspeed(CREE)のC3M0065090DによるAB級ブートストラップアンプ(LT1166)を

反転増幅器(LT1122)で2つつなげばBTLアンプになります。

 

2つのアンプの差動出力によって、電圧と電流が2倍になるため、

熱損失と電流制限を考慮して定数などを見直す必要があります。

 

また、反転増幅器と2つのブートストラップアンプの電源は独立している必要があるため、

1チャネルあたり3つのDC-DCコンバータ(DPBW03G-15)が必要になります。

 

C3M0065090DのVDMOSモデルを示します。

.MODEL C3M0065090D VDMOS (NCHAN
+VTO=3.5 KP=4.0 subthres=8e-1 mtriode=1 LAMBDA=0
+CGDMAX=50e-12 CGDMIN=2e-12 a=0.5
+CGS=656p CJO=0.375n M=1.0 VJ=4.8

 

LT SPICEによるシミュレーションモデルの回路図を示します。

LT1122はユニティゲインで用いるため位相補償をしています。

 

+-1.5V, 10kHzの矩形波入力による過渡解析の結果を示します。

差動出力のため振幅が2倍になっていることが分かります。

FFTの結果を示します。

ノイズフロアが-100dBに上昇しています。

 

周波数解析の結果を示します。

帯域はDC-55kHz(-3dB)、ゲイン交差周波数は1MHzで位相余裕は40dBに減少します。

 

出力は500Wを越えますが、

歪みと熱損失も大きくなるため、

対策のためのコストもそれなりにかかります。