高効率600W窒化ガリウムパワートランジスタベースアンプ

(https://epc-co.com/epc/Products/eGaNFETsandICs/EPC2204.aspx)
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それはすべて私の新しいスピーカーのデザインから始まりました。私は長い間、趣味としてさまざまなオーディオプロジェクトが好きで、時には非常に長く複雑なものもありました。今回の趣味は、将来のプロ活動の方向性と一致しました。





過去数年間で、ガリウムナイトライド(GaN)トランジスタがパワーエレクトロニクスでますます一般的になっています。これらのトランジスタは、その優れた特性により、100 W / cm 3を超えることが多い非常に高い電力密度を持つ、さまざまなタイプの小型スイッチングコンバータでますます重要な役割を果たします。 GaNトランジスタに基づくコンバータの効率は99.5%に達する可能性があります。変換周波数範囲がMHz単位に拡大するため、磁気コンポーネント(チョーク、トランス)のサイズも大幅に減少します。





ただし、コンバータの設計者は、GaNトランジスタに実用的な設計を実装する際に多くの困難に直面します。最高の代表はオープンフレーム設計であり、GaNトランジスタを駆動するためのドライバも非常に小型です。非常に大きなスイッチング速度を考慮すると、回路とゲート回路トポロジの最適化には重大な問題があります。窒化ガリウムトランジスタには、アプリケーションの機能に影響を与えるMOSFETスイッチでよく知られている寄生ボディダイオード実際にはないことも思い出してください





, , , , .





, () GaN- :





  • 80 , 20





  • 600





  • 98%, 96%





  • 50





  • 1 , 10





  • 50 /





  • « » 1.5-15





  • (SMBus)





簡略化されたブロック図。
.

() Lattice MachXO2, . , , . , , , UVLO- - , , . . , , 5 . SMBus .





. 35 70 , . 76 36 18 , , , .





パッケージ化されたプロトタイプ。
.

, , TDK/Epcos Ferroxcube, , , . . , .





ベクトルネットワークアナライザーで測定された自然共振周波数。
, .

, , 33 , 20 10 . , , . , " ", . - "" ( , ), , , .





飽和電流グラフ、シャント0.003オーム
, 0.003

LC- . , .





, . . () , , , , . 10 0.005%, 0.015%, "-0.5dB" - 0.035%. " ", 0.0005% , , .





10Wでの典型的な高調波スペクトル。
10 .

, 200 .





. . , ERR SMBus-.





- dV/dt dI/dT , . .





ハーフブリッジ出力での立ち上がり/立ち下がり時間は2ns未満で、振幅は約50Vです。
/ 2 , 50.

- ( ) , (ADuM12x ) .





:





青いビームは出力電圧、緑のビームは制御信号です。
- , - .

:





USB->I2C CH341A. , , .





, (buck-, boost- LLC) .





ユニバーサル2相モジュール。
.

, . , PSemi , - , , . , PSemi PE29102, , NRND . - , , , -, , .





, EPC , , .





, , , , - , , , , . RevoGaN 8020.





- - .





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