D級アンプのゲート抵抗とブートストラップ

D級アンプのスイッチングノードは通常Nch MOSFETによるハーフブリッジ構成を取るため、

ローサイド(負の電源レール基準)とハイサイド(正の電源レール基準)の

MOSFETのゲート電圧の基準が異なるので、

それぞれに電源が必要になります。

 

通常、ハイサイドはブートストラップ回路(RCDによるフローティング電源)

を利用します。

 

動作としては、ローサイドがオンになっているときに、

ローサイド用の電源からコンデンサを充電して、

ハイサイドがオンになっているときは、

ダイオードでハイサイドからの逆流を防いでコンデンサから放電して、

ハイサイドのゲート駆動電流を供給する形になります。

 

この充電時と放電時に

ブートストラップ抵抗とゲート抵抗も関連するため、

注意が必要です。

 

また、オーディオ用途で、正負電源の構成にする場合、

ハイサイドの起動時の電圧がローサイドよりも高いため、

自励式では、ローサイドからオンするかどうか不明なので、

正側の電源レールから、抵抗とツェナーダイオードなどで、

ブートストラップ・コンデンサに初期電圧を与える必要があります。

 

オーディオ用途の場合、

ブートストラップダイオードの定格は、

耐圧(電源レール間の電圧およびハードスイッチングに伴うサージ電圧)と

スイッチング時間(デッドタイムに近い値)、

充電電流(抵抗と容量、スイッチング時間に依存)に注意が必要です。