ZVS D級GaN MOSFETアンプのデッドタイムの最適化

ZVS ハーフブリッジの動作に関して参考になるアプリケーションノートをあげておきます。

 

これらのアプリケーションノートの内容によると、
Vdsのリバースリカバリの前半にVgsが立ち上がるようにデッドタイムを最適化するのがよいようです。
LT SPICEによるZVS D級GaN MOSFETアンプのアイドル時の過渡解析の結果を示します。
青がハイサイドのVgs、赤がローサイドのVds、水色がハイサイドのVds、ピンクがローサイドのVdsです。
この時のアイドル時の出力電圧のFFTを示します。
7MHzから上の周波数帯域で-100dB以下になっています。

ZVS D級GaN MOSFETアンプの設計

ZVS D級GaN MOSFETアンプの設計の参考になるリンクをまとめておきます。

 

11.1 Must Knows of Gate Driver for ZVS Converter

 

PWM方式、ZCS/ZVS方式のノイズ特性を把握する

 

また、
ZVS D級GaN MOSFETアンプのアイドル時の過渡応答のLT SPICEシミュレーション結果をあげておきます。
緑が出力LPFのインダクタ(22uF)の電流(+-270mA, 1.5MHz)、
青がスイッチングノードの電圧(+-44V)、
赤が正側のGaN MOSFETのゲート電圧(オン時間100ns, デッドタイム220ns)、
水色が負側のGaN MOSFETのゲート電圧(正側と同じ)
となっています。
電流波形の頭が丸くなって、
ゲート電圧がほぼ直線的な立ち上がりと立ち下がりになっていることがわかります。
LPF通過後の出力電圧のFFTも上げておきます。
自励発振周波数とその高調波以外のノイズはほぼ発生しないようです。
実際、Si8241とTPH3206PSBによる試作機で試聴しても、
良好な結果が得られています。